ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИБОР Российский патент 1995 года по МПК A45D20/04 

Изобретение относится к электробытовой технике и может быть применено для широкого круга работ с использованием потока разогретого воздуха при плавном регулировании его температуры от 20 до 800^оС.

Известны электроприборы, подающие разогретый воздушный поток, где при наличии плавной регулировки максимальная температура воздушного потока не достигает и 100^оС, при этом требуется дополнительное переключение режимов работы прибора, и путем изменения мощности спиралей обеспечивается на первом режиме температура 40-65^оС, а на втором 50-90^оС [1]
Известен электроприбор-прототип, содержащий корпус, электpовентилятор, электронагреватель, экран охватывающий нагреватель и создающий кольцевой зазор с корпусом, проходя через который холодный воздушный поток от электровентилятора забирает тепло от экрана и тем самым уменьшает нагрев корпуса электрофена [2]
Недостаткам известного электроприбора является то, что конструкция и установка экрана рассчитаны на увеличение площади обтекания потоком воздуха его поверхности, что увеличивает теплоотдачу, но при этом существенно снижает скорость прохождения потока воздуха через зазор, не позволяя снизить нагрев корпуса электрофена более чем на 25% С увеличением мощности спирали нагревателя для получения более высокой температуры рабочей воздушной струи, например до 500^оС. При данном проценте эффективности экрана температура корпуса фена приближалась бы к 300^оС, что сделало бы его неработоспособным.

Кроме того, воздух, проходящий через зазор, забирая тепло от экрана, значительно холоднее основного потока и, смешиваясь с ним на выходе из сопла фена, снижает его рабочую температуру, уменьшая КПД нагревателя.

Цель изобретения расширение технических и эксплуатационных возможностей воздухонагревательного электроприбора при незначительном увеличении потребляемой мощности.

Сущность изобретения. Воздухонагревательный прибор содержит корпус с установленным в нем вентилятором и электродвигателем, воздуховод с выходным соплом и размещенные в воздуховоде нагреватель, состоящий из поддерживающего элемента и электроспирали, расположенной на нем по винтовой линии, и охватывающий нагреватель экран. Поддерживающий элемент выполнен крестообразной формы в поперечном сечении и имеет на обоих концах диаметрально расположенные выступы для установки экрана. Электроспираль расположена на поддерживающем элементе с увеличением шага винтовой линии в сторону выходного сопла, выполненного в виде сменных насадок. На наружной поверхности насадки для получения воздушной струи максимальной температуры со стороны сопряжения ее с воздуховодом выполнены выступы, диаметр по вершинам которых равен диаметру сопрягаемой с ними внутренней поверхности воздуховода, а диаметр наружной поверхности насадки равен диаметру сопрягаемой с ней внутренней поверхности экрана. В экране со стороны насадки выполнены продольные прорези под соответствующие ее выступы.

Указанная совокупность признаков позволяет путем плавной регулировки мощности электроспирали от 1 до 2 кВт обеспечивать температуру рабочей воздушной струи 20-800^оС. Изменяя геометрические и конструктивные параметры сопла воздуховода за счет выполнения его в виде сменных насадок, можно варьировать такие характеристики рабочей воздушной струи, как ее форма, температура, концентрация температуры на определенных расстояниях от сопла или равномерное ее рассеяние на выходе из него. Это позволяет использовать предлагаемый воздухонагревательный прибор для выполнения широкого круга разнообразных видов огнебезопасных работ, таких, как сушка, разогрев, термообработка, сварка, сжигание, копчение, склеивание, высокотемпературная стерилизация, плавка и много других, порядка 50 наименований как технических (промышленные и ремонтные), так и сельскохозяйственных, и бытовых.

На фиг.1 изображен электроприбор с разрезами, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 пластина поддерживающего элемента; на фиг.4 вид Б на фиг. 3; на фиг.5 осевое сечение насадки, установленной на сопловой части воздуховода; на фиг.6 сечение В-В на фиг.5.

Воздухонагревательный электроприбор состоит из корпуса 1 и жестко соединенного с ним воздуховода 2. В рукоятке 3 корпуса 1 размещен блок 4 питания и электродвигатель 5 постоянного тока. В основной части корпуса 1 размещен центробежный вентилятор 6, лопасти 7 которого получают вращение от электродвигателя 5. В верхней части корпуса выполнено отверстие 8 для забора вентилятором 6 воздуха и подачи его в воздуховод 2, соединенный с корпусом в месте выхода воздушного потока из вентилятора 6. Отверстие 8 закрыто защитнофильтрующей сеткой.

Воздуховод 2 выполнен в виде трубки, внутри которой размещен нагреватель, состоящий из электронагревательной спирали 9, расположенной на поддерживающем элементе 10, электроизоляционной прокладки 11 и теплового экрана 12. Поддерживающий элемент 10 в поперечном сечении имеет крестообразную форму и состоит из двух пластин 13, соединенных друг с другом. С одного из концов каждой пластины 13 выполнены диаметрально расположенные выступы 14 для установки на них экрана 12 и до ее середины осевой продольный соединительный паз 15 шириной, равной толщине самой пластины. На периферийной части крестообразного поддерживающего элемента 10 по всей длине пластин 13, от выступов 14 одной пластины до аналогичных выступов другой, выполнены винтовые канавки 16 для размещения в них электронагревательной спирали 9. Винтовые канавки выполнены так, чтобы при укладке в них спирали 9 шаг винтовой линии увеличивался от t_min на входе воздушного потока из центробежного вентилятора 6 в полость воздуховода 2 до t_max на выходе воздушного потока из сопловой части воздуховода, выполненной в виде сменных насадок 17.

На наружной поверхности насадки, обеспечивающей получение воздушной струи максимальной температуры, выполнены выступы 18. Диаметр по вершинам выступов 18 равен диаметру сопрягаемой с ними внутренней поверхности воздуховода 2, а диаметр наружной поверхности насадки равен диаметру сопрягаемой с ней внутренней поверхности экрана 12. Таким образом, охлаждающий воздушный поток из зазора 19 между внутренней поверхностью воздуховода и наружной поверхностью экрана свободно выходит в окружающую атмосферу и не перемешивается с нагретой воздушной струей, выходящей из насадки. В экране 12 выполнены продольные прорези 20 под соответствующие выступы 18 насадки. В корпусе 1 размещены выключатели 21 и 22 для электродвигателя 5 вентилятора 6 и спирали 9 нагревателя, а также регулятор 23 мощности электроспирали.

Воздухонагревательный электроприбор работает следующим образом. При подаче напряжения от сети выключателем 21 блок 4 питания преобразует переменный ток в постоянный и подает его на электродвигатель 5 постоянного тока. Вращение от ротора электродвигателя 5 передается на лопасти 7 центробежного вентилятора 6, создающего воздушный поток, который с необходимой скоростью поступает как во внутреннюю полость экрана 12, так и в зазор 19 между ним и внутренней поверхностью воздуховода 2. После подачи напряжения выключателем 22 через регулятор мощности 23 на электроспираль 9 нагревателя происходит ее разогрев. Т.к. эффективность нагревания электроспиралью 9 воздушного потока, обтекающего ее, зависит от таких факторов, как характер воздушного потока (завихренный или спрямленный), его скорость, площадь проходного сечения воздуховода и его длина, подаваемая на электроспираль мощность тока, величина трения воздуха и ряда других, то экспериментально было определено, что наилучшую проходимость и минимальные завихренность и трение воздушного потока обеспечивает выполнение поддерживающего элемента 10 в поперечном сечении крестообразной формы. Для исключения перегрева экрана 12, а значит, и корпуса воздуховода 2 непосредственно разогреваемой спиралью 9, путем оптимального отбора тепла обтекающим ее воздушным потоком и поддержания за счет этого необходимого равномерного ее накала по длине воздуховода, она размещена в канавках 16 поддерживающего элемента 10 с увеличением шага винтовой линии в сторону выходного сопла от t_min до t_max.

Для увеличения проходимости охлаждающего воздушного потока через зазор 19 и снижения за счет этого до минимума возможности передачи тепла через него от экрана 12 к корпусу воздуховода 2 экран 12 установлен на выступы 14 пластин 13 поддерживающего элемента 10.

Путем плавной регулировки мощности электроспирали 9 регулятором 23 устанавливается требуемый температурный режим (20-800^оС) воздушной струи на выходе из сопла. Для расширения эксплуатационных возможностей электроприбора сопло выполнено в виде сменных насадок 17, позволяющих варьировать такие характеристики рабочей воздушной струи, как форма, концентрация температуры на нужном расстоянии от сопла или равномерное ее рассеяние.

Для достижения максимальной возможной температуры рабочей воздушной струи используется насадка, исключающая смешивание более холодного воздушного потока из зазора 19 с горячим на выходе из воздуховода 2. Разделение потоков осуществляется при сопряжении наружной поверхности насадки с внутренней поверхностью экрана 12, диаметры которых равны, при этом исключаются 10% потерь тепла от соединения потоков по прототипу. Для повышения эффективности отвода тепла от участков экрана 12 и воздуховода сопрягаемых с насадкой на ее наружной поверхности выполнены выступы 18, находящиеся при работе электроприбора в зоне действия охлаждающего воздушного потока, выходящего из зазора 19 и контактирующих как с внутренним диаметром воздуховода 2, так и с прорезями 20 экрана 12.

В результате наличия вышеуказанной совокупности отличительных признаков изобретение может соответствовать условиям патентоспособности.

Использование: для сушки в бытовой сфере потоком разогретого воздуха. Сущность изобретения: воздухонагревательный электроприбор содержит установленные в корпусе вентилятор с двигателем, воздуховод с выходным соплом и расположенные в воздуховоде экран и нагреватель, включающий электроспираль, размещенную на крестообразном поддерживающем элементе по винтовой линии с увеличением шага последней к выходному соплу. Поддерживающий элемент имеет диаметрально расположенные выступы на участке со стороны выходного сопла для установки экрана. Выходное сопло выполнено в виде сменных насадок. На насадке со стороны воздуховода имеются выступы, соответствующие по габаритным размерам выемкам, предусмотренным в корпусе. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИБОР, содержащий корпус, установленные в нем вентилятор и электродвигатель, а также воздуховод с выходным соплом и расположенный в воздуховоде экран с установленным в нем нагревателем, состоящим из электроспирали, размещенной на поддерживающем элементе по винтовой линии, отличающийся тем, что поддерживающий элемент в поперечном сечении имеет крестообразную форму и снабжен диаметрально расположенными выступами на участке со стороны выходного сопла для установки экрана, а электроспираль размещена на поддерживающем элементе с увеличением шага винтовой линии в сторону выходного сопла, при этом выходное сопло выполнено в виде сменных насадок. 2. Электроприбор по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности насадки выходного сопла со стороны воздуховода выполнены выступы, соответствующие по высоте диаметру контактирующей с ними внутренней поверхности воздуховода, а диаметр наружной поверхности насадки соответствует диаметру сопрягаемой с ней внутренней поверхности экрана, при этом в экране со стороны насадки выполнены продольные прорези под соответствующие выступы насадки.