RU71048U1

RU71048U1 - INFRARED HEATER

Info

Publication number: RU71048U1
Application number: RU2006116358/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Демидов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Современные технологии в строительстве" (ООО "СТС")
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2008-02-20

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к инфракрасным обогревателям закрытого типа, применяемым для любых производственных и бытовых нужд. Полезная модель может найти применение в энергетике, химической, деревообрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.The utility model relates to electrical engineering, namely to closed-type infrared heaters used for any industrial and domestic needs. The utility model can be used in energy, chemical, woodworking, agriculture and other sectors of the economy.

Сущность полезной модели: для того, чтобы получить технический результат, заключающийся в увеличении передачи тепловой энергии воздуху за счет использования частичного или полного поглощения элементами инфракрасного излучения тепловой энергии излучения всего спектра многократно отраженного от внутренней поверхности обогревателя, заявляемый инфракрасный обогреватель содержит корпус 3, в средней части которого установлен, по меньшей мере, один нагревательный элемент 1. Новые признаки: агентом нагрева (теплоносителем) являются не окружающие предметы, а непосредственно, например, поток воздуха, проходящий сквозь обогреватель по воздушным полостям 5 и 6. Вокруг нагревательных элементов 1 инфракрасного обогревателя расположен отражательный контур 2, выполненный из материала, способного отражать тепловое излучение всего инфракрасного спектра. Контур 2 в поперечном сечении может иметь прямоугольную или круглую форму. В общем случае, контур 2 может иметь различную форму, например, с поперечным сечением в виде окружности, эллипса и т.п. Сами нагревательные элементы 1 и отражательный контур 2 расположены в защитном корпусе 3. Поток воздуха, проходя сквозь инфракрасный обогреватель по воздушной полости 5, получает тепловую энергию непосредственно с поверхности нагревательного элемента 1, а также за счет частичного или полного поглощения тепловой энергии излучения всего инфракрасного спектра многократно отраженный от внутренней поверхности 4 отражательного контура 2. Поток воздуха может проходить по воздушной полости б, образованной между наружной поверхностью отражательного контура 2 и внутренней поверхностью защитного корпуса 3, дополнительно получая тепловую энергию с наружной поверхности отражательного контура 2, тем самым, снижая температуру на наружной поверхности защитного корпуса 3. Поток воздуха может проходить сквозь инфракрасный обогреватель либо за счет естественной конвенции либо принудительно. Инфракрасный обогреватель может быть расположен в пространстве под любым углом относительно своих осей. Работа The essence of the utility model: in order to obtain a technical result, which consists in increasing the transfer of thermal energy to the air through the use of partial or complete absorption by infrared elements of the thermal energy of the radiation of the entire spectrum repeatedly reflected from the inner surface of the heater, the inventive infrared heater contains a housing 3, in the middle parts of which at least one heating element 1 is installed. New features: heating agent (coolant) is not okru digits together with objects and directly, for example, the air flow passing through the air heater of the cavities 5 and 6. Around the heating elements 1 is reflective of infrared heater circuit 2 made of a material capable of reflecting thermal radiation entire infrared spectrum. The contour 2 in cross section may have a rectangular or circular shape. In the general case, contour 2 can have a different shape, for example, with a cross section in the form of a circle, ellipse, etc. The heating elements 1 and the reflective circuit 2 themselves are located in the protective housing 3. The air flow passing through the infrared heater through the air cavity 5 receives thermal energy directly from the surface of the heating element 1, as well as due to the partial or complete absorption of thermal energy from the entire infrared spectrum repeatedly reflected from the inner surface 4 of the reflective circuit 2. The air flow can pass through the air cavity b formed between the outer surface of the reflector circuit 2 and the inner surface of the protective casing 3, additionally receiving thermal energy from the outer surface of the reflective circuit 2, thereby lowering the temperature on the outer surface of the protective casing 3. The air flow can pass through the infrared heater either by natural convention or by force. The infrared heater can be located in space at any angle relative to its axes. Work

инфракрасного обогревателя может регулироваться как локально, так, и централизовано автоматизированными системами как контактного, так и полупроводникового принципа действия с использованием датчиков управления различного типа. 1 с.п. ф-лы. 2 ил.infrared heater can be controlled both locally and centrally by automated systems of both contact and semiconductor principle of operation using control sensors of various types. 1 s.p. f-ly. 2 ill.

Description

Известен инфракрасный излучатель (патент РФ №2237946, МПК⁷ Н 01 К 1/04, оп. 2004.11.13), содержащий вакуумированную оптически прозрачную колбу, размещенное в ней тело накала из волокнистого нетканого углеродного материала с токовыводами по концам. Токовыводы выполнены из термостойкой проволоки, скрученной в пружины, внутри которых размещены концы тела накала. Проволока выведена наружу через присоединенные к ней отрезки термостойкой фольги, при этом на концах колбы образованы монолитные участки.Known infrared emitter (RF patent No. 2237946, IPC ⁷ H 01 K 1/04, op. 2004.11.13) containing an evacuated optically transparent flask placed in it a filament body of fibrous non-woven carbon material with current leads at the ends. The current leads are made of heat-resistant wire twisted into springs, inside of which the ends of the glow body are placed. The wire is brought out through pieces of heat-resistant foil attached to it, while monolithic sections are formed at the ends of the bulb.

Недостаток устройства обусловлен следующим: инфракрасные лучи нагревают помещение по принципу солнечных лучей, они практически беспрепятственно проходят через воздух, но разогревают поверхность предметов, находящихся в зоне их действия: стены, полы, мебель и пр.The disadvantage of the device is due to the following: infrared rays heat the room on the principle of sunlight, they pass through the air almost unhindered, but heat up the surface of objects located in their coverage area: walls, floors, furniture, etc.

Известен подвесной электрообогреватель шведской фирмы "Energostrip" (GB 1396723 А, 04.06.1975), содержащий корпус, в котором закреплено основание, отделенное от стенок корпуса изолирующим слоем. На основании закреплены элементы инфракрасного излучения. Основание выполнено из стального листа и кроме несущей Known pendant electric heater of the Swedish company "Energostrip" (GB 1396723 A, 06/04/1975), comprising a housing in which a base is fixed, separated from the walls of the housing by an insulating layer. Based on the elements of infrared radiation are fixed. The base is made of steel sheet and besides the carrier

функции выполняет также роль отражателя, для чего имеет гальваническое покрытие с отполированной поверхностью, обращенной к элементам инфракрасного излучения.The function also acts as a reflector, for which it has a galvanic coating with a polished surface facing the infrared elements.

Недостаток данного известного электрообогревателя заключается в том, что сначала нагрев передается металлу, а затем инфракрасное излучение передается воздуху. Появляются потери при нагреве самого металла.The disadvantage of this known electric heater is that first the heat is transferred to the metal, and then the infrared radiation is transmitted to the air. Losses occur when the metal itself is heated.

Известен электрообогреватель (RU 2199837 C2, МПК⁷ Н05В 3/40, F24H 3/00, оп. 2003.02.27 - прототип), состоящий из корпуса, в котором на жестком основании закреплены элементы инфракрасного излучения. Между элементами и задней стенкой корпуса установлены отражатель и изолирующий слой. Основание состоит из продольных лонжеронов таврового сечения, жестко соединенных между собой поперечинами. Элементы инфракрасного излучения закреплены на отогнутых полочках поперечин. Отражатель выполнен из гибкого листа из алюминиевого сплава, упруго вставленного в надрезы на нижних полках лонжеронов. Нижние кромки боковых лонжеронов загнуты вовнутрь. На нижних полках лонжеронов выполнены надрезы, в которые вставлены боковые кромки отражателя.Known electric heater (RU 2199837 C2, IPC ⁷ Н05В 3/40, F24H 3/00, op. 2003.02.27 - prototype), consisting of a housing in which infrared elements are fixed on a rigid base. A reflector and an insulating layer are installed between the elements and the rear wall of the housing. The base consists of longitudinal spars of the T-section, rigidly interconnected by cross members. Elements of infrared radiation are fixed on the bent shelves of the cross members. The reflector is made of a flexible sheet of aluminum alloy, elastically inserted into the cuts on the lower shelves of the side members. The lower edges of the side spars are bent inward. On the lower flanges of the side members there are cuts into which the lateral edges of the reflector are inserted.

К недостаткам известного решения можно отнести то, что инфракрасные лучи нагревают помещение по принципу солнечных лучей, они практически беспрепятственно проходят через воздух, но разогревают поверхность предметов, находящихся в зоне их действия: стены, полы, мебель и пр. То есть, сначала нагрев передается металлу, а затем инфракрасное излучение передается воздуху. Появляются потери при нагреве самого металла. Металлическое тело накала имеет меньшую эмиссионную способность и не обеспечивает требуемый поток излучения, что приводит к уменьшению теплового потока.The disadvantages of the known solution include the fact that infrared rays heat the room on the principle of sunlight, they pass through the air almost unhindered, but heat the surface of objects in their area of action: walls, floors, furniture, etc. That is, the heat is transmitted first metal, and then infrared radiation is transmitted to the air. Losses occur when the metal itself is heated. The metal filament body has a lower emissivity and does not provide the required radiation flux, which leads to a decrease in heat flux.

Полезная модель направлена на устранение вышеуказанных недостатков и от ее использования может быть получен следующий технический результат: увеличение передачи тепловой энергии воздуху за счет использования частичного или полного поглощения агентом нагрева (например, воздухом) тепловой энергии излучения всего спектра многократно отраженного от внутренней поверхности обогревателя.The utility model is aimed at eliminating the above drawbacks and the following technical result can be obtained from its use: an increase in the transfer of thermal energy to air due to the use of partial or full absorption by the heating agent (e.g., air) of the thermal energy of the radiation of the entire spectrum repeatedly reflected from the inner surface of the heater.

Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.

Заявляемый инфракрасный обогреватель содержит защитный корпус, в средней части которого установлен, по меньшей мере, один нагревательный элемент и отражательный контур. Новые признаки: вокруг нагревательного элемента инфракрасного обогревателя расположен отражательный контур, внутренняя поверхность которого выполнена из материала, способного отражать тепловое излучение инфракрасного спектра, например, отражателем может являться нержавеющая сталь, анодированный алюминий или алюминиевая фольга с высокой (до 95%) отражающей поверхностью The inventive infrared heater comprises a protective housing, in the middle part of which at least one heating element and a reflective circuit are installed. New signs: around the heating element of the infrared heater there is a reflective circuit, the inner surface of which is made of a material that can reflect the thermal radiation of the infrared spectrum, for example, the reflector can be stainless steel, anodized aluminum or aluminum foil with a high (up to 95%) reflective surface

инфракрасного (теплового) излучения. Контур в поперечном сечении может иметь прямоугольную или круглую форму. В общем случае, контур может иметь различную форму, например, с поперечным сечением в виде окружности, эллипса и т.п. Сами нагревательные элементы и отражательный контур расположены в защитном корпусе. Агентом нагрева (теплоносителем) являются не окружающие предметы, а непосредственно, например, поток воздуха, проходящий сквозь обогреватель по двум воздушным полостям, первой, образованной между нагревательным элементом и внутренней поверхностью отражательного контура, и второй, образованной между наружной поверхностью отражательного контура и внутренней поверхностью защитного корпуса. Поток воздуха, проходя сквозь инфракрасный обогреватель, получает тепловую энергию непосредственно с поверхности нагревательного элемента, а также за счет частичного или полного поглощения тепловой энергии излучения инфракрасного спектра многократно отраженного от внутренней поверхности отражательного контура. Поток воздуха может проходить между наружной поверхностью отражательного контура и внутренней поверхностью защитного корпуса, дополнительно получая тепловую энергию с наружной поверхности отражательного контура, тем самым, снижая температуру на наружной поверхности защитного корпуса. Поток воздуха может проходить сквозь инфракрасный обогреватель либо за счет естественной конвенции либо принудительно. Эффективность нагрева воздуха будет увеличиваться при использовании нескольких нагревательных элементов, расположенных по длине прохода потока воздуха, либо одного нагревательного элемента равной электрической мощности, но больших геометрических размеров. Чем меньше скорость потока воздуха внутри инфракрасного обогревателя, тем меньшей тепловой мощности необходим инфракрасный обогреватель, при условии равности заданной температуры воздуха на выходе из инфракрасного обогревателя. Инфракрасный обогреватель может быть расположен в пространстве под любым углом относительно своих осей. Работа инфракрасного обогревателя может регулироваться как локально, так, и централизовано автоматизированными системами как контактного, так и полупроводникового принципа действия с использованием датчиков управления различного типа.infrared (thermal) radiation. The contour in cross section may have a rectangular or circular shape. In general, a contour can have a different shape, for example, with a cross section in the form of a circle, ellipse, etc. The heating elements themselves and the reflective circuit are located in a protective housing. The heating agent (coolant) is not surrounding objects, but directly, for example, the air flow passing through the heater through two air cavities, the first formed between the heating element and the inner surface of the reflective circuit, and the second formed between the outer surface of the reflective circuit and the inner surface protective case. The air flow passing through the infrared heater receives thermal energy directly from the surface of the heating element, as well as due to the partial or complete absorption of thermal energy of the infrared radiation repeatedly reflected from the inner surface of the reflective circuit. The air flow can pass between the outer surface of the reflective circuit and the inner surface of the protective casing, additionally receiving thermal energy from the outer surface of the reflective circuit, thereby reducing the temperature on the outer surface of the protective casing. The air flow can pass through the infrared heater either due to natural convention or forced. The efficiency of heating the air will increase with the use of several heating elements located along the length of the air flow passage, or one heating element of equal electric power, but of large geometric dimensions. The lower the air flow rate inside the infrared heater, the lower the heat output of the infrared heater, provided that the specified air temperature at the outlet of the infrared heater is equal. The infrared heater can be located in space at any angle relative to its axes. The operation of the infrared heater can be controlled both locally and centrally by automated systems of both the contact and semiconductor principle of operation using control sensors of various types.

На фиг.1 представлен инфракрасный обогреватель с круглым контуром, общий вид.In Fig.1 presents an infrared heater with a round circuit, General view.

На фиг.2 - то же с квадратным контуром, общий вид.In Fig.2 - the same with a square contour, General view.

Устройство состоит из нагревательного элемента - 1; контура - 2; корпуса - 3; внутренней поверхности - 4 контура - 2, воздушной полости - 5; воздушной полости - 6.The device consists of a heating element - 1; contour - 2; buildings - 3; inner surface - 4 circuits - 2, air cavity - 5; air cavity - 6.

Нагревательный элемент 1 расположен внутри контура 2 по его длине. Контур 2 в поперечном сечении может иметь прямоугольную или круглую форму. В общем случае, The heating element 1 is located inside the circuit 2 along its length. The contour 2 in cross section may have a rectangular or circular shape. In general,

контур может иметь различную форму, например, с поперечным сечением в виде окружности, эллипса и т.п. Внутренняя поверхность 4 контура 2 выполнена из материала, способного отражать тепловое излучение инфракрасного спектра любой длины волны, например, отражателем может являться нержавеющая сталь, анодированный алюминий или алюминиевая фольга с высокой (до 95%) отражающей поверхностью инфракрасного (теплового) излучения. Нагревательный элемент 1 вместе с контуром 2 помещен в защитный корпус 3. Агент нагрева (теплоноситель), например, поток воздуха может проходить сквозь обогреватель по двум воздушным полостям: по воздушной полости 5, образованной между нагревательным элементом 1 и внутренней поверхностью 4 отражательного контура 2, и по воздушной полости 6, образованной между наружной поверхностью отражательного контура 2 и внутренней поверхностью защитного корпуса 3. Поток воздуха, проходя сквозь инфракрасный обогреватель, получает тепловую энергию непосредственно с поверхности нагревательного элемента 1, а также за счет частичного или полного поглощения тепловой энергии излучения всего инфракрасного спектра многократно отраженного от внутренней поверхности отражательного контура 2. Кроме этого, агент нагрева может проходить по воздушной полости 6, образованной между наружной поверхностью отражательного контура 2 и внутренней поверхностью защитного корпуса 3, дополнительно получая тепловую энергию с наружной поверхности отражательного контура 2, тем самым, снижая температуру на наружной поверхности защитного корпуса. Воздух может проходить сквозь инфракрасный обогреватель либо путем естественной конвенции, либо принудительно.the contour can have a different shape, for example, with a cross section in the form of a circle, ellipse, etc. The inner surface 4 of circuit 2 is made of a material capable of reflecting thermal radiation of the infrared spectrum of any wavelength, for example, a reflector may be stainless steel, anodized aluminum or aluminum foil with a high (up to 95%) reflective surface of infrared (thermal) radiation. The heating element 1 together with the circuit 2 is placed in the protective housing 3. The heating agent (coolant), for example, the air flow can pass through the heater through two air cavities: through the air cavity 5 formed between the heating element 1 and the inner surface 4 of the reflective circuit 2, and through the air cavity 6 formed between the outer surface of the reflective circuit 2 and the inner surface of the protective housing 3. The air flow passing through the infrared heater receives thermal energy primarily from the surface of the heating element 1, as well as due to the partial or complete absorption of thermal energy of the radiation of the entire infrared spectrum repeatedly reflected from the inner surface of the reflective circuit 2. In addition, the heating agent can pass through the air cavity 6 formed between the outer surface of the reflective circuit 2 and the inner surface of the protective housing 3, additionally receiving thermal energy from the outer surface of the reflective circuit 2, thereby reducing the temperature on the outer surface of the protective housing. Air can pass through an infrared heater either by natural convention or by force.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Инфракрасный обогреватель можно располагать в пространстве под любым углом относительно его осей. Агент нагрева, например, поток воздуха, подают в обогреватель либо за счет естественной конвекции, либо под давлением. Проходя сквозь обогреватель по воздушной полости 5, агент нагрева получает тепловую энергию непосредственно с поверхности нагревательного элемента 1, а так же за счет частичного или полного поглощения тепловой энергии излучения всего инфракрасного спектра многократно отраженного от внутренней поверхности 4 контура 2. Кроме того, агент нагрева может проходить по воздушной полости 6, образованной между наружной поверхностью контура 2 и внутренней поверхностью корпуса 3, дополнительно получая тепловую энергию с наружной поверхности контура 2, тем самым, снижая температуру на наружной поверхности корпуса 3. Предлагаемая полезная модель может использоваться либо в канале, либо отдельно от него. Более эффективно использовать несколько подобных обогревателей, расположенных по длине прохода агента нагрева. Чем меньше скорость The infrared heater can be positioned in space at any angle relative to its axes. A heating agent, for example, an air stream, is supplied to the heater either by natural convection or under pressure. Passing through the heater through the air cavity 5, the heating agent receives thermal energy directly from the surface of the heating element 1, as well as due to the partial or complete absorption of thermal energy of the radiation of the entire infrared spectrum repeatedly reflected from the inner surface 4 of circuit 2. In addition, the heating agent can pass through the air cavity 6 formed between the outer surface of the circuit 2 and the inner surface of the housing 3, additionally receiving thermal energy from the outer surface of the circuit and 2, thereby reducing the temperature on the outer surface of the housing 3. The proposed utility model can be used either in the channel or separately from it. It is more efficient to use several such heaters located along the length of the passage of the heating agent. Lower speed

агента нагрева внутри обогревателя, тем меньшей тепловой мощности необходим нагревательный элемент 1 при условии равности заданной температуры агента нагрева на выходе из обогревателя. heating agent inside the heater, the lower the heating power required heating element 1, provided that the specified temperature of the heating agent at the outlet of the heater is equal.

Новизной данной конструкции является использование частичного или полного поглощения агентом нагрева (потоком воздуха) тепловой энергии излучения всего инфракрасного спектра многократно отраженного от внутренней поверхности 4 контура 2.The novelty of this design is the use of partial or complete absorption by the heating agent (air flow) of the thermal energy of the radiation of the entire infrared spectrum repeatedly reflected from the inner surface 4 of circuit 2.

Таким образом, при условии равности всех параметров двух обогревателей (температуры агента на входе в обогреватель, количества тепловой энергии, вырабатываемой нагревательным элементом, количеством нагревательных элементов и др.), один из которых выполнен по вышеописанной модели, температура агента нагрева на выходе из данного обогревателя будет всегда выше, не менее чем в два раза.Thus, provided that all the parameters of the two heaters are equal (the temperature of the agent at the heater inlet, the amount of thermal energy generated by the heating element, the number of heating elements, etc.), one of which is made according to the above model, the temperature of the heating agent at the outlet of this heater will always be higher, at least twice.

Конструкция заявляемого обогревателя проще в сравнении с прототипом, поэтому упрощается и удешевляется изготовление, и обеспечиваются простота и удобство сборки.The design of the inventive heater is simpler in comparison with the prototype, therefore, manufacturing is simplified and cheapened, and simplicity and ease of assembly are ensured.

Образцы заявленного устройства изготовлены и проверены в работе. При изготовлении и в эксплуатации подтвердились их преимущества.Samples of the claimed device are made and tested in operation. During manufacture and operation, their advantages were confirmed.

Claims

1. An infrared heater comprising a protective housing, in the middle part of which at least one heating element and a reflective circuit are installed, characterized in that an air cavity is formed between the heating element and the inner surface of the reflective circuit, and between the outer surface of the reflective circuit and the inner another air cavity is formed by the surface of the protective housing, while the inner surface of the reflective circuit is made of a material that can reflect heat th emission of all of the infrared spectrum of any wavelength.

2. The infrared heater according to claim 1, characterized in that the contour in the cross section has a rectangular shape.

3. The infrared heater according to claim 1, characterized in that the contour in the cross section has a circular shape.