RU2047053C1

RU2047053C1 - Electric convertor

Info

Publication number: RU2047053C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Елшин; В.М. Казанский
Original assignee: Елшин Анатолий Иванович
Priority date: 1992-01-09
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: air heaters. SUBSTANCE: electric convertor has housing consisting of outer shell 1 and inner shell 2 with electric heater. One shell is nested in the other. Shells are connected by bridges 3 and 4. Electric heater is made in form of magnetic circuit 5 with transformer primary winding fitted on housing inner shell 2, secondary short-circuited coil of transformer being formed by outer shell 1 and inner shell 2 of housing and bridges 3 and 4. EFFECT: enhanced operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бытовым электротехническим нагревателям воздуха. The invention relates to electrical engineering, in particular to household electrical air heaters.

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. Known electric convector floor type having a housing in the form of a metal cylinder with a polished inner surface and two holes located in its upper and lower parts. In the center along the entire length of the cylinder is a vertical resistive electric heater (EH), supported by three or more partitions. A cylinder with a resistive power supply connected to the network is installed in a vertical or inclined position on the legs and can be combined with one or more similar cylinders into a single group (battery) in one or more rows.

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. However, this electric convector remains sufficiently large inertia due to the need for initial heating of the high-temperature insulation of the resistor, a small surface of its heat transfer, and also because of the large temperature difference between the heated air and the surface of the resistive electric heater, which leads to a decrease in the heat transfer coefficient.

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. In this electric convector, the protective sheath of the resistive electric heater (TENA) is subject to destruction under the influence of high temperature, which leads to failure of the electric heater, reduces its durability and can cause a fire.

Кроме того, в этом электроконвекторе сохраняется пониженный уровень электробезопасности из-за возможности пробоя высокотемпературной изоляции резистивного нагревателя, находящегося под напряжением сети. In addition, this electroconvector maintains a lower level of electrical safety due to the possibility of breakdown of the high-temperature insulation of a resistive heater that is energized.

Цель изобретения увеличение коэффициента теплоотдачи, обеспечение повышенной долговечности, пожаробезопас- ности и электробезопасности. The purpose of the invention is to increase the heat transfer coefficient, providing increased durability, fire safety and electrical safety.

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. To do this, in an electric convector containing a housing consisting of outer and inner shells located one in another and connected by jumpers, the electric heater is made in the form of a magnetic circuit with a primary winding of a transformer worn on the inner shell of the housing, while the secondary short-circuited coil of the transformer is formed by the outer and inner shells housing and connecting jumpers, moreover, the shell of the housing is made electrically conductive.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого электроконвектора. The drawing shows a longitudinal section of the proposed electroconvector.

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. The body of the convector has two holes located in its lower and upper parts, and is made in the form of two bell-shaped shells 1 and 2. The electrically conductive shell (pipe) 2 is located inside the bell-shaped shell 1. The shell 1 can have any closed side surface, for example, conical, and the inner shell 2 can be made, for example, in the form of a pipe. The shells 1 and 2 are electrically connected to each other in a closed loop using the upper electrically conductive lattice 3 and the conductor 4 (jumpers 3 and 4), which simultaneously serve as supporting posts. This circuit is the secondary winding of the transformer, the lined magnetic circuit 5 of which is worn on the pipe 2 and has one or more primary windings 6 connected to the network. The primary windings 6 are isolated from the convector body (pipe 2) by a sleeve 7 made of heat-resistant dielectric and mounted on insulating washers 8. The inner shell in the form of a pipe 2 has built-in electrical and heat-conducting fins 9. A handle 10 of non-conductive material is provided for transferring the floor convector, it can also be used when operating the proposed convector in a suspended state.

Электроконвектор работает следующим образом. Electroconvector works as follows.

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. When the primary windings are connected to the network in a circuit of a closed secondary winding consisting of an outer shell 1, an upper conductive grating 3 connected in series, an inner tube 2 with ribs 9 and a beam-like conductor system 4 and having a very small ohmic resistance, an induction current measured by kiloamperes with a sufficiently small secondary voltage on this coil, measured by fields or units of volts. The density of the induction current in this peculiar coil depends on the cross section of its elements and acquires the maximum value in the upper zone of the body of the electric convector, since the cross section of the shells 1 and 2 decreases from the bottom up.

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. As a result, there is a corresponding distribution of the specific power in the shells 1 and 2, proportional to the square of the current density and conductivity of the shell material, as well as a similar heat release on the shell surfaces, in the lined core 5 of the transformer and the primary winding 6, the energy losses are insignificant and therefore the bulk of the electricity and heat in the electroconvector it is allocated in the secondary winding, providing intensive heating of the shells 1 and 2, the electrical resistance of which mainly determines the resistance Leniye secondary circuit. In direct contact with the heated inner surface of the bell-shaped shell and with the inner and outer surfaces of the pipe 2 (including ribs 9), the air coming from the lower hole is heated rapidly and, as a result of natural convection, exits through the upper hole into the heated room. In addition to heating the air passing through the convector, a significant role in heating the external air is played by its heat exchange with the outer surface of the shell 1, which can be enhanced by making this surface corrugated.

Технический эффект предлагаемого электроконвектора состоит в следующем. The technical effect of the proposed electroconvector is as follows.

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. An increase in the heat transfer coefficient is ensured due to an increase in the heat transfer intensity between the heating element and the air due to a significant increase in the surface of direct contact of air with the heating surfaces of the shells and as a result of thermal activation of the heat transfer surfaces due to a decrease in thermal inertia when convective air is heated.

Обеспечивается повышенная пожаробезопасность электроконвектора, так как существенно снижена рабочая температура греющих элементов оболочек 1 и 2, она находится ниже уровня температуры возгорания окружающих предметов. Provides increased fire safety of the electroconvector, since the operating temperature of the heating elements of the shells 1 and 2 is significantly reduced, it is below the ignition temperature of surrounding objects.

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. A high level of electrical safety is ensured (insulation class 2), since directly on the heating element the shells 1 and 2 open for touch, the operating voltage is measured in fractions of volts and is guaranteed to be safe. Between the shells and the network there are two or three layers of insulation, insulation of the winding wire, insulating heat-resistant sleeve 7 and possible case insulation of the magnetic circuit.

Claims

ELECTRIC CONVECTOR, comprising a housing consisting of outer and inner shells provided with an electric heater, arranged in one another and connected by jumpers, characterized in that the electric heater is made in the form of a magnetic circuit with a primary winding of a transformer worn on the inner shell of the housing, while the secondary short-circuited coil of the transformer is formed by an external transformer and the inner shell of the housing and connecting jumpers, moreover, the shell of the housing is made of conductive.