ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F24H3/04 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для нагрева и подачи текучих сред, например воздуха.

Широко известен теплоэлектровентилятор, включающий привод вращения связанный с ним узел вращения для подачи среды с рабочими органами, например пропеллер с лопастями, и электронагревательные элементы /1/.

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность теплогенерации, обусловленная недостаточной интенсивностью теплосъема из-за относительно невысокой скорости охлаждающего электронагревательные элементы потока воздуха.

Известен электронагреватель, служащий одновременно устройством для создания освещения, близкого к дневному, включающий привод вращения, связанный с ним узел вращения для подачи воздуха с рабочими органами и электронагревательные элементы, выполненные в виде электрических ламп накаливания с плоскими колбами, окрашенными в основные цвета спектра, встроенных в узел вращения и являющихся непосредственно рабочими органами. При этом он снабжен узлом для подвода электрической энергии к вращающимся электрическим лампочкам, включающим контактные кольца на валу привода и щетки. При работе устройства вращающиеся электролампы создают освещение, близкое к дневному /2/.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность, обусловленная низкой эффективностью теплогенерации из-за того, что количество выделяемой раскаленной нитью накала джоулевого тепла и соответственно суммарный теплосъем от лампы практически не зависят от скорости охлаждающего лампу воздуха, а также обусловленная низкой надежностью и повышенной опасностью при эксплуатации.

Независимость тепловыделения от охлаждения обусловлена тем, что нить накала электрической лампы накаливания теплоизолирована от стеклянной колбы вакуумом и охлаждение колбы воздухом путем вращения лампы практически не уменьшает температуру и соответственно электросопротивление нити накала, а значит, не изменяет количество выделяемого раскаленной нитью накала джоулевого тепла, которая полностью излучается в окружающее его пространство в виде инфракрасного излучения.

Низкая надежность устройства обусловлена тем, что на нить накала вращающейся с большой скоростью лампы накаливания действует центробежная сила, растягивающая малопрочную раскаленную нить. В момент включения привода возникает значительное тангенциальное ускорение, также стремящееся разорвать нить накала. Действие этих факторов заметно снижает надежность электролампы и устройства в целом.

Повышенная опасность устройства при эксплуатации обусловлена тем, что вращающаяся с большой скоростью хрупкая стеклянная колба также подвергается действию значительных сил и ускорений, вызванных этим вращением, и может разрушиться с образованием множества осколков, в том числе и очень мелких, разлетающихся с весьма высокой скоростью. Кроме того, вращающаяся нагретая плоская колба охлаждается воздухом неравномерно из-за того, что линейная скорость у основания колбы меньше, чем у конца, поэтому в колбе возникают температурные напряжения, дополнительно способствующие разрушению. Окружение электролампочки защитным сетчатым экраном не спасает положения, т.к. наиболее мелкие стеклянные осколки способны пролететь и через сетку.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что электронагревтельные элементы выполнены в виде монолитного корпуса, например керамического, с размещенным в теле корпуса и составляющим с ним одно целое нагревательным токопроводом.

При выполнении корпуса из керамики, а токопровода из металла устраняется один из существенных недостатков таких металокерамических нагревателей, применяемых в широко известных тепловентиляторах, заключающийся в низком теплосъеме из-за небольшой поверхности теплоотвода.

Выделяемое нагревательным токопроводом джоулевое тепло переносится теплопроводностью по телу корпуса к его поверхности и передается окружающей среде. При включении привода и подводе электрической энергии к электронагревательным элементам они двигаются относительно среды с высокой скоростью, обеспечивая интенсивную теплогенерацию, зависящую от этой скорости, а также эффективный теплосъем, непрерывную подачу нагреваемой и отвод нагретой среды.

Из-за того, что при изготовлении монолитного корпуса элемента возможно применение более прочных материалов, чем стекло, а толщина корпуса гораздо больше толщины стеклянных колб электроламп, надежность и безопасность эксплуатации предложенного электронагревателя существенно выше, чем у прототипа.

На чертеже представлен общий вид одного из возможных вариантов конструкции предлагаемого электронагревателя.

Электронагреватель содержит привод вращения 1 с валом 2, подвижный узел 3 для подачи среды, электронагревательные элементы 4, выполненные в виде рабочих органов узла 3, узел 5 для подвода электрической энергии к вращающимся элементам 4.

Узел 3 прикреплен к валу 2 и выполнен, например, в виде пропеллера. Электронагревательные элементы выполнены, например, в виде лопастей пропеллера. Узел 5 включает, например, контактные кольца на валу 2 и скользящие по кольцам неподвижные щетки.

Электронагреватель работает следующим образом. При включении привода 1 и подаче электрической энергии через узел 5 к элементам 4 узел 3 создает нагретый поток среды.

Использование: для нагрева и подачи текучих сред, например воздуха. В электронагревателе, включающем привод вращения, связанный с ним подвижный узел для подачи среды с рабочими органами и электронагревательные элементы, встроенные в узел для подачи среды и являющиеся непосредственно рабочими органами, электронагревательные элементы выполнены в виде монолитного корпуса, например керамического, с вмонтированным в тело корпуса нагревательным токопроводом. При включении привода и подаче электрической энергии электронагревательные элементы двигаются относительно среды с высокой скоростью, обеспечивая интенсивный теплосъем, зависящий от этой скорости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электронагреватель, включающий привод вращения, связанный с ним подвижный узел для подачи среды с рабочими органами и электронагревательные элементы, встроенные непосредственно в узел для подачи среды и являющиеся непосредственно рабочими органами, отличающийся тем, что электронагревательные элементы выполнены в виде монолитного корпуса, например керамического, с размещенным в теле корпуса и составляющим с ним одно целое нагревательным токопроводом. 2. Электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что электронагревательные элементы выполнены из металлокерамики.