RU35940U1 - Электрический инфракрасный обогреватель (варианты) и теплоизлучающий блок - Google Patents

Description

Электрический инфракрасный обогреватель (варианты) и теплоизлучающий блок

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам электрического обогрева (нагрева) за счет инфракрасного излучения, и может быть использована для обогрева помещений как производственных, так и бытовых с нахождением в них людей, животных, растений, а также в различных областях науки и техники, народного хозяйства для нагрева различных изделий и материалов, для испарения жидкости как с поверхности, так и из объема изделий и материалов (сушка), для полимеризации и т. д.

Известен лучистый обогреватель (свидетельство на полезную модель №12314, МПК Н05В 3/40, опубл. 05.07.1999г.), содержащий установленные в корпусе узел нагрева, отражательный-и теплоизолирующие элементы, корпус выполнен с С-образным поперечным сечением, опорными торцевыми крышками и центральной опорой, узел нагрева выполнен в виде смонтированного на торцевых крышках корпуса трубчатого электронагревателя. Отражательный элемент размещен снарз жи корпуса и выполнен из теплопроводного материала в виде пластины с параллельно выполненными на наружной плоскости теплопередающими канавками, а пластина имеет переменное поперечное сечение от центра к боковым продольным кромкам. Теплопередающие канавки выполнены различной формы, а отражательный элемент может быть выполнен из различных теплопроводных материалов.

7 H 05 В 3/40, F 24 D 13/00

Известен электрический лучистый обогреватель (варианты) и теплоизлучающий элемент (свидетельство на полезную модель № 24065, МПК Н05В 3/40, F24D 13/00, онубл. 09.11.2001г.), содержащий электронагреватель, теплоизлучающий элемент, включающий держатель, в котором установлен электронагреватель, излучающую пластину и отражатель. Теплоизлучающий элемент имеет элементы крепления с его неголучающей стороны, выполненные в виде BMCTJTIOB вдоль его продольных кромок. В каждом выступе выполнен паз, причем пазы расположены навстречу друг другу или противоположно друг другу. На отражателе закреплены крепежные элементы в виде профильных скоб или в виде профиля Н-подобным поперечным сечением.

Известен электрический лучистый обогреватель (варианты) и тешюизлучаюпщй элемент (свидетельство на полезную модель JSfo24066, МПК Н05В 3/40, F24D 13/00, опубл. 09.11.2001г.), содержащий электронагреватель, теплоизлучающий элемент, включающий держатель, в котором установлен электронагреватель, и излучающую пластину и отражатель. Теплоизлучающий элемент снабжен крышкой и выполненными вдоль продольных кромок элементами крепления, в которых установлена крышка и имеются два крепежных элемента, которые закреплены на отражателе и на торцах излучающей пластины или крышки.

Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является электрический лучистый обогреватель (патент РФ №2168115, МПК F24D 13/00, опубл. 27.05.2001), содержащий корпус, теплоизлучающий элемент в виде пластины переменного профиля с параллельными канавками на ее наружной поверхности, теплоизолирующий элемент, электронагреватель установленный в держателе.

помещений, однако существенное значение на эффективность обогрева оказывают конструктивные особенности выполнения обогревателя. На пластине переменного профиля удалось реализовать более равномерное распределение переданного от нагревателя тепла и, тем самым, получить равномерное распределение температуры по поверхности пластины. Нанесение канавок позволило увеличить площадь поверхности пластины, что обеспечило увеличение как радиационной, так и конвективной составляющих теплового потока от обогревателя. В этих моделях, несмотря на достигнутый эффект, довольно значительны потери энергии излучения пластины на нагрев крыщки, отражателя, корпуса и других деталей обогревателя. Это обусловлено тем, что почти 50% энергии из.11учения от пластины направлено к корпусу обогревателя. Известно, что теплопередача от нагретого тела осуществляется конвекцией, теплопроводностью и излучением. Доля излучения в указанных потерях энергии значительна, поскольку она пропорциональна четвертой степени температуры нагретого тела, а при конвекции и теплопроводности потери пропорциональны только первой степени.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повыщение радиационного 1С11Д обогревателя за счет уменьщения потерь энергии и оптимизации выполнения элементов обогревателя, в упрощении конструкции и повышении ее надежности. Нод радиационным КНД понимается отношение энергии, преобразованной в излучение, к подведенной энергии. На величину радиационного КПД, кроме направленности лучистого потока влияет величина коэффициента черноты поверхности излучающего тела. Основное требование для обеспечения эффективной теплопередачи излучением - высокая излучающая способность поверхности.

Технический результат достигается тем, что в электрическом инфракрасном обогревателе (вариант 1) содержащем установленные в корпусе теплоизлучающий блок, включающий излучающую пластину, держатель в котором установлен электронагреватель, и экран, юлучающая пластина, держатель электронагревателя и экран выполнены из материалов с коэффициентом изл)ения не более 0,3, а поверхностный слой внепшей стороны излучающей пластины выполнен из материала с коэффициентом излучения не менее 0,7. Излучающая пластина, держатель и экран выполнены из аллюминия или аллюминиевых сплавов. Поверхностный слой внещней стороны из.пучающей пластины выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала. Излучающая пластина с внутренней стороны вдоль продольных кромок имеет выступы с пазами являющиеся элементами крепления, пазы выполнены с внещней и внутренней сторон выступов. Экран закреплен на излучающей пластине в пазах с внешней стороны выступов. Выступы и держатель выполнены в виде единой конструкции с излучающей пластиной и из одного с ней материала. Кроме того, экран дополнительно может быть зафиксирован в пазах резьбовым соединением, или закреплен непосредственно к выступам резьбовым соединением.

Технический результат достигается тем, что в электрическом инфракрасном обогревателе (вариант 2), содержащем расположенные в корпусе теплоизолирующий элемент, теплоизлучающий блок, включающий излучающую пластину, держатель в котором установлен электронагреватель и экран, между излучающей пластиной и экраном установлен дополнительный экран, излучающая пластина, держатель электронагревателя, экран и дополнительный экран выполнены из материалов с коэффициентом

юлучения не более 0,3, а поверхностный слой внешней стороны голучающей пластины выполнен из материала с коэффициентом излучения не менее 0,7. Излучающая пластина, держатель электронагревателя, экрани

дополнительный экран выполнены из аллюминия или аллюминиевых сплавов. Поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала.

Излучающая пластина с внутренней стороны вдоль продольных кромок имеет выступы с пазами являющиеся элементами крепления, пазы выполнены с внешней и внутренней сторон выступов, при этом выступы и держатель выполнены в виде единой конструкщш с излучающей пластиной и из одного с ней материала.

Экран и дополнительный экран установлены друг относительно друга на расстоянии не менее 3-5 мм и закреплены на излучающей пластине, при этом в пазах с внешней стороны выступов крепится экран, а в пазах с внутренней стороны выступов крепится допо.гшительный экран. Вдоль продольных кромок экрана и дополнительного экрана имеются отбортовки, которые являются элементами крепления экранов в пазах выступов. Кроме того, экран дополнительно может быть зафиксирован в пазах резьбовым соединением, или закреплен непосредственно к выстзгпам резьбовым соединением.

Технический результат достигается тем, что в теплоизлучающем блоке, включающем излучаюпхую пластину, держатель в котором установлен электронагреватель, излучающая пластина и держатель электронагревателя выполнены из материалов с коэффициентом излучения не более 0,3, а поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен из материала с коэффициентом излучения не менее 0,7, излучающая пластина

вдоль продольных кромок с внутренней стороны имеет выступы с пазами являющиеся элементами крепления, пазы выполнены с наружной и внутренней сторон выступов, при этом выступы и держатель выполнены в виде единой конструкции с излучающей пластиной и из одного с ней материала.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез электрического инфракрасного обогревателя (вариант 1).

На фиг.2 представлен поперечный разрез электрического инфракрасного обогревателя (вариант 2).

На фиг. 3 представлен поперечный разрез теплоизлучающего блока.

Где: 1 - корпус; 2 - юлучающая пластина; 3 - держатель; 4 электронагреватель; 5 - экран; 6 - теплоизолрфующий элемент; 7 дополнительный экран; 8 - выступы; 9 - пазы с внутренней стороны выступов 8; 10 - пазы с внешней стороны выступов 8.

Электрический инфракрасный обогреватель (вариант 1) содержит, корпус 1 в котором установлены --тешюизлучающий блок, включающий излучающую пластину 2, держатель 3 с электронагревателем 4, и экран 5 (фиг.1). Излучающая пластина 2, держатель 3 электронагревателя 4 и экран 5 выполнены из алюминия или алюминиевых сплавов, например, из алюминия марок АО, А5, АД1, или алюминиймагниевого сплава Амг, коэффициент излучения которых не более 0,3. Поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины 2 выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала, при этом коэффициент излучения поверхностного слоя составляет не менее 0,7. Излучающая пластина 2 с внутренней стороны вдоль продольных кромок имеет выст5шы 8 с пазами 9 и 10 выполненными, соответственно, с внутренней и внешней сторон выступов 8. Выступы 8 и держатель 3 выполнены в виде единой

конструкции с излучающей пластиной 2 и из одного с ней материала. Экран 5 закреплен на излучающей пластине 2 в пазах 10с внешней стороны выступов 8, и может быть дополнительно зафиксирован резьбовым соединением. Кроме того, экран 5 может быть закреплен непосредственно к выступам 8 резьбовым соедине1шем.

Электрический инфракрасный обогреватель (вариант 2) содержит корпус 1, в котором установлены - теплоизолирующий элемент 6, теплоизлучающий блок, включающий излучающую пластину 2, держатель 3 с электронагревателем 4, и экран 5, между излз ающей пластиной 2 и экраном 5 установлен дополнительный экран 7 (фиг. 2). Излучающая пластина 2, держатель 3 электронагревателя 4, экран 5 и дополнительный экран 7 выполнены из алюминия или алюминиевых сплавов, например, из алюминия марок АО, А5, АД1 или алюминиймагниевого сплава Амг, т.е из материалов с коэффищ1ентом излучения не более 0,3. Поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины 2 выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения- керамического материала, при этом коэффициент излучения его составляет не менее 0,7. Экран 5 и дополнительный экран 7 установлены друг относительно друга на расстоянии не менее 3-5 мм и закреплены на голучающей пластине 2 с помощью элементов крепления в виде, расположенных с ее внутренней стороны, вдоль продольных кромок, выступов 8 с пазами 9 и 10. Пазы 9 расположены с внутренней стороны выступов 8 и в них крепится дополнительный экран 7. Пазы 10 расположены с внешней стороны выступов 8 и в них крепится экран 5. Экран 5 и дополнительный экран 7 вдоль продольных кромок имеют отбортовки, которые вставляЕОтся в пазы 10 и 9 и являются элементами крепления экранов. Экран 5 может быть дополнительно зафиксирован в пазах 10 резьбовым соединением, или закреплен непосредственно к выступу

ilfffSM9J

резьбовым соединением (на фиг. не показано).

Электрический инфракрасный о греватель по вариантам 1 и 2 может быть выполнен с несколькими излучающими пластинами 2 или с несколькими электронагревателями 4, установленными в одной излучающей пластине 2.

Теплоизлучающий блок включает излучающую пластину 2, держатель 3, в котором установлен электронагреватель 4 (фиг.З). Излучающая пластина 2 и держатель 3 электронагревателя 4 вьшолнены из материалов с коэффициентом излучения не более 0,3, а поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины 2 выполнен из материала с коэффициентом не менее 0,7. Излучающая пластина 2 вдоль продольных кромок с внутренней стороны имеет выступы 8 с пазами 9 и 10 являющиеся элементами крепления. Пазы 9 и 10 выполнены, соответственно, с внутренней и внещней сторон выступов 8. Кроме того, выступы 8 и держатель 3 выполнены в виде единой конструкции с излучающей пластиной 2 и из одного с ней материала.

Излучающая пластина 2 и держатель 3 электронагревателя 4 выполнены из материала с низким коэффициентом излучения (т.е., с высокими свойствами отражения и низким коэффициентом черноты) например, из алюминия марок АО, А5, АД1 или алюминиймагниевого сплава Амг, а поверхностный слой внепшей стороны излучающей пластины 2 выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала, при этом коэффициент излучения его составляет не менее 0,7. При таком исполнении происходит перераспределение тепловых потоков. Доля излучения от излучающей пластины 2, направленная внутрь электрообогревателя и теряемая при нежелательном нагреве экрана 5 (вариант 1) и экрана 5 и дополнительного экрана 7 (вариант 2), теплоизолирующего элемента 6, корпуса 1 и других деталей уменьшается в 4-5 раз и возрастает доля излучения в направлении нагреваемых предметов в помещении, что

повышает эффективность обогрева. Кроме этого, для уменьшения указанных потерь тепла, дополнительный экран 7 (вариант 2) и экран 5 разделены воздушным промежутком не менее 3-5 мм и выполнены из материалов с низким коэффициентом излучения и, соответственно, с высокими свойствами отражения. Например, установка только одного экрана со степенью черноты ,1 между излучающей пластиной 2 и корпусом 1 дает снижение лучистого теплообмена примерно в 14 раз /М.А.Михеев, И.М.Михеева «Основы теплопередачи М.,Энергия, 1973 /. В описываемой модели обогревателя излучающая пластина 2, держатель 3, Э1фан 5 и дополнительный экран 7 выполнены из чистого алюминия марок АО, А5, АД1, алюминиймагниевого сплава АМг или других материалов с коэффищиенгом излучения не более 0,3, а поверхностный слой внещней стороны голучающей пластины 2 выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического или другого материала с коэффициентом излучения не менее 0,7. Известно, что при одинаковой температуре пластина из алюминия генерирует лучистый поток по плотности в 5 раз меньший, чем керамическая пластина, и в 4 раза меньший по сравнению с чугунной / В.З.Гуревич «Электрические инфракрасные излучатели М., Госэнергоиздат, 1963 /. Выполнение обогревателя из материалов с указанными коэффрщиентами излучения позволяет равномерно распределить тепло в окружающей среде с более высокой плотностью потока ИК-излучеимя при одинаковой с другими обогревателями подводимой электрической мощности. В результате достигается быстрый и равномерный прогрев помещения по высоте при расположении описываемого обогревателя, например, на потолке отапливаемого помещения.

материалов с указанными коэффициентами излучения и с элементами крепления (в виде выступов 8 с пазами 9 и 10 на внутренней и наружной их сторонах) и держателем 3 выполненными заодно с излучающей пластршой 2 и из одного с ней материала обеспечивает простоту и надежность конструкции, удобство сборки всего электрообогревателя, а также высокую плотность потока ИК-излучения и снижение потерь энергии излучения.

Таким образом, в отличие от известных источников тепла в предлагаемой модели происходит преобразование в направленный на потребителя лучистый инфракрасный поток до 93% тепловой энергии, поступившей от электронагревателя. При этом, в случае подвески обогревателя под потолком требуется меньшая затрата потребляемой электрической энергии на прогрев помеще1шя до заданной температуры и он может применяться для отопления как жилых, так и производственных помещений, а также в различных областях науки и техники, народного хозяйства для нагрева различных изделий и материалов, для испарения жидкости как с поверхности, так и из объема изделий и материалов (сушка),-для полимеризации и т.д.

f S/ ФОРМУЛА

Claims (18)

1. Электрический инфракрасный обогреватель, содержащий расположенные в корпусе теплоизлучающий блок, включающий излучающую пластину, держатель, в котором установлен электронагреватель, и экран, отличающийся тем, что излучающая пластина, держатель электронагревателя и экран выполнены из материалов с коэффициентом излучения не более 0,3, а поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен из материала с коэффициентом излучения не менее 0,7.

2. Электрический инфракрасный обогреватель по п.1, отличающийся тем, что излучающая пластина, держатель и экран выполнены из алюминия или алюминиевых сплавов.

3. Электрический инфракрасный обогреватель по п.1 или 2, отличающийся тем, что поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала.

4. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.1 или 2 и 3, отличающийся тем, что излучающая пластина с внутренней стороны вдоль продольных кромок имеет выступы с пазами, являющиеся элементами крепления, пазы выполнены с внешней и внутренней сторон выступов.

5. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.1 или 2-4, отличающийся тем, что экран закреплен на излучающей пластине.

6. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.1 или 2-5, отличающийся тем, что экран закреплен на излучающей пластине в пазах с внешней стороны выступов и дополнительно зафиксирован резьбовым соединением.

7. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.1 или 2-6, отличающийся тем, что выступы и держатель выполнены в виде единой конструкции с излучающей пластиной и из одного с ней материала.

8. Электрический инфракрасный обогреватель, содержащий расположенные в корпусе теплоизолирующий элемент, теплоизлучающий блок, включающий излучающую пластину, держатель, в котором установлен электронагреватель, и экран, отличающийся тем, что между излучающей пластиной и экраном установлен дополнительный экран, излучающая пластина, держатель электронагревателя, экран и дополнительный экран выполнены из материалов с коэффициентом излучения не более 0,3, а поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен из материала с коэффициентом излучения не менее 0,7, при этом излучающая пластина с внутренней стороны вдоль продольных кромок имеет выступы с пазами, являющиеся элементами крепления, пазы выполнены с внешней и внутренней сторон выступов, а выступы и держатель выполнены в виде единой конструкции с излучающей пластиной и из одного с ней материала.

9. Электрический инфракрасный обогреватель по п.8, отличающийся тем, что излучающая пластина, держатель электронагревателя, экран и дополнительный экран выполнены из алюминия или алюминиемых сплавов.

10. Электрический инфракрасный обогреватель по п.8 или 9, отличающийся тем, что поверхностный слой излучающей пластины выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала.

11. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.8 или 9 и 10, отличающийся тем, что экран и дополнительный экран закреплены на излучающей пластине.

12. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.8 или 9-11, отличающийся тем, что экран крепится в пазах с внешней стороны выступов, а дополнительный экран крепится в пазах с внутренней стороны выступов.

13. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.8 или 9-12, отличающийся тем, что экран и дополнительный экран установлены друг относительно друга на расстоянии не менее 3-5 мм.

14. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.8 или 9-13, отличающийся тем, что экран и дополнительный экран вдоль продольных кромок имеют отбортовки, являющиеся элементами крепления экранов.

15. Электрический инфракрасный обогреватель по пп.8 или 9-14, отличающийся тем, что экран дополнительно зафиксирован в пазах резьбовым соединением.

16. Теплоизлучающий блок, включающий излучающую пластину, держатель, в котором установлен электронагреватель, отличающийся тем, что излучающая пластина и держатель электронагревателя выполнены из материалов с коэффициентом излучения не более 0,3, а поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен из материала с коэффициентом излучения не менее 0,7, при этом излучающая пластина вдоль продольных кромок с внутренней стороны имеет выступы с пазами, являющиеся элементами крепления, пазы выполнены с внешней и с внутренней сторон выступов, а выступы и держатель выполнены в виде единой конструкции с излучающей пластиной и из одного с ней материала.

17. Теплоизлучающий блок по п.16, отличающийся тем, что излучающая пластина, держатель и экран выполнены из алюминия или алюминиевых сплавов.

18. Теплоизлучающий блок по п.16 или 17, отличающийся тем, что поверхностный слой внешней стороны излучающей пластины выполнен путем оксидирования на глубину не менее 4 мкм и/или нанесения керамического материала.