RU2557875C1 - Air heating device (versions) - Google Patents
Air heating device (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557875C1 RU2557875C1 RU2014117087/11A RU2014117087A RU2557875C1 RU 2557875 C1 RU2557875 C1 RU 2557875C1 RU 2014117087/11 A RU2014117087/11 A RU 2014117087/11A RU 2014117087 A RU2014117087 A RU 2014117087A RU 2557875 C1 RU2557875 C1 RU 2557875C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- heating unit
- outlet
- housing
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)
Abstract
Description
Заявляемая группа изобретений относится к области электроотопительной техники, в основном вагонов электротранспорта, вагонов-домов и т.п., а также к составной части оборудования воздушно-тепловых завес дверных проемов салонов и тамбуров вагонов и других аналогичных помещений.The inventive group of inventions relates to the field of electric heating equipment, mainly electric transport cars, house cars, etc., as well as to the component part of the equipment for air-thermal curtains of doorways of salons and vestibules of cars and other similar rooms.
Известны конструкции устройств для нагрева воздуха, использующие в своем составе нагреватели и центробежные вентиляторы. Это одна группа нагревателей воздуха.Known designs of devices for heating air, using in their composition heaters and centrifugal fans. This is one group of air heaters.
В авторском свидетельстве СССР №750133 описан центробежный вентилятор, содержащий корпус, разделенный перегородкой на две половины, каждая из которых содержит всасывающий и нагнетательный патрубки; установленные в корпусе с радиальным зазором рабочее колесо двустороннего всасывания и тепловые трубки. Последние в результате усовершенствования авторами изобретения располагаются на специальных кольцевых ребрах, которые установлены в этом же радиальном зазоре коаксиально рабочему колесу.In USSR author's certificate No. 750133, a centrifugal fan is described, comprising a housing divided by a partition into two halves, each of which contains a suction and discharge nozzles; double-suction impeller and heat pipes installed in a housing with a radial clearance. The latter, as a result of improvements by the inventors, are located on special annular ribs that are installed in the same radial clearance coaxially with the impeller.
В патенте РФ на изобретение №2050473 центробежный вентилятор содержит корпус с нагнетательным патрубком, установленные в корпусе рабочее колесо и электронагревательные элементы, а также выходной воздуховод. При этом электронагревательные элементы выполнены в виде пластин, установленных пакетами вдоль потока в воздуховоде.In the patent of the Russian Federation for invention No. 2050473, the centrifugal fan contains a housing with a discharge pipe, an impeller and electric heating elements installed in the housing, as well as an outlet duct. In this case, the electric heating elements are made in the form of plates installed by packages along the stream in the duct.
Недостаток этой группы аналогов заключается в инерционности устройств из-за использования в качестве нагревателей пакетов пластин или тепловых трубок, что не позволяет применять такие нагреватели там, где инерционность в качестве характеристики крайне важна, например, в быстром включении и отключении воздушно-тепловых завес вагонов электротранспорта, поскольку время разогрева и время остывания описанных нагревателей существенно больше времени, на которое открываются двери вагона во время остановки электротранспортного средства. Кроме того, расположение нагревательных элементов в выходном потоке воздуха центробежного вентилятора создает дополнительное аэродинамическое сопротивление этому потоку, снижает его напорные характеристики, не позволяет сформировать хорошо сфокусированный скоростной поток, что негативно сказывается, например, на эффективности тепловых завес при использовании этих устройств в их составе.The disadvantage of this group of analogues is the inertia of the devices due to the use of plate packs or heat pipes as heaters, which does not allow the use of such heaters where inertia as a characteristic is extremely important, for example, in quickly turning on and off the air-heat curtains of electric vehicles since the warm-up time and cooling time of the described heaters is significantly longer than the time for which the car doors open when the electric vehicle is stopped. In addition, the location of the heating elements in the air flow of the centrifugal fan creates additional aerodynamic resistance to this flow, reduces its pressure characteristics, does not allow the formation of a well-focused high-speed flow, which negatively affects, for example, the efficiency of the thermal curtains when using these devices in their composition.
Известны также технические решения, в которых представлены конструкции нагревателей воздуха салонов электротранспорта со спиральными нагревательными элементами. Это другая группа устройств нагрева воздуха:Technical solutions are also known in which the designs of air heaters for electric vehicles with spiral heating elements are presented. This is another group of air heating devices:
авторское свидетельство СССР №544840 «Электрокалорифер для нагрева воздуха», патенты РФ на изобретения №1477994, №2008574 и полезная модель №56988.USSR copyright certificate No. 544840 "Electroheater for heating air", RF patents for inventions No. 1477994, No. 2008574 and utility model No. 56988.
Особый интерес представляют нагреватели, разработанные НПФ «Этна», описанные в патентах РФ на изобретения №2343364, №2376156.Of particular interest are the heaters developed by the Etna NPF, described in RF patents for inventions No. 2343364, No. 2376156.
Во всех решениях второй группы современных нагревателей с присутствием спиральных нагревательных элементов использован вентилятор осевого типа, входной порт для подачи напряжения, опорно-крепящие и изолирующие элементы. Названные аналоги предназначены для обогрева салона электротранспорта, за исключением технического решения в патенте №2343364, в котором описано устройство для обогрева кабины водителя с аналогичными признаками.In all solutions of the second group of modern heaters with the presence of spiral heating elements, an axial type fan, an input port for supplying voltage, support-fixing and insulating elements are used. The aforementioned analogues are intended for heating the electric vehicle cabin, with the exception of the technical solution in patent No. 2343364, which describes a device for heating the driver's cab with similar features.
Недостатки указанных аналогов заключаются в том, что применение устройств ограничивается только нагревом объемов внутри помещений и не подходит для решения других близких практических задач, возникающих в этих же вагонах электротранспорта.The disadvantages of these analogues are that the use of devices is limited only by heating volumes indoors and is not suitable for solving other close practical problems arising in the same electric vehicles.
В качестве наиболее близкого аналога было выбрано устройство нагрева воздуха, разработанное НПФ «Этна» (патент РФ на изобретение №2345908). Оно содержит полый корпус с входом и выходом воздушного потока и помещенные в нем с помощью крепящей арматуры нагревательный элемент и вентилятор. Нагревательный элемент, как правило, представляет собой собранный и уложенный на опоре вдоль корпуса спиралеобразный элемент. Вентилятор осевого типа включает помещенный в свою обечайку электродвигатель и вынесенную за нее крыльчатку. Устройство нагрева воздуха содержит помещенный между корпусом и обечайкой электродвигателя, установленный коаксиально обечайке металлический цилиндрический разъемный кожух. В устройстве расположены вытянутые в корпусе пластины с отверстиями вдоль их протяженности. Спиралеобразный нагревательный элемент образован из сориентированных параллельно друг другу между соседними пластинами и электрически соединенных последовательно участков спиралей, концы которых закреплены на стягивающих изоляторы винтах.As the closest analogue, an air heating device developed by the Etna NPF (RF patent for invention No. 2345908) was selected. It contains a hollow body with air inlet and outlet and a heating element and a fan placed in it using fastening fittings. The heating element, as a rule, is a spiral-shaped element assembled and laid on a support along the body. The axial type fan includes an electric motor placed in its shell and an impeller carried out behind it. The air heating device comprises a metal cylindrical detachable casing installed between the housing and the motor shell, coaxially mounted to the shell. The device contains plates elongated in the housing with holes along their length. The spiral-shaped heating element is formed of parallel sections of spirals oriented parallel to each other between adjacent plates and electrically connected in series, the ends of which are fixed to screws tightening the insulators.
Недостаток наиболее близкого аналога заключается в том, что несмотря на высокие показатели устройства по габаритам - компактность и сниженный вес, а также его безынерционность, применение устройства ограничивается только нагревом помещений, в первую очередь, салонов электротранспорта, и не позволяет его использовать для решения других близких задач в этих же вагонах, например в виде составных частей в воздушных завесах, где требуется, в том числе и подогрев.The disadvantage of the closest analogue is that despite the high performance of the device in terms of size - compactness and reduced weight, as well as its inertia, the use of the device is limited only by heating the premises, first of all, electric transport salons, and does not allow it to be used to solve other close tasks in the same cars, for example, in the form of components in air curtains, where required, including heating.
Задача заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства нагрева воздуха за счет получения высокого показателя продавливания высоконапорного потока нагретого воздуха (высокого избыточного давления воздуха на выходе) с сохранением компактности и безынерционности устройства.The task of the invention is to expand the functionality of the device for heating the air by obtaining a high rate of forcing high-pressure flow of heated air (high excess air pressure at the outlet) while maintaining the compactness and inertia of the device.
Сущность заявляемого технического решения по варианту 1 характеризуется тем, что устройство нагрева воздуха содержит корпус с входом и выходом для воздушного потока, входной порт для подачи напряжения и размещенные в корпусе с помощью опорно-крепящей арматуры нагревательный узел, включающий: обечайку и заключенные в ней электрически соединенные последовательно участки спиральных элементов, концы которых закреплены на винтах, стягивающих изоляторы, расположенные на аксиально протяженных опорных пластинах; помещенный в обечайку нагревательного узла и крепящийся к ней внутренний узел, сформированный из аксиально протяженных опорных пластин, уложенных по типу многогранника с возможностью образования между ними воздушных окон в месте нахождения центральной части каждого из участков спирального элемента; вентилятор, выполненный по типу центробежного, помещенный к выходной стенке корпуса, установленный после нагревательного узла по ходу воздушного потока и имеющий кожух в виде «улитки», выход которого соответствует выходному отверстию корпуса, которое выполнено в одной из его стенок, а входное отверстие центробежного вентилятора, являясь конфузором, соответствует выходному отверстию нагревательного узла, которым служит плотно и непосредственно соединенное с конфузором выходное отверстие обечайки.The essence of the proposed technical solution according to
Заявляется также устройство нагрева воздуха к варианту 1, в котором наряду с вышеописанным у выходного отверстия обечайки нагревательного узла по ходу воздушного потока размещена диэлектрическая пластина, крепящаяся на опорном каркасном элементе корпуса в виде прочной опорной пластины, протяженной в корпусе в продольном и поперечном направлении, с отверстием в центральной части под обечайку.A device for heating the air to
Кроме того, заявляется устройство нагрева воздуха к варианту 1, в котором в качестве опорного каркасного элемента корпуса служит прочная опорная пластина, протяженная в корпусе в продольном и поперечном направлении, с отверстием, соосным и не меньшим по диаметру выходному отверстию обечайки нагревательного узла.In addition, the claimed device for heating the air to
Заявляется также устройство нагрева воздуха к варианту 1, в котором в качестве каркасного опорного элемента корпуса служит прочная опорная пластина в виде поддерживающих стоек с левой и правой стороны, опирающихся, по крайней мере, на дно корпуса и имеющих в центральной части отверстие под обечайку, соосное и не меньшее по диаметру выходному отверстию обечайки нагревательного узла.The device for heating the air to
Кроме того, патентуется устройство нагрева воздуха к варианту 1, в котором с учетом вышеназванных обязательных конструктивных признаков участки спиральных элементов уложены последовательно во фронтальной плоскости по азимуту, а в аксиальном направлении следуют параллельными рядами друг за другом.In addition, the air heating device is patented for
Заявляется также устройство нагрева воздуха к варианту 1, в зонах наибольшего нагрева которого внутри корпуса - верхней части обечайки вблизи вентилятора установлены термопредохранители.A device for heating the air to
Кроме того, в заявляемом устройстве по варианту 1 оптимизируется количество аксиально вытянутых пластин, на которых помещены изоляторы, образующих многогранник. С этой целью выбирается число этих пластин, равное шести.In addition, in the inventive device according to
Сущность другого заявляемого независимого изобретения по варианту 2 характеризуется тем, что устройство нагрева содержит корпус с входом и выходом для воздушного потока, входной порт для подачи напряжения и размещенные в корпусе с помощью опорно-крепящей арматуры нагревательный узел, включающий: обечайку и заключенные в ней электрически соединенные последовательно участки спиральных элементов, концы которых закреплены на винтах, стягивающих изоляторы, расположенные на аксиально протяженных опорных пластинах; полые уплощенные кольцеобразные держатели, коаксиально расположенные внутри обечайки нагревательного узла и удаленные на расстоянии друг от друга к противоположным концам нагревательного узла, объединяющие разнесенные в азимутальном направлении аксиально протяженные опорные пластины во внутренний узел, зафиксированный на обечайке нагревательного узла; вентилятор, выполненный по типу центробежного, помещенный к выходной стенке корпуса, установленный после нагревательного узла по ходу воздушного потока и имеющий кожух в виде «улитки», выход которого соответствует выходному отверстию корпуса, которое выполнено в одной из его стенок, а входное отверстие центробежного вентилятора, являясь конфузором, соответствует выходному отверстию нагревательного узла, которым служит плотно и непосредственно соединенное с конфузором выходное отверстие обечайки.The essence of the other claimed independent invention according to
Кроме того, заявляется устройство нагрева воздуха к варианту 2, в котором внутренний узел внутри обечайки нагревательного узла зафиксирован на последней с помощью крепежных стержней из толстостенного металла, разнесенных в радиальном направлении.In addition, the claimed device for heating the air to
Заявляется также устройство нагрева воздуха к варианту 2, в котором число полых уплощенных кольцеобразных держателей равно двум.A device for heating the air to
Технический результат группы изобретений в данной заявке не ограничивается получением одновременно безынерционного и компактного нагревателя, габариты которого позволяют поместить его в самое ограниченное запланированное свободное пространство в надпотолочной зоне вагона электротранспорта, вблизи дверного проема и над ним, вписав его месторасположение в пространство рядом с механизмом открывания дверей, не мешая последнему, что создавало проблему для размещения аналогичных по эксплуатационным параметрам устройств нагрева воздуха и тепловых завес других организаций-изготовителей. Уже только это большое преимущество заявленной группы изобретений перед известными используемыми конструкциями.The technical result of the group of inventions in this application is not limited to obtaining both an inertia-free and compact heater, the dimensions of which allow it to be placed in the most limited planned free space in the above-ceiling area of an electric vehicle, near the doorway and above it, writing its location in the space next to the door opening mechanism without interfering with the latter, which created a problem for the placement of air heating devices with similar operational parameters as well as thermal curtains of other manufacturers. This alone is a great advantage of the claimed group of inventions over the known constructions used.
Заявляемые конструкции нагревателя обладают также высоким показателем продавливания высоконапорного потока нагретого воздуха (большой скоростью потока и высоким избыточным давлением), что расширяет возможность их использования в качестве источников нагретого воздуха, в частности, для тепловых завес дверных проемов вагонов электрических транспортных средств.The inventive heater designs also have a high rate of bursting of a high-pressure flow of heated air (high flow rate and high overpressure), which expands the possibility of their use as sources of heated air, in particular, for thermal curtains of car doorways of electric vehicles.
Достигнутый технический результат с учетом последнего приобретенного свойства отнюдь не сводится к использованию в заявляемом устройстве центробежного вентилятора и спирального нагревателя. Так при исследовании уровня решения заявителем обнаружен патент Германии №3143500, в устройстве которого присутствует и центробежный вентилятор, и одна спираль у выхода из устройства нагрева. Однако данное устройство не имеет преимуществ ни второй группы аналогов с пакетами спиральных элементов (по весу и габаритам, а также мощности), ни преимуществ другой группы аналогов, вызванных применением центробежного вентилятора.The technical result achieved, taking into account the last acquired property, is by no means reduced to the use of a centrifugal fan and a spiral heater in the claimed device. So, when examining the level of solution, the applicant discovered German patent No. 3143500, in the device of which there is a centrifugal fan and one spiral at the exit of the heating device. However, this device does not have the advantages of either the second group of analogues with packages of spiral elements (in weight and dimensions, as well as power), or the advantages of another group of analogues caused by the use of a centrifugal fan.
Заявляемое изобретение поясняется с помощью чертежей фиг. 1 - 6, на которых представлены:The invention is illustrated using the drawings of FIG. 1 - 6, on which are presented:
фиг. 1 - общий вид заявляемого устройства (по вариантам 1, 2);FIG. 1 - General view of the inventive device (
фиг. 2 - вид со стороны вентилятора - заявляемое устройство без корпуса (по вариантам 1, 2);FIG. 2 - view from the side of the fan - the claimed device without a housing (according to
фиг. 3 - часть заявляемого устройства (по вариантам 1, 2) без нагревательного узла, вид в поперечном сечении;FIG. 3 - part of the inventive device (for
фиг. 4 - внутренний узел нагревательного узла заявляемого устройства (по варианту 1);FIG. 4 - internal node of the heating unit of the claimed device (according to option 1);
фиг. 5 - заявляемое устройство (по варианту 2) в поперечном сечении;FIG. 5 - the inventive device (according to option 2) in cross section;
фиг. 6 - нагревательный узел заявляемого устройства (по варианту 2).FIG. 6 - heating unit of the claimed device (option 2).
На всех фигурах позициями 1-30 обозначены:.In all figures, positions 1-30 indicate :.
1 - корпус;1 - housing;
2 - вход воздушного потока;2 - air flow inlet;
3 - выход воздушного потока;3 - airflow output;
4 - защитная сетка;4 - a protective grid;
5 - выходной патрубок;5 - output pipe;
6 - нагревательный узел;6 - heating unit;
7 - вентилятор;7 - fan;
8 - кожух вентилятора;8 - fan casing;
9 - электродвигатель;9 - electric motor;
10 - рабочее колесо с лопатками;10 - impeller with blades;
11 - конфузор вентилятора;11 - fan confuser;
12 - выходное отверстие вентилятора;12 - fan outlet;
13 - аксиально протяженная опорная пластина;13 - axially extended base plate;
14 - отверстие;14 - hole;
15 - обечайка нагревательного узла;15 - shell of the heating unit;
16 - крепежный элемент по типу «лапки»;16 - fastener according to the type of "foot";
17 - отверстие в «лапке»;17 - hole in the "foot";
18 - участок спирального элемента;18 - plot of the spiral element;
19 - изолятор;19 - insulator;
20 - винт;20 - screw;
21 - шпилька (стержень);21 - a hairpin (core);
22 - термопредохранитель;22 - thermal fuse;
23 - уплощенный кольцеобразный держатель;23 is a flattened ring-shaped holder;
24 - опорный каркасный элемент;24 - supporting frame element;
25 - диэлектрическая пластина;25 - dielectric plate;
26 - входной порт для подачи напряжения;26 - input port for voltage supply;
27 - защитная крышка входного порта;27 - protective cover of the input port;
28 - болт заземления;28 - grounding bolt;
29 - фиксатор;29 - a clamp;
30 - профилированный держатель.30 - profiled holder.
Заявляемое устройство нагрева воздуха по вариантам 1 и 2 (фиг. 1, 2) включает ряд элементов и узлов, помещенных в корпус 1 с входом 2 и выходом 3 воздушного потока, ряд изолирующих деталей и опорно-крепящую арматуру в виде винтов, пластин и других элементов крепежа. Со стороны входа 2 корпуса 1 установлена защитная сетка 4, со стороны выхода 3 корпуса 1 - выходной патрубок 5. Основные элементы заявляемого устройства - установленные со стороны входа 2 корпуса 1 нагревательный узел 6 и со стороны выхода 3 корпуса 1 вентилятор 7, помещенный к выходной стенке корпуса 1. Последний (фиг. 3) выбран центробежного типа и содержит помещенные в спиральный (в форме «улитки») кожух 8 электродвигатель 9 и рабочее колесо с лопатками 10. Вентилятор 7 имеет входное отверстие в виде конфузора 11 - конструкции, обратной диффузору, которая представляет собой часть канала в виде усеченного конуса. В зоне нахождения конфузора 11 динамическое давление в направлении движения воздушного потока увеличивается, статическое - уменьшается, за счет чего осуществляется плавное сужение и ускорение воздушного потока, засасываемого вентилятором 7. В последнем имеется выходное отверстие 12, соответствующее отверстию в стенке - выходу 3 корпуса 1 и сопряженное с ним. Вентилятор 7 расположен после нагревательного узла 6 на одной оси с ним. При этом конфузор 11 вентилятора 7 соответствует выходному отверстию нагревательного узла 6.The inventive device for heating air according to
Конструктивные отличия заявляемого устройства от наиболее близкого аналога влияют на особенное формирование воздушного потока вдоль всего пути его в корпусе 1 и, в частности, на участках нагревательного узла 6, особенно внутри зоны, образующейся из аксиально протяженных опорных пластин 13 с отверстиями 14. Внешний элемент для формирований воздушного потока на участке нагревательного узла 6 представляет собой цилиндрическую обечайку 15 нагревательного узла 6, выполненную неразъемной и имеющую на внешней стороне крепежные элементы по типу «лапок» 16 с отверстиями 17 для закрепления обечайки 15 нагревательного узла 6 внутри корпуса 1 и термопредохранители 22, установленные внутри корпуса 1 - верхней части обечайки 15 нагревательного узла 6 вблизи вентилятора 7 и обеспечивающие отключение питания нагревательного узла 6 в режиме максимального нагрева во избежание перегрева.The structural differences of the claimed device from the closest analogue affect the special formation of the air flow along its entire path in the
Выходным отверстием нагревательного узла 6 служит выходное отверстие обечайки 15 нагревательного узла 6, которое плотно и непосредственно соединено с конфузором 11 вентилятора 7. В обечайку 15 нагревательного узла 6 помещена внутренняя часть нагревательного узла 6, выполненная в виде электрически соединенных последовательно участков спиральных элементов 18, концы которых закреплены на винтах 20, стягивающих изоляторы 19. Соединенные по окружности (по азимуту) во фронтальной плоскости участки спиральных нагревательных элементов 18 образуют многоугольники, которые в аксиальном направлении внутри корпуса 1 расположены друг за другом параллельными рядами. Изоляторы 19 керамического типа расположены на аксиально протяженных опорных пластинах 13. Практически весь создаваемый вентилятором 7 воздушный поток направляется на съем тепла с участков спиральных элементов 18.The outlet of the
По варианту 1 (фиг. 4) аксиально протяженные опорные пластины 13 образуют в нагревательном узле 6 внутренний узел, сформированный в фигуру по типу вытянутого многогранника, и который крепится к обечайке 15 нагревательного узла 6. При этом аксиально протяженные опорные пластины 13 уложены с возможностью образования между ними воздушных окон в месте нахождения центральной части каждого из участков спирального элемента 18. Крепление внутреннего узла к обечайке 15 нагревательного узла 6 в этом варианте осуществляется при помощи элементов крепежа, таких, как, например, толстостенные отходящие от многогранника в стороны металлические прямоугольные пластины. В частном случае, как представлено на фиг. 4, внутренний узел нагревательного узла 6 выполнен с возможностью сужения канала для прохождения воздушного потока от входа нагревательного узла 6 по направлению к входу в конфузор 11 вентилятора 7, а элементы крепежа в виде прямоугольных пластин могут составлять технологически одно целое с группой аксиально протяженных опорных пластин 13, поскольку так (заодно) с ними технологически изготовлены.According to option 1 (Fig. 4), axially extended
По варианту 2 (фиг. 5, 6) внутри обечайки 15 нагревательного узла 6, коаксиальио ей, расположены полые уплощенные кольцеобразные держатели 23, выполненные из толстостенного металла и разнесенные на расстоянии друг от друга в аксиальном направлении. Они объединяют разнесенные в азимутальном направлении аксиально протяженные опорные пластины 13 во внутренний узел. Это принципиальное отличие конструкции второго варианта. Внутренний узел зафиксирован на обечайке 15 нагревательного узла 6 с помощью элементов крепежа, например стержней или шпилек 21, выполненных из толстостенного металла и размещенных в радиальном направлении от внешней поверхности уплощенных кольцеобразных держателей 23 до внутренней поверхности обечайки 15 нагревательного узла 6 и радиально разнесенных, в частном случае на 120° друг от друга.According to option 2 (Fig. 5, 6), inside the
Важным элементом конструкции по вариантам 1 и 2 (фиг. 5) является каркас, состоящий из стенок корпуса 1 и опорного каркасного элемента 24, который может быть выполнен, как правило, в виде прочной пластины, практически перекрывающей корпус 1 заявляемого устройства в продольном и поперечном направлении, или в виде поддерживающих стоек, опирающихся на дно корпуса 1, с отверстием, соосным и не меньшим по диаметру выходному отверстию обечайки 15 нагревательного узла 6. На опорном каркасном элементе 24 закреплена диэлектрическая пластина 25, расположенная у выходного отверстия обечайки 15 нагревательного узла 6 по ходу воздушного потока.An important structural element according to
В этом случае достигается наиболее целесообразное размещение нагревательного узла 6 и вентилятора 7, позволяющее достичь максимальной концентрации выделяемой тепловой мощности в предлагаемом устройстве и обеспечить и тепловую защиту дверных проемов за счет продавливания высоконапорного потока нагретого воздуха.In this case, the most appropriate placement of the
На корпусе 1 с внешней стороны на стенке размещены: входной порт для подачи напряжения 26, защитная крышка 27 для него и болт заземления 28. Для фиксации стенок корпуса 1 по всему периметру имеются фиксаторы 29, которые, в частности, могут быть в виде винтов 20 (фиг. 1). В частном случае, на корпусе 1 с внешней стороны верхней стенки могут быть размещены профилированные держатели 30 для крепления внутри вагона в надпотолочной зоне на предусмотренной опоре с возможностью взаимного соответствия форм профилированного держателя 30 и предусмотренной опоры (фиг. 3).On the
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.The operation of the claimed device is as follows.
При включении устройства указанной конструкции в схему электропитания транспортного средства (трамвая, троллейбуса, вагонов электропоезда и т.п.) по сигналу открывания двери через входной порт для подачи напряжения 26 на вводы питания вентилятора 7 подается переменное напряжение 220 или 380 В. В зимнее время (при температурах окружающей среды ниже минус 15°C) напряжение (постоянное, либо переменное для разных типов электротранспорта) подается также на вводы питания нагревательного узла 6. Воздух на вход 2 устройства попадает из помещения вагона в корпус 1 устройства через отверстие с защитной сеткой 4.When a device of this design is included in the power supply circuit of a vehicle (tram, trolleybus, electric train cars, etc.), an alternating voltage of 220 or 380 V is supplied to the power supply inputs of
Вращая рабочее колесо с лопатками 10 вентилятора 7, электродвигатель 9 обеспечивает создание разряжения воздуха в нагревательном узле 6, в связи с чем воздушный поток поступает из зоны с большим давлением вне корпуса 1 в зону с меньшим давлением через вход 2 корпуса 1. Далее воздушный поток, прошедший сквозь участки спирального элемента 18, нагревается и поступает в вентилятор 7 через конфузор 11, после прохождения которого становится более плотным. Под действием рабочего колеса с лопатками 10 вентилятора 7 воздушный поток изменяет направление своего движения на 90° и через выходное отверстие 12 вентилятора 7, сопряженное с выходом 3 в стенке корпуса 1, поступает далее за пределы заявляемого устройства, например в распределительный воздуховод. По сигналу закрытия дверей транспортного средства происходит одновременное отключение вентилятора 7 и нагревательного узла 6 (прекращается подача напряжения на входной порт 26). Отсутствие задержки по времени отключения, используемой в аналогичных устройствах с инерционными нагревательными узлами, необходимо для предотвращения возможности перегрева участков нагревательного узла 6 и позволяет не усложнять схему управления этими устройствами.By rotating the impeller with
Термопредохранители 22 включаются через низковольтные выводы устройства в цепь пусковой обмотки контактора транспортного средства, подающего напряжение на участки спиральных нагревательных элементов 18. При отключении напряжения электродвигателя 9 либо при выходе его из строя температура термопредохранителя 22 поднимается выше критического значения, контакты термопредохранителя 22 размыкаются, цепь пусковой обмотки контактора размыкается и подача напряжения на нагревательный узел 6 прекращается.Thermal fuses 22 are connected through the low-voltage leads of the device to the starter winding circuit of the vehicle’s contactor, supplying voltage to the sections of the
Пример по варианту 1Example of
В устройстве используется безынерционный нагревательный узел на открытых участках спиральных элементов в полном соответствии с описанием данной конструкции (см. по первому независимому изобретению).The device uses an inertialess heating unit in open areas of spiral elements in full accordance with the description of this design (see according to the first independent invention).
Заявителем освоен рациональный прием изготовления внутреннего узла, основанный на предварительной штамповке и гибке металлического листа. При штамповке на поверхность листа наносятся метки заготовки под воздушные окна и после освобождения их от металла получаются чередующиеся полосы аксиально протяженных пластин и воздушных окон между аксиально протяженными пластинами. Окна, как правило, имеют форму четырехугольника с шириной 10÷15 мм, длиной, равной расстоянию между полосами, и предназначены для увеличения воздушных зазоров между поверхностью пластин и участками спирального нагревательного элемента. Это необходимо для предотвращения попадания электрического потенциала на элементы нагревательного узла. После гибки получают внутренний узел в виде поверхности шестигранной призмы, два противоположных боковых ребра которой имеют продолжения снаружи призмы в виде аксиально вытянутых полос, края четырех из них загнуты под прямым углом и имеют по одному отверстию для крепления внутреннего узла к обечайке нагревательного узла. Детали нагревательного узла заявляемого устройства изготавливаются из углеродистой конструктивной стали марки 20 с качеством поверхности группы Б. В аксиально протяженных опорных пластинах выполнено два ряда (что было достаточно для получения запланированных заявителем параметров) отверстий, необходимых для установки керамических изоляторов, и соответствующего размещения на стягивающих изоляторы винтах двух параллельных многоугольников, образованных последовательно соединенными во фронтальной плоскости участков спиральных элементов, выполненных из высокоомного жаропрочного материала.The applicant has mastered the rational method of manufacturing an internal assembly based on preliminary stamping and bending of a metal sheet. When stamping, the workpiece marks are applied to the sheet surface under air windows and, after releasing them from the metal, alternating strips of axially extended plates and air windows between axially extended plates are obtained. The windows, as a rule, have the shape of a quadrangle with a width of 10 ÷ 15 mm, a length equal to the distance between the strips, and are designed to increase the air gaps between the surface of the plates and the sections of the spiral heating element. This is necessary to prevent electric potential from reaching the elements of the heating unit. After bending, an internal assembly is obtained in the form of a surface of a hexagonal prism, two opposite side ribs of which have extensions on the outside of the prism in the form of axially elongated strips, the edges of four of them are bent at right angles and have one hole for attaching the internal assembly to the shell of the heating unit. The details of the heating unit of the claimed device are made of carbon
В устройстве используется неразъемная обечайка, крепление вышеописанной конструкции к которой осуществляется с помощью резьбовых соединений через соответствующие отверстия, выполненные в обечайке. На выходе устройства размещен вентилятор центробежного типа в спиральном кожухе. За нагревательным узлом, соосно ему, располагается конфузор вентилятора, сужающий и ускоряющий выходящий из нагревательного узла воздушный поток (фиг. 4).The device uses an integral shell, the fastening of the above construction to which is carried out using threaded connections through the corresponding holes made in the shell. A centrifugal fan in a spiral casing is located at the output of the device. Behind the heating unit, coaxially to it, is a fan confuser, which narrows and accelerates the air flow exiting the heating unit (Fig. 4).
Внутри корпуса на внешней стороне обечайки установлен термопредохранитель. Устройство имеет запасы по эксплуатационным параметрам при весе в 15 кг и может быть рекомендовано в качестве составной части - в виде блока нагрева воздуха с высоким показателем продавливания воздуха в воздушно-тепловую завесу.Inside the case, on the outside of the shell, a thermal fuse is installed. The device has operational reserves with a weight of 15 kg and can be recommended as an integral part - in the form of an air heating unit with a high rate of air forcing into the air-curtain.
Пример по варианту 2Example 2
Заявляемое устройство нагрева воздуха проходит испытания на одном из предприятий г. Саратова на выполнение требований безотказности, срока службы, надежности, в том числе и на воздействие внешних механических факторов (включая вибрацию), стойкость к воздействию условий транспортирования и к воздействию климатических факторов. Испытания показывают соответствие заданным параметрам.The inventive air heating device is being tested at one of the enterprises of the city of Saratov to meet the requirements of reliability, service life, reliability, including the impact of external mechanical factors (including vibration), resistance to the effects of transportation conditions and the effects of climatic factors. Tests show compliance with the specified parameters.
В устройстве используется безынерционный нагревательный узел на открытых спиралях в полном соответствии с описанием данной конструкции (см. по второму независимому изобретению - фиг. 5, 6).The device uses an inertia-free heating unit on open spirals in full accordance with the description of this design (see, according to the second independent invention, FIGS. 5, 6).
Внутри обечайки нагревательного узла, коаксиально ей, расположены полые уплощенные кольцеобразные держатели, выполненные из толстостенного металла и разнесенные на расстоянии друг от друга в аксиальном направлении. Они объединяют разнесенные в азимутальном направлении и помещенные с их внешней стороны аксиально протяженные опорные пластины во внутренний узел, который удерживается со стороны входа воздушного потока тремя шестигранными стержнями с выполненной в них внутренней резьбой и двумя стержнями с внешней резьбой со стороны выхода воздушного потока. Стержни изготовлены из следующих материалов: шестигранные - из углеродистой конструкционной качественной стали марки 20, круглые - из углеродистой стали оцинкованной класса прочности 4.6.Inside the shell of the heating unit, coaxially to it, are hollow flattened annular holders made of thick-walled metal and spaced apart from each other in the axial direction. They combine the axially extended support plates spaced in the azimuthal direction and placed on their outer side into an internal assembly, which is held from the airflow inlet side by three hexagonal rods with internal thread made in them and two rods with external thread on the airflow outlet side. The rods are made of the following materials: hexagonal - from carbon structural
В устройстве используется неразъемная обечайка с выполненными тремя пазами размером 5×40 мм со стороны входа воздушного потока, используемыми для установки шестигранных стержней, со стороны выхода воздушного потока. Крепление стержней к обечайке осуществляется через выполненные в ней отверстия. На выходе устройства размещен вентилятор центробежного типа в спиральном кожухе. Между нагревательным узлом и вентилятором соосно располагается конфузор, сужающий и ускоряющий выходящий из нагревательного узла воздушный поток.The device uses an integral shell with three
В нагревательном узле установлено два ряда спиралей из высокоомного жаропрочного материала с использованием керамических изоляторов, размещенных на аксиально протяженных опорных пластинах. Плотность тока в спиральных нагревательных элементах примерно в 15 раз ниже, чем в трубчатых электронагревателях, используемых другими производителями климатического оборудования для электропоездов, что обеспечивает их низкую температуру в рабочем режиме и, как следствие, высокую надежность и долговечность устройства, отсутствие эффекта «выжигания кислорода». Внутри корпуса на внешней стороне обечайки установлен термопредохранитель. Устройство имеет запасы по всем эксплуатационным параметрам.Two rows of spirals made of high-resistance heat-resistant material using ceramic insulators placed on axially extended support plates are installed in the heating unit. The current density in spiral heating elements is about 15 times lower than in tubular electric heaters used by other manufacturers of climatic equipment for electric trains, which ensures their low temperature in operating mode and, as a result, high reliability and durability of the device, the absence of the “oxygen burning” effect . Inside the case, on the outside of the shell, a thermal fuse is installed. The device has reserves for all operational parameters.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014117087/11A RU2557875C1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | Air heating device (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014117087/11A RU2557875C1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | Air heating device (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2557875C1 true RU2557875C1 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53762559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014117087/11A RU2557875C1 (en) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | Air heating device (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2557875C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU233204A1 (en) * | Т. Постное, С. С. Леви, В. И. Ночный , И. П. Черв ков | AIR HEATER | ||
| GB1108892A (en) * | 1965-03-16 | 1968-04-03 | Calor App Electro Domestiques | Improvements in or relating to blower-type electric heater |
| RU2345908C1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ЭТНА-Т" | Electric transport compartment air heater |
| JP3155764U (en) * | 2009-08-28 | 2009-12-03 | 竹沢産業株式会社 | Greenhouse heater and heating system |
-
2014
- 2014-04-29 RU RU2014117087/11A patent/RU2557875C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU233204A1 (en) * | Т. Постное, С. С. Леви, В. И. Ночный , И. П. Черв ков | AIR HEATER | ||
| GB1108892A (en) * | 1965-03-16 | 1968-04-03 | Calor App Electro Domestiques | Improvements in or relating to blower-type electric heater |
| RU2345908C1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ЭТНА-Т" | Electric transport compartment air heater |
| JP3155764U (en) * | 2009-08-28 | 2009-12-03 | 竹沢産業株式会社 | Greenhouse heater and heating system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2380298T3 (en) | Defrost device of an air inlet of a gas turbine | |
| JP2016508557A (en) | Gas turbine having an outer case that dynamically cools the surroundings, exhausting air into the auxiliary surrounding cavity | |
| US2919338A (en) | Electric furnace | |
| CN201273694Y (en) | Cyclic indoor air convection type electric heater | |
| US10458272B2 (en) | Insulating test engine hood for a turbine engine on a test bench | |
| US20170067365A1 (en) | Exhaust frame strut with cooling fins | |
| US2839657A (en) | Space heater | |
| RU2557875C1 (en) | Air heating device (versions) | |
| RU143310U1 (en) | DISPLAY AND HEATING UNIT | |
| RU143153U1 (en) | DEVICE FOR CREATING AIR AND HEAT CURTAINS OF ELECTRIC TRANSPORT WAGON | |
| US3244860A (en) | Heaters for gases | |
| US2260233A (en) | Electric heater | |
| US2303333A (en) | Air purifying and circulating device | |
| US3278722A (en) | Electric infra-red radiant space heater unit | |
| CN210965778U (en) | Novel baking finish house rack that motor is external | |
| KR101591064B1 (en) | Induction type heater | |
| US20100215350A1 (en) | Power System | |
| RU160732U1 (en) | HEAT FAN (HEAT GUN) WITH ELECTRIC HEATING NOZZLES THROUGH CYLINDER-FORM | |
| KR101501640B1 (en) | Ceiling Fan | |
| US2303447A (en) | Fan-type air heater | |
| US9997977B1 (en) | Dual engine generator | |
| CN205783787U (en) | Electric heater | |
| CN205606891U (en) | Centrifugal forced draught blower and heating element's combination | |
| US8858168B2 (en) | Ventilation system and method for assembling the same | |
| RU2598316C1 (en) | Fan heater (heat gun) with electric heating nozzles of through cylindrical shape |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180604 |