HK1221278B - 塑料热水锅炉 - Google Patents

Description

塑料热水锅炉

技术领域

本发明涉及燃烧工程、流体加热例如水加热、使用电产生蒸汽。本发明可用于旨在加热流体和产生蒸汽的任何设备(appliance)的外壳。例如，本发明可使用在循环水加热系统、用于自动加热的自调节式流体加热器和热水系统、移动式加热单元和热水系统中，用作用于不同的电加热器和蒸汽产生单元(包括家用电加热器和蒸汽产生单元)的通用设备。

背景技术

使用电流进行流体加热和产生蒸汽的方式广泛应用于家用、工业和能量产生设备。现今，各种类型的耐热塑料越来越频繁地用作流体加热装置的壳体材料。这些壳体材料最经常用于家用加热装置，例如用于热水锅炉、洗衣机、散热器等等。

下面的塑料材料通常用作外壳材料：

TECAMAX SRP(PPP)－聚对苯撑；

TECATRON(TEКATPOH)(PPS)－聚苯硫醚。其他制造商的商标名称－Fortron,REPRO(日本)、TECHTRON PPS(比利时)、Murdotec SP、Sustatron PPS；

Tecason E(PES)－聚醚砜。其他制造商的商标名称－Radel A(Solvay)、UltrasonE(BASF)、PES；以及WO2007035402(A2)－2007-03-29，改进的聚芳醚酮聚合物混合物－2006.01；RU2243966，用于制备芳香族砜的方法－2003.09.01。

Tecason P(PPSU)/聚苯砜/聚次苯基醚砜。其他制造商的商标名称－Radel R(Solvay)、PPSU 1000、Sustason PPSU。

Tecason S(TекасонС)(PSU,聚砜)。其他制造商的商标名称－Udel(Solvay)、Ultrason S(BASF)、PSU 1000、PSU；EP1937774(A2)，聚芳醚酮和聚醚酰亚胺砜的混合物－2008-07-02。

Tecapei(PEI)/聚醚酰胺。其他制造商的商标名称－Zedex-410、PEI、PEI1000、

聚酰胺是最便宜的材料：

HS BLUE温度稳定型CAPROLONE浇铸尼龙6HS(Nylacast)；

Caprolon/TECAST T(PA 6G)/浇铸6嵌段聚酰胺。其他制造商的商标名称－Ertalon 6PLA、Nylon、Caproloktam、Ultralon(Caproloktan、Polycaproamide、Capron、Caprolon)。

下表总结了上面提到的聚合物的性质。

填充剂(RU2447107－2007-09-24；CN102776658(A)－2012-11-14；CN102604410(A)－2012-07-25；DE102008028195(B3)－2009-11-26；JP2010040286(A)－2010-02-18；US2008139698(A1)－2008-06-12；KR101080650(B1)－2011-11-08)或层压材料(RU2492057C22008.10.29-制造聚碳酸酯层压复合物的方法)经常用于改进和预设塑料性质，这提供了高的热稳定性、热作用下的尺寸稳定性、所需的机械参数和电学参数。

但是，低均匀性是这样的壳体材料的普遍缺点，这不会提供热水器外壳所需的操作可靠性。这可以通过恶劣操作状况来解释：温降和压降在静态和动态两种模式下相当大，对流过程复杂。这些因素结合形成了使由非均匀材料制成的加热器外壳出现故障的额外条件。这些因素显著降低了操作寿命，增加了成本，因为应当采取额外的特别措施来降低由外壳非均匀性引起的影响。此外，材料非均匀性降低了设备的功能性和通用性，因为材料性质的预设范围受到约束。

众所周知，稀土元素被掺杂到塑料及其氧化物中，例如硫酸盐、硼化物、烷基、硅化物、卤化物和稀土金属及它们的混合物(WO2005054132(A1),示踪聚合物材料及其制备方法－2005-06-16；WO0020472(A1),用于聚合环烯的催化剂和方法－2000-04-13)。US2009148729(A1),无机氢聚合物和氢聚合化合物及其应用－2009-06-11-是公知的，其是氢能增加的无机聚合物。

但是，这些材料具有下述缺点：使用这样的制造工艺制造的材料成本高且复杂；制造复杂、易受污染；过度受聚合条件的精确性影响；需要昂贵的催化剂；等等。此外，根据水加热设备和使用液态或气态载热体的其他装置的现有科学技术水平，这样的功能性材料的应用及其制造技术是未知的。此外，这样的装置的外壳在长期严格的热和对流模式下操作，引起这样的材料的毒性的助长，限制了它们在家用设备和工业食品加工设备中的应用。

将同位素(主要是氘)引入塑料也是已知的，例如SU572444(A1)，制备氘标记的卤代烯烃(halogenolefins)的方法－1977-09-15；EP0268192(A2)，(甲基)丙烯酸酯－1988-05-25；JPS60237034(A)，含氘的芳香族化合物及其制备方法－1985-11-25-氘代苯乙烯；RU2005134170A，高纯度3,3-二苯基丙胺单酯－2004.04.03；WO2004011400(A1)，氘化芳香环的方法－2004-02-05；WO2004046066(A1)，氘化或氚化杂环的方法－2004-06-03；WO2004060831(A1)，氘化方法－2004-07-22。

这种方法允许在聚合物均匀性最高的情况下实现物理和机械性质的改变。这显著增强了这种材料对变化的热载荷和机械载荷的耐受能力，并且改善了与其他材料的性质协调。此外，应用含量低的无毒同位素带来高的生物相容性。

但是，当前的科学技术现状没有涉及将氘之外的其他同位素引入用于制造水锅炉和蒸汽产生设备的外壳的聚合材料中的资料。

公知的设备设计涉及如下几组。

第一组，具有任意的几何结构的塑料外壳，其用于直流热水器。该组包括例如下列设备：

a)其中加热元件在指定时刻接触外壳内的整个载热体的装置：CZ9703589(A3)，直接加热式电极锅炉－1999-06-16-优选地，电极沿塑料壳体水平地布置在正六边形或星形的顶点处并且通过Δ接法连接；WO2011009589(A2)，电极锅炉－2011-01-27-内置式PTFE圆柱形厚壁壳体，所述壳体被制造成具有液态载热体的侧入口和端出口的套筒；其包括电离室和电离棒。

b)其中加热元件在指定时刻接触外壳内的部分载热体的装置：KR20110033884(A)，感应式塑料热水器－2011-04-01-直流感应式热水器的塑料壳体，其被制造成具有双层壁的矩形体，载热体在双层壁中流动。该设计旨在改善热效率、易用性以及旨在将制造成本降到最低；

c)形状最简单的非对称塑料外壳：US2007081801(A1)，不具有凸缘的塑料锅炉－2007-04-12-旨在进行流体加热的锅炉，其包括塑料外壳和加热元件，加热元件穿过锅炉外壳内侧处的固定孔并被紧固到安装孔中；加热设备有至少位于安装孔区域中的升温部段；安装孔的一部分的直径至少等于加热器外径；FR2818085(A1)，包括由联接至电源的旋转盘状电极分成多个部段的绝缘管的特别用于粘性产品的加热装置－2002-06-14-其是被制造成流通管的塑料外壳，所述流通管被旋转盘状电极分成多个部段；JPH01296042(A)，用于热电联产系统的辅助加热器装置－1989-11-29-是用作流通管的塑料外壳，其具有电极，电极被制成内管表面的部分。

第二组，储水式加热器、蒸汽发生器。

a)CN200973684(Y)，万能清洁机－2007-11-14-是一种具有多种清洁功能的蒸汽清洁器，并且具有由高级塑料制成的外壳；

b)ES2128967(A2)，蒸发器－1999-05-16-具有由塑料制成的帽和外壳。帽具有用于隐藏蒸发器的电开关的侧壳体。蒸发器由两个相邻的金属片材形成，金属片材从蒸发器浸入到水箱中。

第三组，塑料电极。

a)WO2006115569(A2)，具有PTC塑料导电电极的即热式热水器－2006-11-02-是一种瞬时水加热器，其应用了用于电极材料的塑料导电结构的正温度系数。通过电极之间的电流的水电阻所致的散热来加热水。电极材料在某温度下受相变换影响，并且在预设温度下变得不导电。具有正温度系数的电极材料在达到所要求的水温度时自身减少或停止水加热。

b)纳米级材料的应用-TW200800793(A)，柔性纳米电热材料和具有柔性纳米电热材料的加热设备－2008-01-01；该发明整体上涉及旨在用于加热装置的柔性纳米级电热材料。柔性纳米级电热材料包括承载基部，一定数量的碳纳米管分散在模板上。碳纳米管在模板上形成导电网；

第四组，具有对称塑料外壳的设备。

a)具有对称的外壳设计：US4394561(A)，用于空气增湿式电极蒸汽发生器的箱体结构－1983-07-19-具有电极的蒸汽发生器，其包括管状储水器、上半部分和下半部分；它们由电绝缘塑料模制成镜像结构，使得它们可由相同设计的基体形成；CA1170698(A1)，用于空气增湿器的电蒸汽发生器－1984-07-10。

第五组，具有椭圆形状的设备的应用。

a)壳体：GB189824498(A)，用于借助于蒸汽蒸发水或其他液体的改进型设备－1899-11-18-纵向壳体横截面是在底端具有两个联接的半球的圆柱体；CN2397431(Y)，非金属电热板环保节能常压热水锅炉－2000-09-20；

b)椭圆形管横截面:CN202109789(U)，应用椭圆形螺旋换热管的热交换设备－2012-01-11；GB2148468(A)，具有横截面为椭圆形的换热管的锅炉－1985-05-30–具有椭圆形横截面的管；

c)管：CN201241100(Y)，烃类蒸汽裂解炉辐射段炉管－2009-05-20；管构造是椭圆形或接近于椭圆形的；

d)外壳和管两者：JPH02104789(A)，用于黑液的喷射燃烧器和使用所述燃烧器的燃烧锅炉－1990-04-17；KR20050034065(A)，用于双型燃气锅炉的椭圆形换热器－2005-04-14。

但是，在锅炉外壳中还没有发现横向和纵向横截面的组合，并且根据目前的科学技术水平，这种组合也不是显而易见的，尤其是这种配置与塑料外壳并含有同位素的组合。同时，这种组合允许解决所分配给的任务，因此具有明显不同的特性。

发明内容

本发明的目的是改善制造用于水加热设备的外壳时的可加工性和简易性。简易性和可加工性的改善还包括降低用于其外壳的材料需求的可能性。所述目的还包括提高所用的外壳材料的均匀性；改善锅炉外壳的热性质、机械性质和电性质；以及改善它们的性质与和塑料外壳一起使用的金属部件的相应参数的最佳组合。所述目的还主张改善设备的可靠性和延长其使用寿命(椭圆形外壳、最少的分体式部件和穿过外壳的部件、最少数量的通孔)、保护设备以免不合适地组装、降低对组装精确性的严格要求。所述目的还主张改善设备的操作性能(外壳形状、用于紧固外壳的可选方案)、改善设备的使用寿命、改善塑料外壳的使用寿命、提高装置的可修理性(分体式外壳设计、可置换的电极、可断开的出口)。此外，本发明解决了如下问题：扩展装置应用的功能性、通用性和灵活性；扩大可能的产品范围；提高解决特定问题的适用性；以及提高在不改变外壳的设计的情况下改变其物理性质的能力。

为了解决这些问题，塑料热水锅炉包括由耐热塑料制成的本体，本体的塑料组分包括组成塑料的元素的稳定同位素。此外，氘用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，¹³C用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，¹⁴C用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，¹⁷O用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，¹⁸O用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，¹⁵N用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，³³S用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，³⁴S用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其中，同位素D、¹³C、¹⁴C、¹⁷O、¹⁸O、¹⁵N、³³S、³⁴S以任何组合方式组合的混合物用作塑料结构中所含的同位素。

塑料热水锅炉，其包括：

a)安装在本体内部的至少两个电极；

b)每个电极包括电引线；

c)电引线位于每个电极的一个端部上，电极的电引线位于本体外部；

并且电极可与引线一起置换；

并且电极与电引线的连接是可拆卸的，以及每个电极被配置成可以在电极的任一端部处将电引线连接到电极。

塑料热水锅炉，其中，本体具有：

a)用以填充锅炉的至少一个孔；

b)覆盖锅炉的填充物孔的至少一个盖。

塑料热水锅炉，其中：

a)本体被制造成两个可拆卸的半部分的形式；

b)本体的两个半部分是相同的。

塑料热水锅炉，其中，本体具有贯穿的入口接管和出口接管。

塑料热水锅炉，其中：

a)入口接管被制成在本体的第一半部分上；

b)出口接管被制成在本体的第二半部分上；

c)接管与本体的第一和第二半部分的连接部被制成相同的。

塑料热水锅炉，其中：

a)电极安装件被制成在本体的不同半部分上；

b)不同壳体半部分上的电极安装件被制成相同的。

塑料热水锅炉，其中，本体的横截面形式接近于椭圆形。

塑料热水锅炉，其中，本体的横截面形式为椭圆形。

塑料热水锅炉，其中，本体的纵向截面形式接近于椭圆形。

塑料热水锅炉，其中，本体的纵向截面形式为椭圆形。

塑料热水锅炉，其中，本体由塑料制成，所述塑料的最大可能的热膨胀系数接近于电极的热膨胀系数。

塑料热水锅炉，其中，本体的半部分通过粘结而连结在一起。

塑料热水锅炉，其中，本体的半部分通过密封剂连结在一起。

塑料热水锅炉，其中，本体的半部分被焊接在一起。

塑料热水锅炉，其中，本体的半部分通过螺栓连接而连结在一起，热水锅炉包括设置在本体的两个半部分之间的弹性密封垫。

塑料热水锅炉，其中，本体被制成横截面形式为带有被移除节段的椭圆形。

塑料热水锅炉，其中，本体包括附加的盖板，

a)所述盖板被制成平行六面体形式；

b)所述盖板位于本体外部；

c)所述盖板的邻近本体的面具有对应于盖板所连接的本体的外部分的形状的弯曲形式；

d)盖板的与邻近本体的所述面相对的面是平坦的；

e)盖板包括由与弯曲的面相对的平坦的面的侧部制成的孔。

塑料热水锅炉，其包括至少两个电极保护壳体，每个电极保护壳体包括壳体本体、紧固于锅炉本体的至少一个紧固元件、用于紧固元件的孔、用于电线的出口，所述出口设置有保护接管；以及

a)每个壳体位于锅炉本体的相应半部分上，覆盖电极的外部电引线；

b)壳体的紧固元件连接到壳体和锅炉本体；

c)用于锅炉本体的两个半部分的壳体、紧固于锅炉本体的紧固元件是相同的；

d)壳体与塑料接管是一体的。

附图说明

图1-29示出了依照所提出的发明的装置本体的基本变形形式的示意图，其用于装置结构实施方式的所有变形形式。

图1示出了依照变形形式1的装置本体的纵向截面的示意图，其用于两个电极的外壳。

图2-5示意性示出了依照变形形式1的本体的横截面图，其用于不同子变形形式。

图6-15示意性示出了依照变形形式2的装置的纵向截面(图6、11)和横截面，其中电极位于入口接管和出口接管的一侧。

图16示意性示出了依照变形形式3的装置的纵向截面和横截面(图17-19)，其中电极位于入口接管和出口接管的两侧。

图20-29示出了依照变形形式4的装置的更多细节说明。

具体实施方式

装置本体的基本变形形式

图1-26示出了用于装置的所有结构变形形式的本体材料的实施方式。

根据所提出的发明的塑料热水锅炉的本体1的实施方式的基本变形形式，本体的材料包括塑料结构中所含的元素的同位素。最常见的同位素是氘。也可使用塑料中所含的其他元素的同位素。根据所使用的耐热塑料的具体类型，这些同位素包括¹³C、¹⁴C、¹⁷O、¹⁸O、¹⁵N、³³S、³⁴S。此外，可使用这些同位素中的一种或这些同位素以任何组合形式组合的混合物。所列举的同位素及其变化的含量可提供本体材料的物理性质的规划改变，从而根据装置目的以及顺应各个元件实现其最佳选择方式。因此，同位素组分的变化可提高本体聚合物1的玻璃化转变点温度(EP0268192(A2)－1988-05-25)。

必要时，还允许改变本体1的电学性质，例如，增大本体的表面电阻、体积电阻、和介电击穿强度[1]。此外，所提出的技术方案允许定向改变线性和体积热膨胀系数，这对于最佳地匹配装置的其他元件(尤其是金属部件)的热膨胀系数是十分重要的。尽管塑料性质随同位素组分的变化而发生的各个变化是已知的(EP0268192(A2)，(甲基)丙烯酸酯－1988-05-25，[1])，但是，塑料在流体热加热领域的使用，包括在各种变形形式的水加热装置本体构造中的使用，对于现有科学技术发展水平而言是未知的，并且组合地加入并改变所提出的同位素组分的含量也是未知的。这能够让热水锅炉本体出现新的品质性质，显著它们在增强静态和动态两种模式下的可靠性，改善耐用性、耐磨性，以及降低操作成本。将同位素注入聚合物的工艺技术是已知的，尤其是已经掌握了注入氘的工艺技术(JPS60237034(A)－1985-11-25；RU2114126－1998-06-27；US2009148729(A1)－2009-06-11；CN102911372(A)，具有锂同位素分离效应的苯并冠醚接枝聚合物材料及其制备方法－2013-02-06)以及稀土元素及其氧化物的加入(WO2005054132(A1)－2005-06-16)。但是，根据前述技术发展，在热水锅炉的本体中使用则是未知的，其与前述装置明显不同。不同于填充物在其材料中的使用，所提出的本体的实施方式允许保持本体的高均匀性，允许承受相当大的静态和动态热载荷。相对于含有填充物和添加到本体材料中的其他不同的添加剂的现有材料而言，这可增强耐受这些载荷的能力。此外，当所提出的本体的实施方式使用含有填充物的材料时(RU2230760，填充有淀粉复合物的疏水性聚合物－1999-09-22；RU2034852，填充聚合物的生产方法－1990-07-27；例如，填充玻璃的聚合物-RU2185961，用于生产填充塑料(主要是纤维增强材料)的设备－2001-03-28)，还可以更精确地规划物理性质而不会影响所应用的本体材料的均匀性。

此外，在所有情况下，本体塑料中的同位素含量可从尽可能最低的值开始，该值可允许使用用于制造本体的材料，而不用将聚合物从其中所含的天然同位素中专门强制提纯出来。这允许显著提高装置本体的简易性和可加工性，降低其生产成本。

变形形式1

根据变形形式1，装置本体(1)由两个相同的半部分——上半部分(2)和下半部分(3)组成(图1)。根据本体的实施方式的基本变形形式，本体(1)的材料是含有一种或多种同位素的耐热聚合物。本体(1)的每个半部分被制成与另一个半部分相同并且具有椭圆形横截面(图2-5)。将两个半部分联合成单个零件的这种实施方式显著简化了装置的制造工艺，因为这允许针对两个半部分和不同的设计使用一个卡扣(snap)。但是，本体的一个半部分可有意地包括冗余元件例如用于电极(6)的孔(5)，这些冗余元件使用在装置的一些变形形式中，但不使用在其他变形形式(图2-6)中。或者，这些冗余元件(例如孔(5))使用在一种变形形式的一个半部分中，但不使用在同一变形形式的本体的另一个半部分中。这也提高了本体(1)的一体化，因此简化了装置的制造工艺。根据前述技术发展，这种技术方案与包含所述序列中的指定同位素的方案相组合是未知的，这种组合达到了极好的效果，这种效果并非简单地为加入每个特征单独带来的效果的简单总和。

本体(1)的纵向截面也被制成接近椭圆形，其中在主轴极点处具有截顶的顶部(4)，用以提高装置的可加工性以及用以简化组装。此外，将本体(1)的纵向和横向截面实施为椭圆形或接近椭圆形，通过增强紧凑性(compactness)并同时改善本体(1)内部的传热介质对流条件而改善操作条件。极点表面(根据附图，本体的顶面和底面)(4)包括通孔(5)，在电极锅炉的情况下，金属电极(6)安装到通孔中。任何电加热器也可安装在这些通孔中。对于该变形形式，在电极锅炉的情况下，使用两个电极，每个电极(6)包括连接到该电极的一个端部的一根电引线(7)。因此，电极(6)主要位于本体(1)内部，彼此相对。每个电极的第二自由端部(8)被插入到本体(1)的每个半部分(2)、(3)的端部(4)的自由通孔(5)中。自由空间(9)可填充化合物、密封剂或用塞子(10)封闭(图1)。此外，可以密封电极(6)的端部(8)，该端部作为本体(1)的内表面上的花键，本体的内表面被制成凹陷(11)的形式(图28)。这允许防止电极(6)当锅炉工作时由于热载荷和机械载荷的影响而弯曲以及允许完全消除电极短路的可能性。进而，与已知装置相比，其显著提高了装置的可靠性，并且能够在相当大的机械扰动下使用，包括永久的扰动，例如摇摆、加速、振动等等。还可扩展装置的功能，提高其通用性，原因在于其直接在运动时以移动的形式提供了平稳操作。

本体(1)的每个半部分(2)、(3)包括接管(12)，接管被制成相同的并且固定在本体(1)的端部(4)处的相同位置上，在串联式(in-line)加热器的情况下，接管可以既是输入部又是输出部。这也提高了装置的一体化。本体(1)可以具有一个平坦的面(13)，用以提高装置在平坦表面(例如墙壁)上安装的易操作性和可靠性。平坦的面(13)可以经过本体(1)的椭圆形横截面的对称轴线(图3)，也可以不经过所述对称轴线(图4)。

作为子选择方案，装置本体(1)的横截面整体上可被形成为未被截顶的椭圆形，并且装置本体还可以包括支撑件(14)(图5)，用以增强装置在平坦表面(例如墙壁)上安装的性能和可靠性。但是，支撑件(14)被制成为平行六面体形状，其较大侧部是平坦的，用于安装。支撑件(14)的第二较大侧部最大可能地重复本体(1)的外表面并且连接到该外表面。

变形形式2

在依照变形形式2的装置中(图6-15)，所使用的本体(1)由两个相同的对侧半部分(2)和(3)组成，根据装置的实施方式的基本变形形式，这两个半部分的塑料材料含有一种或多种同位素。特别地，使用数量超过两个的电极(6)，并与依照装置的实施方式的基本变形形式的本体材料相组合。这允许提高本体的耐热性和绝缘性以及允许增加电极数量使其大于2，使用足够窄的本体(1)，从而扩展装置的功能，增强装置的可靠性和能量效率，原因在于，这允许使用三相电网以及能够使用冗余备份辅助电极(6)。因此，电极(6)的数量，例如对于三相电网，可以是奇数(图6-10)，或者可以是偶数(图11-15)。在装置的串联式实施方式的情况下，其包括入口和出口接管(12)，它们位于本体(1)的每个半部分(2)和(3)的相同位置上。但是，电极(6)位于接管(12)一侧，并且根据需要和换热参数，电极可以位于相同的纵向轴线上，或者可以偏离所述纵向轴线。而且电极在本体(1)的上、下面(4)的表面上的配置可以是任意的(图6-15)。可以类似于变形形式1那样进行电极6的松弛端部(8)的密封。

变形形式3

图16-19示出了根据本发明实施方式的变形形式3的塑料热水锅炉构造的视图。变形形式3包括装置的实施方式的基本变形形式的特征，并且相对于可选的变形形式1和2具有下列特性。

根据变形形式3，用于串联式锅炉实施方式的接管(12)沿中央对称纵向轴线布置或靠近所述中央对称纵向轴线布置，装置的电极(6)位于接管(12)两侧。电极(6)的数量取决于装置的特定目的，可在2个或更多个变化。电极数量也可以是偶数或奇数。电极6在本体内相对于其电引线(7)的方向的布置可以是相对的(图16)、单向的或组合式的。这允许装置适应其制造技术工艺的不同变化。通过采用所提出的实施方式并组合根据所提出的发明使用的本体材料的组分，允许最大化本体的机械强度(包括增大耐受内压的能力)，并因此允许提高装置的可靠性。

变形形式4

可在前述每种变形形式中进一步实施装置的实施方式的变形形式4。根据该变形形式，帽(15)安装在本体(1)的上、下面(4)上；帽的下部分是敞开的。帽(15)安装在电极的引线(7)上方，使之完全覆盖引线(包括未使用的孔(16)(如果有的话))。在电极位于接管两侧的情况下，可以在本体(1)的每个上、下平面(4)上使用两个帽(15)，每个帽覆盖位于配件(12)一侧的一组电极(6)。每个帽(15)经由至少一个机架(17)固定到本体(1)的上或下面(4)上，该机架被形成为每个面(4)上的凸台。对于每个帽(15)，机架(17)的数量可以大于1(图24)。通过螺栓(18)将帽(15)固定到本体(1)上，螺栓穿过帽(15)的顶表面上的孔并插入到机架(17)中。每个帽(15)包括位于其上表面上的孔，该孔中设置有接管(19)，电源电线(20)从电极(6)的引线(7)穿过接管(19)(图25)。电线(20)可固定在接管中，例如用密封剂或化合物密封，或用软木塞塞住。帽(15)的存在允许保护电极引线以免短路、受污染、被水或其他工作流体涌入等等。此外，帽(15)允许固定电线(20)，以防止电线尤其是在持续的机械振动载荷下位移和断开。每根电线(20)经由端子(28)连接到电极6的引线(7)上。

本体的两个半部分(2)和(3)在相互连接的位置处具有凸缘(21)(图20、25、26、27)，该凸缘位于本体(1)的半部分的下切口的周边上。当两个半部分(2)和(3)相互连接时，两个半部分(2)和(3)的凸缘(21)的表面相互接触，使凸缘上的孔(22)相配合。在本体(1)的周边上的每个半部分的凸缘中，由凸缘的连续表面的侧部形成狭槽(23)，环形橡胶垫(24)插入到该狭槽中，该环形橡胶垫的横截面例如为圆形的(图27)。螺栓(25)穿过凸缘(21)上的孔(22)，所述螺栓与垫圈(26)和螺母(27)一起拧紧半部分(2)和(3)的凸缘(21)，橡胶垫(24)牢固地密封本体(1)(图20、25)。

所有变形形式的塑料热水锅炉的操作如下。

锅炉可独立用作可倾倒的锅炉，或可通过使用接管(12)构建在开放式或循环式水加热系统的任何需要位置处。加热系统中填充有用通常的方式处理的水，调节其电阻，并经由电线(20)连接锅炉的电极(6)的引线(7)，所述电线位于本体(1)外部并且通过保护帽(15)的接管(19)被引出。将电线连接到外部单相或三相电路。来自于散热器的冷却水经由入口接管(12)进入到锅炉的本体(1)中，在这里，水被经过电极(6)之间的电流加热。被加热的水从本体(1)进入消耗装置(例如散热器)中。可通过所提出的本体(1)的形式、电极(6)的数量、以及它们相互之间的方向和位置，来特意布置当加热电极(1)之间的水时在锅炉的本体(1)中出现的对流过程，使得锅炉可起到循环泵的作用而不用在封闭系统中对水进行任何强制循环。所提出的可以对本体材料进行改进而不改变其化学性质，非常有利于允许选择在静态和动态两种操作模式下都符合锅炉其他元件要求的最优的线性和体积膨胀系数、电阻和介电强度。

参考文献

1.Manas Chanda,Salil K.Roy，塑料技术手册(Plastics TechnologyHandbook)，第四版(系列:塑料工程，书72).CRC出版社；第四版.2006年.896页.ISBN-13:978-0849370397.

Claims (27)

1.塑料热水锅炉，其包括：

a)本体；

并且，所述本体由耐热塑料制成，所述耐热塑料的最大可能的热膨胀系数接近于电极的热膨胀系数；

并且，所述本体的塑料组分包括构成塑料的元素的稳定同位素。

2.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，氘用作塑料结构中所含的同位素。

3.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，¹³C用作塑料结构中所含的同位素。

4.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，¹⁴C用作塑料结构中所含的同位素。

5.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，¹⁷O用作塑料结构中所含的同位素。

6.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，¹⁸O用作塑料结构中所含的同位素。

7.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，¹⁵N用作塑料结构中所含的同位素。

8.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，³³S用作塑料结构中所含的同位素。

9.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，³⁴S用作塑料结构中所含的同位素。

10.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其包括：

a)安装在本体内部的至少两个电极；

b)每个电极包括电引线；

c)电引线位于每个电极的一个端部上，电极的电引线位于本体外部；

并且电极能够与电引线一起置换；

并且电极与电引线的连接是可拆卸的，

并且每个电极被配置成能够在电极的任一端部处将电引线连接到电极。

11.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体具有：

a)用于填充锅炉的至少一个孔；

b)覆盖锅炉的填充物孔的至少一个盖。

12.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，

a)本体被制造成两个可拆卸的半部分的形式；

b)本体的两个半部分是相同的。

13.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体具有贯穿的入口接管和出口接管。

14.根据权利要求13所述的塑料热水锅炉，其中，

a)入口接管被制成在本体的第一半部分上；

b)出口接管被制成在本体的第二半部分上；

c)入口接管和出口接管与本体的第一半部分和第二半部分的连接部被制成相同的。

15.根据权利要求12所述的塑料热水锅炉，其中，

a)电极安装件被制成在本体的不同半部分上；

b)本体的不同半部分上的电极安装件被制成相同的。

16.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体的横截面形式接近于椭圆形。

17.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体的横截面形式为椭圆形。

18.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体的纵向截面形式接近于椭圆形。

19.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体的纵向截面形式为椭圆形。

20.根据权利要求12所述的塑料热水锅炉，其中，本体的两个半部分通过粘结而连结在一起。

21.根据权利要求12所述的塑料热水锅炉，其中，本体的两个半部分通过密封剂连结在一起。

22.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，

a)本体被制造成两个半部分的形式，本体的两个半部分被焊接在一起；

b)本体的两个半部分是相同的。

23.根据权利要求12所述的塑料热水锅炉，其中，本体的两个半部分通过螺栓连接而连结在一起，所述热水锅炉包括设置在本体的两个半部分之间的弹性密封垫。

24.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体被制成横截面形式为带有被移除节段的椭圆形。

25.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其中，本体包括附加的盖板，

a)所述盖板被制成平行六面体形式；

b)所述盖板位于本体外部；

c)所述盖板的邻近本体的面具有对应于所述盖板所连接的本体的外部分的形状的弯曲形式；

d)所述盖板的与邻近本体的所述面相对的面是平坦的；

e)所述盖板包括由与弯曲的所述面相对的平坦的面的侧部形成的孔。

26.根据权利要求1所述的塑料热水锅炉，其包括至少两个电极保护壳体，每个电极保护壳体包括壳体本体、紧固于锅炉的本体的至少一个紧固元件、用于紧固元件的孔、用于电线的出口，所述出口设置有保护接管；并且

a)每个电极保护壳体位于锅炉的本体的相应半部分上，覆盖电极的外部电引线；

b)电极保护壳体的紧固元件连接到电极保护壳体和锅炉的本体；

c)用于锅炉的本体的两个半部分的电极保护壳体、紧固于锅炉的本体的紧固元件是相同的；

d)电极保护壳体与塑料接管是一体的。

27.塑料热水锅炉，其中，同位素D、¹³C、¹⁴C、¹⁷O、¹⁸O、¹⁵N、³³S、³⁴S以任何组合方式组合的混合物用作塑料结构中所含的同位素。