ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КОНВЕКТОР Российский патент 2005 года по МПК F24H3/04 

Изобретение относится к области производства отопительных приборов, а именно к конвекторам, используемым в офисных и жилых помещениях.

Известна серия отопительных приборов фирмы Kermi GmbH [Проспект фирмы, издание Art.-Nr 81 508 03/ 05.98 /40/ВК]. Так конвектор-радиатор типа 22 имеет нагревательный элемент, помещенный в защитный кожух, состоящий из лицевой панели, двух боковых стенок, закрывающих прибор с торцов, и верхней панели, имеющей поперечные воздуховыпускные прорези, ориентированные поперек панели.

В качестве прототипа выбран отопительный прибор [Свидетельство на полезную модель РФ №10849, МКИ F 24 D 15/00]. Отопительный прибор (конвектор) включает нагревательный элемент (оребренные трубы), заключенный в защитный кожух. Кожух состоит из лицевой панели, боковых стенок и верхней панели, выполненных из листового материала. В верхней панели выполнены воздуховыпускные прорези. В кожухе установлена поворотная заслонка, позволяющая регулировать теплоотдачу. Основным недостатком прототипа является недостаточно высокий теплоотвод.

В основу изобретения поставлена задача повышения теплоотводящей способности.

Поставленная задача решается тем, что в отопительном конвекторе, включающем нагревательный элемент с торцевыми подсоединительными патрубками, заключенный в защитный кожух, содержащий лицевую панель, верхнюю панель с воздуховыпускными прорезями и две боковые стенки, новым является то, что конвектор дополнительно снабжен двумя лопастными колесами, оси которых лежат в одной горизонтальной плоскости и перпендикулярны продольной оси кожуха. Лопастные колеса выполнены с обеспечением возможности встречного вращения, каждое лопастное колесо снабжено обтекателем, закрепленным под нижней частью лопастного колеса и выполненным в форме локально изогнутой пластины. При этом пластины установлены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии кожуха и встречно сходятся или расходятся верхними краями.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлено: фиг.1 - конвектор со снятой лицевой панелью, фиг.2 - вид сверху со снятой верхней панелью (сечение А-А).

Конвектор включает нагревательный элемент 1 (оребренные трубы), заключенный в защитный кожух. Кожух состоит из лицевой панели 2, боковых стенок 3 и верхней панели 4 (крышки), выполненных из листового материала. Лицевая панель 2 и верхняя панель 4 могут быть выполнены как единое целое. В кожухе над нагревательным элементом установлены два лопастных колеса 5. Оси 6 лопастных колес 5 закреплены на элементах кожуха. Лопастные колеса расположены на одном уровне, их оси 6 параллельны. Иными словами оси 6 лежат в одной горизонтальной плоскости и перпендикулярны продольной оси 7 кожуха. Лопасти колес спиралевидно изогнуты, при этом для обеспечения встречного вращения колес лопасти одного колеса изогнуты по часовой стрелке, другого - против часовой стрелки.

Под каждым колесом 5 установлен обтекатель 8. Обтекатели 8 выполнены в виде локально изогнутых пластин, например в виде сегментов цилиндрических поверхностей. Обтекатели, как и колеса, установлены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии кожуха. У каждой пластины один край установлен под нижней точкой лопастей колеса, второй край поднят наверх так, что поверхность обтекателя является концентрической по отношению к колесу. При этом обтекатели сходятся друг к другу верхними краями или расходятся. Иными словами, обтекатели либо сходятся к поперечной плоскости симметрии кожуха, либо расходятся.

Конвектор работает следующим образом.

Омывание воздухом горячей оребренной трубы сопровождается конвективным теплообменом. От нагретой воды тепло передается через стенку трубы и поверхность оребрения к воздуху. Нагретый воздух поднимается вверх, создавая в зоне «В» разрежение.

Восходящие потоки нагретого воздуха приводят во вращение лопастные колеса 5. Колеса вращаются встречно и создают дополнительную тягу. Для того чтобы при вращении лопастей не создавались конвективные потоки и не уменьшалась тяга, установлены обтекатели, которые позволяют сохранить потоки ламинарными. При установке обтекателей 8 сходящимися к поперечной плоскости симметрии кожуха (на фиг.1 обтекатели обозначены сплошной линией) колеса вращаются в направлении, указанном сплошной стрелкой. При установке обтекателей по противоположным сторонам (пунктирная линия) колеса вращаются в противоположном направлении (пунктирная стрелка).

Таким образом, в установившемся режиме заметно увеличивается скорость движения восходящих потоков воздуха, а следовательно, увеличивается коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воздуху.

Известно, что коэффициент теплопередачи оребренной поверхности k зависит от скорости v воздушного потока в живом сечении нагревательного элемента.

Экспериментально установлено, что для конвекторов заявляемой конструкции k=F(ν)^0,3-0,4.

Измерения показали, что увеличение скорости потока за счет дополнительной тяги, создаваемой лопастными колесами с 0,5 до 0,55 м/с, приводит к увеличению коэффициента передачи на 3-4%.

Таким образом, заявляемая конструкция позволяет повысить эффективность работы конвектора на 3-4%.

Изобретение предназначено для нагрева воздуха и может быть использовано для отопления. Конвектор включает нагревательный элемент с торцевыми подсоединительными патрубками, заключенный в защитный кожух, содержащий лицевую панель, верхнюю панель с воздуховыпускными прорезями, две боковые стенки и два лопастных колеса, оси которых лежат в одной горизонтальной плоскости и перпендикулярны продольной оси кожуха. Лопастные колеса выполнены с обеспечением возможности встречного вращения, каждое лопастное колесо снабжено обтекателем, закрепленным под нижней частью лопастного колеса и выполненным в форме локально изогнутой пластины. При этом пластины установлены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии кожуха и встречно сходятся или расходятся верхними краями. Изобретение обеспечивает повышение теплоотводящей способности. 2 ил.

Отопительный конвектор, включающий нагревательный элемент с торцевыми подсоединительными патрубками, заключенный в защитный кожух, содержащий лицевую панель, верхнюю панель с воздуховыпускными прорезями и две боковые стенки, отличающийся тем, что дополнительно снабжен двумя лопастными колесами, оси которых лежат в одной горизонтальной плоскости и перпендикулярны продольной оси кожуха, лопастные колеса выполнены с обеспечением возможности встречного вращения, каждое лопастное колесо снабжено обтекателем, закрепленным под нижней частью лопастного колеса и выполненным в форме локально изогнутой пластины, при этом пластины установлены симметрично относительно поперечной плоскости симметрии кожуха и встречно сходятся друг к другу или расходятся верхними краями.