ЭЛЕКТРОКОНВЕКТОР Российский патент 1995 года по МПК H05B3/50 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано как бытовой электроприбор для обогрева помещений.

Из уровня техники известны электроконвекторы, содержащие трубчатый элемент с наружным оребрением (см. Авт. свид. СССР N 206740, кл. Н 05 В 3/50, 1967 [1] Однако эффективность оребрения в известных устройствах недостаточно высока, поскольку, несмотря на различие форм ребер и их расположения на нагревательном элементе, тpудно определить геометрические параметры, обеспечивающие наибольшую интенсивность приведенного коэффициента теплоотдачи от оребренной поверхности электроконвертора к нагреваемому воздуху, который включают одновременно конвекционную и радиационную составляющие.

Одним из наиболее оптимальных типов оребрения, используемого в бытовых конвекторах, являются поперечные ребра в виде зигзагообразных (волнистых) пластин, надетых на трубчатый нагревательный элемент [2] Однако и в этих нагревательных приборах недостаточно полно используются конвективный и радиационный тепловые потоки для нагрева воздуха, особенно в условиях естественной, свободной циркуляции, из-за отсутствия надежных рекомендаций по выбору оптимальных геометрических параметров оребрения.

Известен также электроконвектор, содержащий трубчатые нагревательные элементы с наружным пластинчатым оребрением, охватывающим трубчатые элементы [3] Для обеспечения эффективной теплоотдачи от оребренной поверхности к воздуху в данном устройстве используется вентилятор, что усложняет конструкцию и увеличивает расход энергии.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является электроконвектор, содержащий трубчатые нагревательные элементы с пластинчатым оребрением, выполненным в виде вертикальных плавниковых ребер, изготовленных из двух полуцилиндров с боковыми отгибами, внутри которых размещено электросопротивление [4] Эффективность теплоотдачи данного электроконвектора в условиях естественной конвекции недостаточно высока в силу низких скоростей наружного воздуха при естественной тяге. Изобретение направлено на повышение теплопередающей способности электроконвектора за счет эффективного оребрения при простой и надежной конструкции.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в электроконвекторе, содержащем трубчатые нагревательные элементы с пластинчатым оребрением, выполненным в виде вертикальных плавниковых ребер, изготовленных из двух полуцилиндров с боковыми отгибами, внутри которых размещено электросопротивление, нагревательные элементы снабжены дополнительным наружным оребрением, состоящим из набора поперечно расположенных волнистых пластин с прямоугольными гофрами, образующими вертикальные каналы, и фигурными отверстиями под плавниковые ребра, при этом длина верхнего плавникового ребра больше длины нижнего, указанное электросопротивление выполнено на слюдопластиковой основе, при этом устройство характеризуется следующим соотношением геометрических параметров
h /0,25.0,40/H;
m 2n-1, где h расстояние от нижнего края пластины до продольной оси нагревательных элементов;
Н высота пластины;
m число прямоугольных гофр на каждой пластине;
n число нагревательных элементов в горизонтальном ряду.

Выполнение нагревательного элемента с плавниковыми ребрами увеличивает теплоотдающую поверхность и снижает контактное термическое сопротивление между корпусом и наружным оребрением из поперечных волнистых пластин при достаточно простой и надежной конструкции, исключающей в основном трудоемкий процесс сварки оребрения. Собранные в пакет с плотной упаковкой волнистые пластины образуют своими гофрами прямоугольные вертикальные каналы с развитой теплообменной поверхностью, наиболее полно обеспечивающей нагрев воздуха, циркулирующего по каналам за счет естественной тяги, как конвекцией, так и излучением с максимальными коэффициентами теплоотдачи. Расположение пластин оребрения со смещением по нижнему краю обеспечивает при подъемном движении воздуха более равномерную температуру по высоте, что так же способствует увеличению эффективности теплопередачи.

Таким образом, заявленный технический результат повышение теплоотдающей способности конвектора обеспечивается взаимодействием всех конструктивных признаков, связанных с особенностями оребрения, а заявленный диапазон количественных признаков обеспечивает выбор оптимальных геометрических параметров для условий обогрева помещения с помощью бытового электроконвектора.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид электроконвектора; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 пластина оребрения; на фиг.4 нагревательный элемент.

Электроконвектор содержит нагревательный элемент 1 и наружное оребрение из набора плотно прилегающих друг к другу волнистых пластин 2. Нагревательный элемент 1 выполнен в виде трубчатого корпуса, собранного, например, с использованием контактной точечной сварки из двух полуцилиндров 3 с боковыми отгибами 4 и 5, формирующими соответственно верхние и нижние плавниковые ребра. При этом длина верхнего плавникового ребра больше длины нижнего. Внутри трубчатого корпуса размещено электросопротивление 6 на слюдопластиковой основе. Пластина 2 выполнена с прямоугольными гофрами и имеет фигурные отверстия 7, в котоpые вставляются плавниковые ребра нагревательного элемента 1. При этом расстояние h от нижнего края пластины 2 до продольной оси нагревательного элемента составляет от 0,25 до 0,40 высоты Н пластины 2, а число прямоугольных гофр m на каждой пластине 2 определяется из соотношения
m 2n 1, где n число нагревательных элементов 1 в горизонтальном ряду.

Электроконвектор работает следующим образом.

Холодный воздух поступает в конвектор снизу и, проходя вверх по вертикальным прямоугольным каналом, образованным гофрами пластин 2, нагревается, воспринимая тепло, выделяемое при прохождении электрического тока в электросопротивлениях нагревательных элементов 1, конвекцией и излучением как от трубчатого корпуса, так и от оребрения в виде пластин 2 и вертикальных плавниковых ребер.

Использование: изобретение относится к бытовым электронагревательным приборам. Сущность изобретения: конвектор состоит из трубчатого нагревательного элемента, корпус которого выполнен из двух полуцилиндров с боковыми отгибами, формирующими плавниковые ребра, и наружного оребрения из набора поперечно расположенных волнистых пластин с прямоугольными гофрами. При этом длина верхнего плавникового ребра больше длины нижнего, а наружное оребрение характеризуется определенным соотношением геометрических параметров. Устройство позволяет повысить эффективность обогрева помещений. 4 ил.

ЭЛЕКТРОКОНВЕКТОР, содержащий трубчатые нагревательные элементы с пластинчатым оребрением, выполненным в виде вертикальных плавниковых ребер, изготовленных из двух полуцилиндров с боковыми отгибами, внутри которых размещено электросопротивление, отличающийся тем, что нагревательные элементы снабжены дополнительным наружным оребрением, состоящим из набора поперечно расположенных волнистых пластин с прямоугольными гофрами, образующими вертикальные каналы, и фигурными отверстиями под плавниковые ребра, при этом длина верхнего плавникового ребра больше длины нижнего, указанное электросопротивление выполнено на слюдопластиковой основе, при этом устройство характеризуется следующим соотношением геометрических параметров:
h (0,25 0,40)H;
m 2n 1,
где h расстояние от нижнего края пластины до продольной оси нагревательных элементов;
H высота пластины;
m число прямоугольных гофр на каждой пластине;
n число нагревательных элементов в горизонтальном ряду.