электроконвектор
Классы МПК: | H05B3/26 в которых нагревательные проводники установлены на изоляционном основании F24D13/02 только с использованием электрических сопротивлений, например для подогрева пола |
Автор(ы): | Бармин И.В., Елисеев В.Г., Зарайский Г.П., Рахманов Ж.Р., Саламатов И.А., Крутоверцев И.Т., Баранов С.А. |
Патентообладатель(и): | Конструкторское бюро общего машиностроения |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-01-05 публикация патента:
10.10.1999 |
Изобретение относится к электроотопительной технике, в частности к электроконвекторам, и предназначено для обогрева воздуха жилых помещений и создания в них теплового комфорта в холодное время года. Электроконвектор содержит кожух коробчатой формы с входными и выходными отверстиями, опоры, параллельно размещенные внутри кожуха вертикальные элементы, представляющие каждый в отдельности выравниватель с закрепленными на нем электроизоляционной подложкой и плоским нагревателем, и токоподводящее устройство. На внутренних поверхностях выравнивателей над их нижними торцами на расстоянии h, меньшем шага t выравнивателей, и в шахматном порядке установлено по одному плоскому нагревателю, боковые торцы среднего выравнивателя в верхней и нижней частях закреплены в прорезях, выполненных в выступах боковых стоек, при этом толщина
выравнивателя меньше ширины b1 прореза, снабженного термокомпенсатором, а ширина
зазора, образованного между наружной поверхностью выравнивателей и внутренней стенкой кожуха, больше толщины
выравнивателя. Техническим результатом является повышение надежности, эффективности и экологичности работы электроконвектора. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139157/916.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
Формула изобретения
Электроконвектор, содержащий кожух коробчатой формы с входными и выходными отверстиями, опоры, параллельно размещенные внутри кожуха вертикальные элементы, представляющие каждый в отдельности выравниватель с закрепленными на нем электроизоляционной подложкой и плоским нагревателем, и токоподводящее устройство, отличающийся тем, что в нем на внутренних поверхностях выравнивателей над их нижними торцами на расстоянии h, меньшем шага t выравнивателей, в шахматном порядке установлены по одному плоскому нагревателю, боковые торцы среднего выравнивателя в верхней и нижней частях закреплены в прорезях, выполненных в выступах боковых стоек, при этом толщина![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139157/916.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к электроотопительной технике, в частности к электроконвекторам, и предназначено для обогрева воздуха жилых помещений и создания в них теплового комфорта в холодное время года. Известны электроконвекторы фирмы "Америкен-стандард", выпускаемые в широком ассортименте (три серии, 14 моделей, габариты (915-2440) х 203 х 76 мм (длина, высота, глубина), мощность 750-2000 Вт, масса 4,54 - 9,53 кг), содержащие стальной корпус прямоугольной формы с отверстиями для входа и выхода воздуха, ножки, нагревательный элемент, секции с приборами управления и контроля. Нагревательный элемент выполнен в виде оребренного трубчатого электронагревателя (ТЭН) или спирали (Варшавский А.С. и др. Бытовые электронагревательные электроприборы, М., Энергоиздат, 1981 г., с. 102). Недостатками этих электроконвекторов являются:1) сложность оребренной конструкции ТЭН, требующей заводского изготовления, ожого- и пожароопасность поверхности нагревательного элемента и, как следствие, низкая эксплуатационная надежность;
2) большая материалоемкость, значительная длина (2,44 м), недостаточная удельная мощность ТЭН (при указанной длине - 0,8 кВт/м), поэтому низка эффективность электроконвектора;
3) высокая температура поверхности нагревательных элементов (450 - 500oC), ухудшающая экологичность воздуха помещений; высокая температура вызывает явление термического разложения и сухой возгонки органической пыли, сопровождающееся выделением вредных веществ, в частности оксида (окиси) углерода CO - очень ядовитого (угарного) газа, не имеющего ни цвета, ни запаха (отравление им может произойти незаметно); оксид углерода легко соединяется с гемоглобином крови и делает его неспособным переносить кислород от легких к тканям, то есть представляет прямую угрозу для жизни. Разложение пыли начинается при температуре 65-70oC и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80oC. Таким образом, указанные выше аналоги и подобные им электроконвекторы обладают низкими показателями надежности, эффективности и экологичности работы. Проведенные нами патентные исследования показали, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является электроконвектор, содержащий корпус коробчатой формы с входными и выходными отверстиями, опоры, параллельно размещенные внутри корпуса вертикальные нагревательные элементы, представляющие каждый в отдельности выравниватель с закрепленными на нем электроизоляционной подложкой и плоским нагревателем, и токоподводящее устройство. Этот электроконвектор выбран в качестве прототипа заявляемого электроконвектора (RU 2037275 C1, 09.06.95). Недостатком прототипа является то, что верхние и нижние части нагревательных элементов закреплены при помощи стяжных шпилек, затягиваемых по концам посредством гаек. Такое соединение является недостаточно надежным, поскольку соединение постоянно находится в потоке горячего воздуха с высокой температурой, что снижает теплостойкость, надежность и долговечность электроконвектора. Кроме того, аэродинамическое сопротивление, оказываемое соединением потоку воздуха, снижает эффективность работы электроконвектора; при работе ухудшается экологичность. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, эффективности и экологичности работы электроконвектора. Технический результат достигается тем, что в электроконвекторе, содержащем кожух коробчатой формы с входными и выходными отверстиями, опоры, параллельно размещенные внутри кожуха вертикальные элементы, представляющие каждый в отдельности выравниватель с закрепленными на нем электроизоляционной подложкой и плоским нагревателем, и токоподводящее устройство, согласно изобретению, на внутренних поверхностях выравнивателей над их нижними торцами на расстоянии, меньшем шага выравнивателей, в шахматном порядке установлены по одному плоскому нагревателю, боковые торцы среднего выравнивателя в верхней и нижней частях закреплены в прорезях, выполненных в выступах боковых стоек, при этом толщина выравнивателя меньше ширины прореза, снабженного термокомпенсатором, а ширина зазора, образованного между наружной поверхностью выравнивателя и внутренней стенкой кожуха, больше толщины выравнивателя. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 и фиг. 2 изображен злектроконвектор (вид сверху и спереди); - на фиг. 3 - плоский нагреватель. Электроконвектор содержит кожух коробчатой формы 1 с входными 2 и выходными 3 отверстиями, опоры 4, параллельно размещенные внутри кожуха вертикальные нагревательные элементы, представляющие каждый в отдельности выравниватель 5 с закрепленными на нем электроизоляционной подложкой и плоским нагревателем 6, и токоподводящее устройство 7. На внутренних поверхностях выравнивателей 5, 8 и 9, над их нижними торцами на расстоянии h, меньшем шага t выравнивателей (фиг. 1), в шахматном порядке горизонтально установлены по одному плоскому нагревателю 6, состоящему, например, из пяти частей (Lн > lн, фиг. 2). Боковые торцы среднего выравнивателя 8 в верхней и нижней частях закреплены в прорезях 10 и 11, выполненных в выступах 12 боковых стоек 13. Толщина выравнивателя
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139157/916.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139157/916.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
Между выравнивателями 5 и 8, 8 и 9 образованы прямоточные камеры 15 (фиг. 1), соединенные с входными 2 и выходными 3 отверстиями. Входные отверстия 2 открыты, а выходные 3 - закрыты сверху декоративной решеткой (на чертеже условно не показана). Решетка имеет минимальное сопротивление проходу нагретого воздуха. Электроконвектор работает следующим образом. После подключения электроконвектора к электросети посредством токоподводящего устройства 7 в начальный момент нагреваются нагреватели 6 и выравниватели 5. В результате теплообмена излучением, конвекцией и теплопроводностью воздух внутри электроконвектора нагревается, становится легче, и, поднимаясь вверх, через выходные отверстия 3 поступает в обогреваемое помещение. Затем холодный воздух обогреваемого помещения под действием свободной конвекции через входные отверстия 2 засасывается в электроконвектор, где он в проточных камерах нагревается и через выходные отверстия 3 выходит в обогреваемое помещение, в котором через некоторое время создается тепловой комфорт с наилучшими санитарно-гигиеническими и экологическими условиями, необходимыми для человека. По мере нагревания выравнивателей 5 и 9 (фиг. 1) холодный воздух помещения засасывается также в прямоточные зазоры 14. В результате теплообмена с наружными поверхностями выравнивателей и кожухом воздух в зазорах 14 нагревается и поступает в обогреваемое помещение. Движущей силой, вызывающей засасывание холодного воздуха в электроконвектор, является тепловой гравитационный напор, возникающий за счет разности плотностей холодного и нагретого воздуха соответственно на входе и на выходе электроконвектора. Согласно изобретению на внутренних поверхностях выравнивателей, над их нижними торцами на расстоянии, меньшем шага выравнивателей, в шахматном порядке установлены по одному плоскому нагревателю, состоящему из нескольких частей (фиг. 1). Установка нагревателя на наружной поверхности выравнивателя не имеет смысла, так как ухудшает надежность, эффективность и экологичность работы. Поэтому каждый нагреватель расположен на внутренней поверхности выравнивателя. Такое конструктивное выполнение электроконвектора с шахматным расположением нагревателей на выравнивателях позволяет исключить локальный перегрев, существенно повысить местную и общую термоустойчивость выравнивателей, устранить возможность появления на их поверхностях тепловых деформаций и разрушений, что повышает надежность, работоспособность, эффективность и долговечность электроконвектора. То, что на фиг. 1 выравниватели 5 и 9 расположены друг против друга через средний выравниватель 8, перегрева последнего не вызывает, так как расстояние между этими нагревателями практически равно двойному шагу выравнивателей, то есть достаточно велико. С другой стороны, теплообмен между воздухом и выравнивателями достаточно интенсивен, что позволяет с оптимальной скоростью отводить тепло с поверхности каждого выравнивателя и передать это тепло вместе с нагретым воздухом в обогреваемое помещение. Взаимное расположение выравнивателей 5 и 9 позволяет уменьшить габариты электроконвектора примерно на 250 - 350 мм, что снижает материалоемкость. То, что нагреватели установлены над нижними торцами выравнивателей на расстоянии, меньшем шага выравнивателей, позволяет, во-первых, оптимально расположить нагреватели, увеличить поверхность теплообмена для нагреваемого воздуха, во-вторых, получить требуемую температуру воздуха на выходе из электроконвектора. С другой стороны, при таком оптимальном расположении нагревателей не нагревается пол и не увлекается пыль с поверхности пола, что повышает пожаробезопасность, экологичность, надежность и эффективность работы электроконвектора. То, что каждый нагреватель состоит из нескольких частей, вызвано удобством наклеивания их при помощи жаропрочной клеющей эмали. С другой стороны, это повышает надежность клеевого соединения нагревателя с выравнивателем. Боковые торцы среднего выравнивателя в верхней и нижней частях закреплены в прорезях, выполненных в выступах боковых стоек. При этом ширина каждого прореза b1 больше толщины
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
- во-первых, достигается оптимальное охлаждение наружной поверхности выравнивателей 5 и 9, поскольку осуществляется отвод тепла воздухом;
- во-вторых, снимаемое с наружной поверхности выравнивателей тепло передается в обогреваемое помещение, что повышает эффективность и надежность работы электроконвектора;
- в-третьих, из-за малой теплопроводности воздуха, поднимающегося по зазору, наружная стенка кожуха нагревается значительно меньше, поэтому имеет низкую температуру, что резко повышает экологичность предлагаемого электроконвектора. Ширина зазора 14, которая, согласно изобретению, больше толщины
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139157/916.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139046/948.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139199/961.gif)
![электроконвектор, патент № 2139643](/images/patents/332/2139199/961.gif)
Класс H05B3/26 в которых нагревательные проводники установлены на изоляционном основании
Класс F24D13/02 только с использованием электрических сопротивлений, например для подогрева пола