Электронагреватель воздуха Советский патент 1992 года по МПК H05B3/24 

Изобретение относится к устройствам для подогрева воздушных и газовых потоков и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности.

Известен электрокалорифер, содержащий установленный в корпусе ленточный электронагреватель, уложенный зигзагами между прямой и обратной ветвями каждого из которых размещены электроизоляционные прослойки, причем лента одной из ветвей каждого зигзага выполнена гофрированной.

Такой электрокалорифер не может быть использован для больших мощностей, ибо разделение двух соседних ветвей ленточного нагревателя (прямой ветви - гофрированной и обратной ветви- прямой) всего лишь тонким слоем из электроизоляционного материала неизбежно приведет при больших электрических мощностях к частым пробоям изоляционного слоя или его механическому разрушению, например, в процессе температурных деформаций ленты нагревателя и. как следствие, к коротким замыканиям.

Известен электронагреватель воздуха, принятый за прототип, содержащий корпус,

в котором размещен нагревательный элемент в виде многократно изогнутой в одной плоскости в форме треугольника ленты, закрепленной в местах изгибов, а вершины изгибов, расположенные последовательно, одна за другой, лежат на одной прямой. Соседние ветви ленты нагревательного элемента в этом нагревателе разделены определенным воздушным пространством.

Недостатком нагревателя, принятого за прототип,является его низкая надежность в работе при использовании такой конструкции на больших мощностях. Низкая надежность в работе в данном случае объясняется тем, что участки соседних ветвей ленты нагревательного элемента, располагаемые в известной конструкции под углом друг к другу, сходятся i по мере приближения к месту крепления на предельно близкое расстояние, что увеличивает вероятность коротких замыканий. Кроме того, в известной конструкции прямолинейные участки изгибов в форме треугольника имеют чрезвычайно низкую жесткость, что не исключает встречные деформации, например, под влиянием высоких температур, соседних

w

Ј

ч ел

00

ю

to

вей нагревательного элемента с неизбежно последующим за этим коротким замыканием.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности электронагревателя в работе.

Поставленная цель достигается за счет того, что участки нагревателя между узлов крепления в местах перегиба ленты с гофрами в форме треугольника в отличие от прототипа расположены параллельно друг другу, а на сторонах гофр выполнено по меньшей мере по одной продольной канавке, образующей ребро жесткости.

При такой конструкции расстояние между соседними ветвями ленты нагревательного элемента всегда будет оставаться неизменным и одинаковым на всем ее протяжении, ибо даже при весьма высоких температурах разогрева нагревательного элемента деформация его изогнутых участков будет происходить направленно в одну и ту же сторону в виде изменения угла изгиба этих участков. Это будет происходить потому, что участки ленты нагревателя, имеющие ребра жесткости в виде продольных канавок, имеют значительно более высокую жесткость, чем тонкая плоская лента, изогнутая при вершине угла по радиусу.

Наличие продольных канавок на прямолинейных участках лент будет еще способствовать возникновению турбулентности потока воздуха, обтекающего нагреватель, и, как следствие, увеличивать теплообмен между нагревателем и теплоносителем, повышая таким образом эффективность электронагревателя.

На фиг. 1 представлен электронагреватель; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. А - узел II на фиг. 1.

Электронагреватель состоит из корпуса 1, в котором вмонтированы металлические стержни 2 с закрепленными на них с помощью изоляторов 3 зигзагообразно изогнутыми лентами 4 нагревательных элементов. Каждый участок нагревательного элемента 4, расположенный между двумя соседними узлами крепления 1, выполнен в виде угла со сторонами 5 и закругленной по радиусу вершиной 6. Прямые участки на сторонах угла снабжены продольными канавками 7, образующими ребра жесткости. На обоих концах каждого стержня навинчены гайки 8 для закрепления изоляторов 3 и нагревательных элементов 4.

Электронагреватель работает следующим образом.

При подаче напряжения нагревательные элементы 4 разогреваются и нагревают

воздух, движущийся в пространстве между

отдельными нагревательными элементами.

В случае возникновения под воздействием

высоких температур деформаций отдельных

элементов калорифера (коробление корпуса, изгиб металлических стержней и т.д.) будет происходить и деформация участков нагревательных элементов, расположенных междуузлами крепления. При этом фактическая

длина участка нагревательного элемента между теми или иными соседними узлами крепления будет изменяться в сторону увеличения или уменьшения. Поскольку момент сопротивления изгибу в поперечном

сечении прямого участка нагревательного элемента, снабженного продольными канавками, значительно больше момента сопротивления плоского поперечного сечения этого же нагревателя при вершине угла изогнутого участка, то и деформация нагревательного элемента на этом участке будет происходить при вершине угла путем увеличения или уменьшения последнего.

При необходимости замены вышедшего

из строя того или иного нагревательного элемента отвинчиваются гайки 8, выдергиваются из корпуса 1 соответствующие металлические стержни 2 и освобождается требуемый нагревательный элемент.

Предложенная конструкция электронагревателя воздуха за счет обеспечения направленной деформации участков нагревательных элементов между узлов крепления, осуществляемой в одну и ту же сторону

на всех участках, до минимума сводит вероятность замыкания между собой соседних участков нагревательных элементов и таким образом повышает надежность электронагревателя в работе. Наличие продольных канавок на прямолинейных участках ленты нагревательного элемента способствует повышению турбулентности потока воздуха, что повышает эффективность работы электронагревателя за счет улучшения теплообмена между нагревательным элементом и теплоносителем.

Формула изобретения

Электронагреватель воздуха, содержащий корпус, в котором установлен нагревательный элемент, выполненный в виде зигзагообразно изогнутой ленты, места изгибов которой закреплены в узлах крепления с образованием между ними участков ленты с гофрами в форме треугольников, вершины которых лежат на одной прямой, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности и эффективности работы, указанные участки ленты располоI

Л

Сущность изобретения: нагреватель содержит корпус, зигзагообразные ленточные нагреватели, закрепленные в узлах крепления. На сторонах ленты в определенных местах выполнены продольные канавки, служащие ребрами жесткости. 4 ил.

4