RU2133869C1

RU2133869C1 - Electric heating device

Info

Publication number: RU2133869C1
Application number: RU97117799/06A
Authority: RU
Inventors: ченко И.И. Не; И.И. Неяченко
Original assignee: Акционерное общество "АвтоВАЗ"
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: engine manufacture. SUBSTANCE: electric heating device has body, heating plates, spring members, electrode, insulators of plates and electrode. Spring members are made from metal strip with width proportional to width of heating plates. Spring is fabricated from restoring members which number corresponds to number of plates. Restoring members are compressed by electrode placed between restoring members and connected to power supply wire. Restoring members may have restoring protrusions facing opposite members and arranged in regular order so that protrusion of one member corresponds to lack of protrusion on opposite member. EFFECT: increased efficiency of heat transfer from heating plates to body of heater and improved reliability of electric contact of plates with body. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности может быть использовано в двигателестроении, а именно в системах испарения топлива. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, can be used in engine building, namely in fuel evaporation systems.

Известно электронагревательное устройство для двигателя с искровым зажиганием, описанное в европейском патенте EP 0061848 B2, МКИ F 02 M 31/12, публ. 24.01.90, которое содержит корпус, имеющий одну нагревательную поверхность, принимающую теплоту, и вторую противоположную поверхность, передающую теплоту в обогреваемую зону; нагревательные элементы из материала с положительным температурным коэффициентом; упругие элементы, электрически связанные с одной из сторон нагревательных элементов и прижимающие нагревательные элементы к нагревательной поверхности корпуса. Known electric heating device for a spark ignition engine, described in European patent EP 0061848 B2, MKI F 02 M 31/12, publ. 01/24/90, which contains a housing having one heating surface receiving heat and a second opposite surface transmitting heat to the heated area; heating elements from a material with a positive temperature coefficient; elastic elements electrically connected to one of the sides of the heating elements and pressing the heating elements to the heating surface of the housing.

Благодаря такому взаимному расположению нагревательных и упругих элементов возможно достижение большого усилия прижима нагревательных элементов к корпусу, что обеспечивает хороший термический и электрический контакт между их поверхностями и, следовательно, эффективную теплопередачу и надежную работу. Due to such a mutual arrangement of the heating and elastic elements, it is possible to achieve a large clamping force of the heating elements to the housing, which provides good thermal and electrical contact between their surfaces and, therefore, effective heat transfer and reliable operation.

Недостатком данного устройства является его пониженная эффективность передачи теплоты в зону обогрева, ввиду повышенных потерь теплоты в сторону, противоположную нагревательной поверхности корпуса, через упругие элементы и через тело самого корпуса. The disadvantage of this device is its reduced efficiency of heat transfer to the heating zone, due to increased heat loss in the direction opposite to the heating surface of the housing, through the elastic elements and through the body of the housing itself.

В качестве прототипа выбрано электронагревательное устройство для двигателя с искровым зажиганием, описанное в патенте США N 5115787, кл. F 02 M 31/00, публ. от 26.05.92, которое содержит корпус в форме полого плоского металлического контейнера; две пластины из электрорезистивного материала с положительным температурным коэффициентом сопротивления, расположенные внутри полого металлического контейнера; электропроводящую пружину, расположенную между пластинами и упруго прижимающую пластины к плоским участкам металлического контейнера; электрический провод, электрически соединенный с пружиной. As a prototype, an electric heating device for a spark ignition engine, described in US Pat. No. 5,115,787, class. F 02 M 31/00, publ. from 05.26.92, which contains a body in the form of a hollow flat metal container; two plates of electroresistive material with a positive temperature coefficient of resistance located inside a hollow metal container; an electrically conductive spring located between the plates and elastically pressing the plate to the flat sections of the metal container; an electric wire electrically connected to a spring.

Благодаря компактному размещению нагревательных элементов (пластин) в зоне обогрева подогреваемая смесь омывает нагревательное устройство почти со всех сторон и более эффективно отдает теплоту в зону обогрева, чем рассмотренное выше устройство. Due to the compact placement of heating elements (plates) in the heating zone, the heated mixture washes the heating device from almost all sides and more efficiently transfers heat to the heating zone than the device discussed above.

Недостатком устройства, рассматриваемого в качестве прототипа, является его пониженная эффективность, вызванная относительно малой силой прижатия нагревательных пластин к корпусу нагревателя и, как следствие, повышенным термическим и электрическим сопротивлением на границе "пластина-корпус", см например: "Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент". Справочник под ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. - М.: Энергоиздат, 1982, с. 283-284. The disadvantage of the device, considered as a prototype, is its reduced efficiency, caused by the relatively small force pressing the heating plates to the heater body and, as a result, the increased thermal and electrical resistance at the plate-to-body interface, see, for example, “Heat and mass transfer. Thermotechnical experiment. " Handbook Ed. V.A. Grigoriev, V.M. Zorina. - M.: Energoizdat, 1982, p. 283-284.

Ограниченная сила прижатия пластин к корпусу обуславливается особенностями конструкции и технологии сборки нагревателя. При данной конструкции нагревателя пластины и разжимная пружина могут быть собраны в контейнере при условии трения скольжения по крайней мере одной из поверхностей пластин относительно стенки корпуса или самой пружины при одновременном сжатии пружины. При этом повышенное давление пружины приводит к повреждению поверхностей пластин. Таким образом, характеристика пружины вынужденно ограничивается небольшой величиной. The limited force of pressing the plates to the housing is determined by the design features and heater assembly technology. With this design of the heater, the plates and the expanding spring can be assembled in the container provided that at least one of the surfaces of the plates is rubbed against the wall of the housing or the spring itself while the spring is compressed. In this case, increased spring pressure leads to damage to the surfaces of the plates. Thus, the characteristic of the spring is forced to be limited to a small value.

Целью заявляемого технического решения является повышение эффективности теплопередачи от нагревательных пластин к корпусу нагревателя и повышение надежности электрического контакта пластин с корпусом. The purpose of the proposed technical solution is to increase the efficiency of heat transfer from the heating plates to the heater body and to increase the reliability of the electrical contact of the plates with the body.

Для достижения поставленной цели предлагается использовать прижимную пружину, состоящую из одного или нескольких элементов по числу используемых нагревательных пластин. При этом нагревательные пластины, выполненные из электрорезистивного материала с положительным температурным коэффициентом сопротивления, и элементы пружины помещаются в полость корпуса, имеющего щелевидную полость с плоскими стенками, при ненапряженном состоянии элементов пружины. Сжатие элементов пружины и прижим пластин к корпусу происходит при помещении электрода между элементами пружины за счет толщины электрода. При этом трение скольжения происходит только между элементами пружины и электродом, что позволяет использовать жесткие пружинные элементы, а следовательно, обеспечивать большую силу прижатия нагревательных пластин к корпусу без риска повреждения их поверхностей, т.е. достигать цель изобретения. To achieve this goal, it is proposed to use a clamping spring, consisting of one or more elements according to the number of heating plates used. At the same time, heating plates made of electrically resistive material with a positive temperature coefficient of resistance and spring elements are placed in the cavity of the housing having a slit-like cavity with flat walls, in the unstressed state of the spring elements. The compression of the spring elements and the pressing of the plates to the housing occurs when the electrode is placed between the spring elements due to the thickness of the electrode. In this case, sliding friction occurs only between the spring elements and the electrode, which allows the use of rigid spring elements and, therefore, provides a greater force of pressing the heating plates to the housing without the risk of damage to their surfaces, i.e. achieve the objective of the invention.

Для достижения компактности пружинного узла можно использовать пружинные элементы в виде контактных пластин с упругими выступами, расположенные в регулярном порядке по поверхности контактных пластин и обращенных к противоположной контактной пластине таким образом, что выступ на одном элементе соответствует отсутствию выступа на противолежащем элементе. Такое решение позволяет выполнить конструкцию нагревательного устройства максимально компактной, что имеет большое значение при размещении нагревателя во впускной системе двигателя в отношении уменьшения его аэродинамического сопротивления. To achieve the compactness of the spring assembly, it is possible to use spring elements in the form of contact plates with elastic protrusions located regularly on the surface of the contact plates and facing the opposite contact plate so that the protrusion on one element corresponds to the absence of a protrusion on the opposite element. This solution allows you to make the design of the heating device as compact as possible, which is of great importance when placing the heater in the intake system of the engine with respect to reducing its aerodynamic drag.

Сущность изобретения поясняется на приложенных фиг. 1 - 4. The invention is illustrated in the attached FIG. fourteen.

На фиг. 1 и 2 изображено заявляемое электронагревательное устройство, содержащее корпус 1, нагревательные пластины 2, пружинные элементы 3, электрод 4, изоляторы пластин 5, изолятор электрода 6. In FIG. 1 and 2 depict the inventive electric heating device comprising a housing 1, heating plates 2, spring elements 3, electrode 4, plate insulators 5, electrode insulator 6.

Пружинные элементы 3 в данном случае показаны выполненными из металлической ленты с шириной, соразмерной ширине нагревательных пластин 2. The spring elements 3 in this case are shown made of a metal strip with a width commensurate with the width of the heating plates 2.

На фиг. 3 и 4 изображен вариант использования пружинных элементов с регулярными выступами. In FIG. 3 and 4 illustrate the use of spring elements with regular protrusions.

Работает предложенная система обычным образом. The proposed system works in the usual way.

Перед холодным пуском ДВС, например за 20 - 30 секунд до пуска, на нагревательный элемент 4 подается напряжение питания. Происходит разогрев пластин 2, ребер радиатора корпуса так, что периферийные зоны ребер имеют температуру не более 150^oC, что при орошении этих зон бензином соответствует наилучшей теплопередаче, испарению легких фракций. По мере приближения к центру, т. е. к нагревательному элементу 4, температура ребер не превышает 220^oC, что соответствует наилучшей испаряемости средних и тяжелых фракций бензина.Before a cold start of the internal combustion engine, for example, 20-30 seconds before starting, a voltage is supplied to the heating element 4. There is a heating of the plates 2, the fins of the body radiator so that the peripheral zones of the fins have a temperature of not more than 150 ^o C, which when irrigating these zones with gasoline corresponds to the best heat transfer, evaporation of light fractions. As you approach the center, i.e., to the heating element 4, the temperature of the ribs does not exceed 220 ^o C, which corresponds to the best evaporation of medium and heavy gasoline fractions.

Claims

1. An electric heating device consisting of a housing having a slit-like cavity with flat walls, of at least one heating plate of electrically resistive material with a positive temperature coefficient of resistance, an electrically conductive spring, elastically pressing the heating plates to the flat walls of the housing, characterized in that the spring is made of elastic elements by the number of plates, and the compression of elastic elements is performed by an electrode placed between the elastic elements and connected to the wire home power supply.

2. The device according to p. 1, characterized in that the elastic elements of the spring are made so that they have elastic protrusions facing the opposite element and are placed regularly so that the protrusion of one element coincides with the absence of a protrusion on the opposite element.