ЭЛЕКТРОКОНВЕКТОР Российский патент 1995 года по МПК F24H3/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бытовым электротехническим нагревателям воздуха.

Известен электроконвектор напольного типа, имеющий корпус в виде металлического цилиндра с полированной внутренней поверхностью и двумя отверстиями, расположенными в его верхней и нижней частях. В центре по всей длине цилиндра расположен вертикальный резистивный электронагреватель (ЭН), поддерживаемый тремя или несколькими перегородками. Цилиндр с резистивным ЭН, подключаемый к сети, устанавливается в вертикальном или наклонном положении на ножках и может компоноваться с одним или несколькими аналогичными цилиндрами в единую группу (батарею) в один или несколько рядов.

Однако в этом электроконвекторе остается достаточно большая его тепловая инерционность из-за необходимости начального прогрева высокотемпературной изоляции резистора, малой поверхности его теплоотдачи, а также из-за большой разницы температур нагреваемого воздуха и поверхности резистивного электронагревателя, приводящей к снижению коэффициента теплоотдачи.

В этом электроконвекторе защитная оболочка резистивного электронагревателя (ТЭНа) подвержена разрушению под действием высокой температуры, что приводит к выходу из строя электронагревателя, снижает его долговечность и может быть причиной пожара.

Кроме того, в этом электроконвекторе сохраняется пониженный уровень электробезопасности из-за возможности пробоя высокотемпературной изоляции резистивного нагревателя, находящегося под напряжением сети.

Цель изобретения увеличение коэффициента теплоотдачи, обеспечение повышенной долговечности, пожаробезопас- ности и электробезопасности.

Для этого в электроконвекторе, содержащем корпус, состоящий из наружной и внутренней оболочек, расположенных одна в другой и соединенных перемычками, электронагреватель выполнен в виде магнитопровода с первичной обмоткой трансформатора, надетого на внутреннюю оболочку корпуса, при этом вторичный короткозамкнутый виток трансформатора образован наружной и внутренней оболочками корпуса и соединяющими их перемычками, причем оболочки корпуса выполнены электропроводящими.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого электроконвектора.

Корпус электроконвектора имеет два отверстия, расположенных в его нижней и верхней частях, и выполнен в виде двух раструбообразных оболочек 1 и 2. Электропроводящая оболочка (труба) 2 расположена внутри раструбообразной оболочки 1. Оболочка 1 может иметь любую замкнутую боковую поверхность, например конусообразную, а внутренняя оболочка 2 может быть выполнена, например, в виде трубы. Оболочки 1 и 2 электрически соединены между собой в замкнутый контур с помощью верхней электропроводящей решетки 3 и проводником 4 (перемычки 3 и 4), выполняющих одновременно роль опорных стоек. Этот контур является вторичной обмоткой трансформатора, шихтованный магнитопровод 5 которого надет на трубу 2 и имеет одну или несколько первичных обмоток 6, подключаемых к сети. Первичные обмотки 6 изолированы от корпуса (трубы 2) конвектора втулкой 7 из теплостойкого диэлектрика и укреплены на изоляционных шайбах 8. Внутренняя оболочка в виде трубы 2 имеет встроенные электро- и теплопроводящие ребра 9. Для переноса напольного конвектора предусмотрена ручка 10 из непроводящего материала, она же может быть использована при эксплуатации предлагаемого конвектора в подвесном состоянии.

Электроконвектор работает следующим образом.

При включении первичных обмоток в сеть в цепи замкнутой вторичной обмотки, состоящей из последовательно соединенных внешней оболочки 1, верхней проводящей решетки 3, внутренней трубы 2 с ребрами 9 и лучеобразной системы проводников 4 и обладающей весьма малым омическим сопротивлением, возникает индукционный ток, измеряемый килоамперами, при достаточно малом вторичном напряжении на этом витке, измеряемом полями или единицами вольт. Плотность индукционного тока в этом своеобразном витке зависит от сечения его элементов и приобретает максимальное значение в верхней зоне корпуса электроконвектора, так как поперечное сечение оболочек 1 и 2 уменьшается снизу вверх.

В результате происходит соответствующее распределение удельной мощности в оболочках 1 и 2, пропорциональное квадрату плотности тока и проводимости материала оболочки, а также аналогичное выделение тепла на поверхностях оболочек, в шихтованном сердечнике 5 трансформатора и первичной обмотке 6 потери энергии незначительны и поэтому основная часть электроэнергии и тепла в электроконвекторе выделяется во вторичной обмотке, обеспечивая интенсивный разогрев оболочек 1 и 2, электрическое сопротивление которых, в основном, определяет сопротивление вторичного контура. Соприкасающийся непосредственно с нагретой внутренней поверхностью раструбообразной оболочки и с внутренней и внешней поверхностями трубы 2 (в том числе ребрами 9) поступающий из нижнего отверстия воздух интенсивно разогревается и в результате естественной конвекции выходит через верхнее отверстие в нагреваемое помещение. Кроме нагревания воздуха, проходящего через конвектор, заметную роль в обогреве наружного воздуха играет теплообмен его с наружной поверхностью оболочки 1, который может быть усилен при выполнении этой поверхности гофрированной.

Технический эффект предлагаемого электроконвектора состоит в следующем.

Обеспечивается увеличение коэффициента теплоотдачи за счет увеличения интенсивности теплообмена между греющим элементом и воздухом из-за значительного увеличения поверхности непосредственного соприкосновения воздуха с греющими поверхностями оболочек и в результате термической активизации поверхностей теплообмена за счет снижения тепловой инерционности при нагреве конвектирующего воздуха.

Обеспечивается повышенная пожаробезопасность электроконвектора, так как существенно снижена рабочая температура греющих элементов оболочек 1 и 2, она находится ниже уровня температуры возгорания окружающих предметов.

Обеспечивается высокий уровень электробезопасности (2 класс изоляции), так как непосредственно на греющем элементе оболочках 1 и 2, открытых для прикосновения, рабочее напряжение измеряется долями вольт и является гарантированно безопасным. Между оболочками и сетью имеется два-три слоя изоляции изоляция обмоточного провода, изолировочная теплостойкая втулка 7 и возможная корпусная изоляция магнитопровода.

Использование: в нагревателях воздуха. Сущность изобретения: электроконвектор содержит корпус, состоящий из наружной 1 и внутренней 2, снабженной электронагревателем, оболочек, расположенных одна в другой и соединенных перемычками 3 и 4. При этом электронагреватель выполнен в виде магнитопровода 5 с первичной обмоткой трансформатора, надетого на внутреннюю оболочку 2 корпуса, а вторичный короткозамкнутый виток трансформатора образован наружной 1 и внутренней 2 оболочками корпуса и перемычками 3 и 4. 1 ил.

ЭЛЕКТРОКОНВЕКТОР, содержащий корпус, состоящий из наружной и внутренней снабженной электронагревателем оболочек, расположенных одна в другой и соединенных перемычками, отличающийся тем, что электронагреватель выполнен в виде магнитопровода с первичной обмоткой трансформатора, надетого на внутреннюю оболочку корпуса, при этом вторичный короткозамкнутый виток трансформатора образован наружной и внутренней оболочками корпуса и соединяющими их перемычками, причем оболочки корпуса выполнены электропроводящими.