WO2017007374A1 - Fan heater (hot air blower) with electric heating nozzles of a continuous cylindrical shape - Google Patents

Fan heater (hot air blower) with electric heating nozzles of a continuous cylindrical shape Download PDF

Info

Publication number
WO2017007374A1
WO2017007374A1 PCT/RU2016/000400 RU2016000400W WO2017007374A1 WO 2017007374 A1 WO2017007374 A1 WO 2017007374A1 RU 2016000400 W RU2016000400 W RU 2016000400W WO 2017007374 A1 WO2017007374 A1 WO 2017007374A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric heating
heat
fan
ens
resistive wire
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000400
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Яковлевич ВАЙГАНДТ
Original Assignee
Геннадий Яковлевич ВАЙГАНДТ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2015127608/12A external-priority patent/RU2598316C1/en
Application filed by Геннадий Яковлевич ВАЙГАНДТ filed Critical Геннадий Яковлевич ВАЙГАНДТ
Publication of WO2017007374A1 publication Critical patent/WO2017007374A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes

Definitions

  • the invention relates to electrical appliances and is intended for directed heating of rooms and drying surfaces with adjustable angle.
  • Heat guns are known in which air that enters an elongated body is driven by a fan through thermal tubular electric heating elements (TEN), which in the standard design are a metal tube, inside of which there is a resistive wire that is directly a heat source. Between the resistive wire and the TEN sheath there is a heat-conducting ceramic packing. TENs are usually made in the form of a spiral or lattice. As the closest analogue, we chose a Ballu fan heater (heat gun) (see http://www.ballu.ru/catalog-ballu/4575.html for heating and drying surfaces and objects in industrial, public and auxiliary rooms.
  • Ballu fan heater heat gun
  • the performance of the well-known fan heater is portable, the operating position is installation on the floor, the operating conditions are supervised operation, and the operation mode is repeated and short-term.
  • the supporting structure of the fan heater consists of external and internal casings made of sheet steel and having a cylindrical shape.
  • a fan and tubular electric heating elements (TEN) are located in the inner casing.
  • the housing of the control unit is located on the outer casing.
  • the outer casing, closed, protected from the ends of the intake and exhaust grilles, is installed with screws to the handle-stand and has the ability to rotate in a vertical plane. The rotation angle is fixed with screws.
  • a fan draws air through the openings of the intake grille. The air flow drawn by the fan into the housing, passing between the loops of the tubular electric heating elements, is heated and fed into the room through the openings of the air outlet grille.
  • a resistive wire which is a heat source
  • a metal shell filled with heat-conducting ceramic insulating material
  • the technical result of the claimed invention is the achievement of maximum heat removal and heat transfer due to the fact that:
  • Electric heaters are used in the form of a tubular spiral consisting of coils of a resistive wire containing at least two layers of coils of a resistive wire, while the resistive wire is provided with its own dielectric heat-conducting sheath, eliminating the need for application
  • 105 fan heater longitudinally to the direction of air flow.
  • the multi-layered and tight fit of the coils and layers of the resistive wire to each other allows to ensure minimal heat loss and minimum thermal inertia of the electromotive force, thereby significantly increasing the nominal operating temperature of both the inner and outer surfaces of the electromotive force, including when forced blowing of the electromotive force by air, in comparison with the well-known standard heat guns using heating elements of comparable electrical power.
  • the specified technical result is achieved by the fact that 115 fan heater is claimed, the supporting structure of which includes casings - external and internal, made of sheet steel and having a cylindrical shape. On the outer casing are the controls and indicators, and in the inner casing there are electric heating elements and a fan.
  • the electric heating element is made in the form of a 120 resistive wire spiral coated with its own dielectric heat-conducting sheath and wound multilayer with a snug fit of turns and windings to each other through a cylindrical nozzle coated with a layer of silica fabric and made of thin-walled sheet metal with high thermal conductivity.
  • Electric heating elements made in the form of electric heating nozzles (ENS), having the form of through cylinders, are located inside the heater diffuser uniformly along the inner perimeter of the diffuser body and are oriented longitudinally to the air flow.
  • the resistive wire is coated with an insulating 130 thermally conductive sheath (braid) made using a high-temperature dielectric filament, and the thickness of this sheath is extremely small and is determined only by the thickness of the filament.
  • a fastening assembly having a cellular structure is used.
  • Figure 1 shows the construction of a fan heater with an ENS in the context, where: 1 - the outer main casing, 2 - the outer adjacent casing, 3 - 140 fan diffuser, 4 - fan, 5 - heater diffusers, 6 - ENS, 7 - mounting assembly, 9 - power indicator, 1 1 - air outlet grille, 12 - air intake grille, 16 - handle.
  • Figure 2 shows the design of a fan heater with an ENS, a perspective from the front, where: 9 - light bulb, power indicator light, 10 - 145 light bulb for indicating fan operation, 1 1 - air outlet grille, 13 - stand, 14 - stand fastening screw, 16 - handle, 17 - cable.
  • Fig. 3 shows the design of a fan heater with an ENS, a perspective from the rear, where: 4 - a fan, 8 - a knob for switching the fan and heater modes, 12 - an air intake grille, 13 - a stand, 150 14 - a screw securing the stand, 16 - a handle, 17 - cable.
  • FIG 4 a longitudinal section, shows a heating element is an electric heating nozzle (ENS) having a through cylindrical shape, where: 18 is a resistive wire, 19 is a dielectric heat-conducting sheath (braid of a resistive wire), 20 is a layer 155 of silica fabric, 21 - through cylindrical nozzle (inner sleeve), 22 - through cylindrical nozzle (outer sleeve), 23 (1, 2) - a high-temperature cylindrical ceramic insulator, consisting of two parts, 24 - contact group, 25 - riveting nut.
  • ENS electric heating nozzle
  • FIG. 5 a perspective view, shows a heating element 160 electric heating nozzle (ENS) having a through cylindrical shape, where: 21 is a through cylindrical nozzle (inner sleeve), 22 is a through cylindrical nozzle (outer sleeve), 23 is a high temperature cylindrical ceramic insulator, 24 - contact group, 25 - riveting nut, 26 - screw, providing 165 rigid mechanical fixation of the entire insulator assembly.
  • ENS electric heating nozzle
  • the bearing structure of the fan heater ( Figure 1-3) consists of cylindrical casings: external and internal.
  • the outer casing consists of two parts - the outer main casing 1 and the outer
  • the inner casing consists of a fan diffuser 3 and one or more cylindrical diffusers of heaters 5 with electric heating nozzles (ENS) 6 having the form of hollow through cylinders.
  • ENS electric heating nozzles
  • the ENS 6 are located evenly along the inner perimeter of the heater diffuser housing using a special mounting assembly 7 having a cellular structure, and are oriented longitudinally to the air flow. End-to-end cylindrical design
  • the outer main casing is attached to the stand 13 with axial screws 14, which allow you to adjust the angle of the fan heater in a vertical plane with fixation with screws 15, 16 - carrying handles, 17 - cable.
  • FIG. 4-5 show a heating element — an electric heating nozzle (ENS) having a through cylindrical shape.
  • the ENS is made in the form of a spiral by tightly winding a resistive wire 18 with two or more layers on the inner sleeve of the through cylindrical nozzle 21, covered with a layer of silica fabric 20 and
  • tubular heating elements up to the use as an alternative to heat guns operating on liquid and gaseous fuels and having a high outlet temperature.
  • the multi-layer and tight fit of the turns and windings of the heater (spiral wire of the resistive wire) of the electromotive force significantly increase the length and
  • High-temperature ceramic insulators 23 are structurally composed of two parts 23 (1) and 23 (2) and are used for: (a) electrical insulation of the leads of the spiral wire of the resistive wire and heat / electrical insulation of the contact group 24; (b) for positioning and fixing
  • the device operates as follows.
  • the air flow drawn by the fan 4 into the diffuser 3, passing through the inner and outer surfaces of the through ENS 6, is heated and fed into the room through the cavity of the air outlet grille 1 1.
  • handles 16 are used, which are protected from overheating by the heat-insulating ends of the fastening to the device body (Figs. 1-3).
  • the end-to-end design of the ENS allows heat removal through the air stream passing through them from both the internal and external surfaces (sleeves) of the nozzle.
  • ENS electric heating nozzles including the end-to-end design of ENS electric heating nozzles, their optimal cylindrical geometry and uniform longitudinal arrangement inside cylindrical diffusers to minimize heat loss, including due to high density and multi-layer
  • Table 1 Comparison of the main average values of the characteristics and parameters of electric heat guns using hollow heating nozzles and standard heating elements (data on Ballu products are used).
  • Table 2 Comparison of the main average characteristics and parameters of electric heat guns using through-hole heating nozzles and gas (propane) heaters.
  • Table 3 Comparative values of the parameters of electric heating elements, made in the form of through cylindrical nozzles of the ENS, and standard tubular heating elements in moving air.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)

Abstract

The invention relates to power engineering. A fan heater in which control and indication members are arranged on the external casing, and electric heating elements and the fan are arranged in the internal casing. The electric heating elements are in the form of a spiral of resistive wire wound in multiple layers onto the continuous cylindrical nozzle. Furthermore, the electric heating elements are uniformly arranged inside the housing of the heating diffuser and are oriented longitudinally to the air flow, the resistive wire is covered with a dedicated dielectric heat-conductive sheath, and the continuous cylindrical nozzle is covered with a layer of silica fabric. The invention makes it possible to provide a maximum heat yield and the transmission thereof into an external space.

Description

Название изобретения  Title of invention
Тепловентилятор (тепловая пушка) с электронагревательными  Fan heater (heat gun) with electric heating
соплами сквозной цилиндрической формы  through cylindrical nozzles
Область техники  Technical field
Изобретение относится к электроприборам и предназначена для направленного обогрева помещений и просушки поверхностей с регулировкой угла наклона.  The invention relates to electrical appliances and is intended for directed heating of rooms and drying surfaces with adjustable angle.
Предшествующий уровень техники State of the art
Известны тепловые пушки, в которых попавший в удлиненный корпус воздух прогоняется вентилятором сквозь тепловые трубчатые электронагревательные элементы (ТЭН), которые в стандартном исполнении представляют собой металлическую трубку, внутри которой находится резистивная проволока, непосредственно являющаяся источником нагрева. Между резистивной проволокой и оболочкой ТЭНа находится теплопроводная керамическая набивка.ТЭНы обычно исполняются в виде спирали или решетки. В качестве ближайшего аналога нами выбран тепловентилятор (тепловая пушка) фирмы Ballu (см. на сайте http://www.ballu.ru/catalog-ballu/4575.html), предназначенный для обогрева и просушки поверхностей и предметов в производственных, общественных и вспомогательных помещениях. Исполнение известного тепловентилятора - переносное, рабочее положение— установка на полу, условия эксплуатации - работа под надзором, режим работы - повторно- кратковременный. Несущая конструкция тепловентилятора состоит из кожухов наружного и внутреннего, изготовленных из листовой стали и имеющих цилиндрическую форму. Во внутреннем кожухе размещены вентилятор и трубчатые электронагревательные элементы (ТЭН). На наружном кожухе расположен корпус блока управления. Кожух наружный, закрытый, защищенный с торцов воздухозаборной и воздуховыпускной решетками, винтами устанавливается к ручке-подставке и имеет возможность поворота в вертикальной плоскости. Угол поворота фиксируется винтами. Вентилятор затягивает воздух через отверстия воздухозаборной решетки. Воздушный поток, втянутый вентилятором в корпус, проходя между петлями трубчатых электронагревательных элементов, нагревается и подается в помещение через отверстия воздуховыпускной решетки. Heat guns are known in which air that enters an elongated body is driven by a fan through thermal tubular electric heating elements (TEN), which in the standard design are a metal tube, inside of which there is a resistive wire that is directly a heat source. Between the resistive wire and the TEN sheath there is a heat-conducting ceramic packing. TENs are usually made in the form of a spiral or lattice. As the closest analogue, we chose a Ballu fan heater (heat gun) (see http://www.ballu.ru/catalog-ballu/4575.html for heating and drying surfaces and objects in industrial, public and auxiliary rooms. The performance of the well-known fan heater is portable, the operating position is installation on the floor, the operating conditions are supervised operation, and the operation mode is repeated and short-term. The supporting structure of the fan heater consists of external and internal casings made of sheet steel and having a cylindrical shape. A fan and tubular electric heating elements (TEN) are located in the inner casing. The housing of the control unit is located on the outer casing. The outer casing, closed, protected from the ends of the intake and exhaust grilles, is installed with screws to the handle-stand and has the ability to rotate in a vertical plane. The rotation angle is fixed with screws. A fan draws air through the openings of the intake grille. The air flow drawn by the fan into the housing, passing between the loops of the tubular electric heating elements, is heated and fed into the room through the openings of the air outlet grille.
Недостатки известного тепловентилятора состоят в том, что: The disadvantages of the known fan heater are that:
1. В этих тепловентиляторах, как и в других, использующих стандартные трубчатые электронагреватели (ТЭНы), присутствуют значительные тепловые потери прежде всего за счет конструкции самих ТЭНов: резистивная проволока, непосредственно являющаяся источником нагрева, находится внутри металлической трубки, являющейся одновременно и корпусом (оболочкой) нагревательного элемента (ТЭНа), и теплоизлучателем. Между резистивной проволокой и оболочкой ТЭНа находится теплопроводная керамическая набивка, на нагрев массы которой также расходуется значительное количество тепла. Применение принудительного обдува ТЭНов направленным воздушным потоком, как, например, это делается в классических тепловых пушках, приводит к резкому охлаждению поверхности ТЭНа, которое происходит намного быстрее, чем процесс компенсации данной потери температуры от внутреннего источника тепла (резистивной проволоки) ввиду относительно высокой тепловой инерции конструкции ТЭНа из-за присутствия в нем вышеописанных тепловых потерь. Тем самым создается определенное ограничение максимального уровня температуры поверхности ТЭНа (и, соответственно, ограничивается и общая мощность тепловой энергии, снимаемой и отдаваемой наружу при обдуве ТЭНа вентилятором), которая потенциально могла бы быть существенно выше при отсутствии вышеуказанных тепловых потерь. 2. Низкая пространственная концентрация тепловыделяющих центров (спиралей и витков резистивной проволоки ТЭНа) и, как следствие, низкая аккумуляция тепловой энергии за счет особенностей трубчатой конструкции ТЭНа: обычно геометрия нагревательных элементов, выполненных на базе ТЭНов, представляет собой либо простую спиралевидную форму, либо её различные производные - решетки, дуги, рамки, и т.п. Данные особенности конструкции ТЭНа, в которой резистивная проволока, являющаяся источником тепла, находится внутри металлической оболочки (трубки), набитой теплопроводным керамическим электроизоляционным материалом, не позволяют производить намотку витков нагревателя вплотную друг к другу, и тем более выполнять многослойную намотку, что существенно ограничивает возможности повышения поверхностной температуры ТЭНа и аккумуляцию его тепловой энергии. 1. In these fan heaters, as in others using standard tubular electric heaters (TENs), there are significant heat losses primarily due to the design of the TENs themselves: the resistive wire, which is directly the source of heating, is located inside the metal tube, which is also the case (shell ) a heating element (TENA), and a heat radiator. Between the resistive wire and the shell of the heating element there is a heat-conducting ceramic packing, a significant amount of heat is also spent on heating the mass of which. The use of forced blowing of heating elements with directional air flow, as, for example, is done in classic heat guns, leads to a sharp cooling of the surface of the heating elements, which occurs much faster than the process of compensating for this temperature loss from an internal heat source (resistive wire) due to the relatively high thermal inertia the design of the heating element due to the presence in it of the above heat losses. This creates a certain limitation of the maximum surface temperature of the heater (and, accordingly, the total power of the heat energy removed and given out when the heater is blown by the fan is also limited), which could potentially be significantly higher in the absence of the above heat losses. 2. The low spatial concentration of the fuel centers (spirals and turns of the resistive wire of the heating element) and, as a result, the low accumulation of thermal energy due to the peculiarities of the tubular design of the heating element: usually the geometry of the heating elements made on the basis of the heating elements is either a simple spiral shape or various derivatives - lattices, arcs, frames, etc. These design features of the heating element, in which a resistive wire, which is a heat source, is located inside a metal shell (tube) filled with heat-conducting ceramic insulating material, do not allow windings of heater coils close to each other, and moreover, perform multi-layer winding, which significantly limits the possibilities increasing the surface temperature of the heating element and the accumulation of its thermal energy.
3. Вышеописанная инерционность передачи тепла от источника (резистивной проволоки) до теплоизлучающей поверхности ТЭНа приводит к повышенной тепловой нагрузке на резистивную проволоку за счет её нахождения в теплопроводной керамической набивке, которая одновременно частично является и тепловым экраном для резистивной проволоки. В результате этого, особенно в случае отсутствия принудительного обдува ТЭНа воздушным потоком, происходит преждевременное разрушение материала резистивного элемента (перегорание ТЭНа). 3. The above-described inertia of heat transfer from the source (resistive wire) to the heat-emitting surface of the heating element leads to an increased thermal load on the resistive wire due to its being in the heat-conducting ceramic packing, which at the same time is partially a heat shield for the resistive wire. As a result of this, especially in the absence of forced blowing of the heating element with air flow, premature destruction of the material of the resistive element occurs (burnout of the heating element).
Таким образом, другим существенным недостатком тепловых пушек, использующих стандартные ТЭНы, является сокращение их срока службы- эксплуатации в применении в условиях спокойного воздуха. Thus, another significant drawback of heat guns using standard heating elements is the reduction of their service life-operation in applications in calm air.
Для увеличения общей тепловой мощности в тепловых пушках, использующих стандартные ТЭНы, компенсацию тепловых потерь производят либо методом увеличения количества ТЭНов, либо увеличением з мощности самих ТЭНов, либо и того, и другого. Данные методы увеличения тепловой мощности приводят одновременно к двум негативным последствиям: увеличению размеров и массы устройств, и существенному 90 увеличению потребляемой электрической энергии и, как следствие, дополнительным экономическим потерям для пользователя. To increase the total heat output in heat guns using standard heaters, compensation for heat losses is carried out either by increasing the number of heaters or by increasing power of the heating elements themselves, or both. These methods of increasing thermal power lead simultaneously to two negative consequences: an increase in the size and mass of the devices, and a substantial 90 increase in the consumed electric energy and, as a result, additional economic losses for the user.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Технический результат заявляемого изобретения - достижение максимального теплосъема и передачи тепла за счёт того, что: The technical result of the claimed invention is the achievement of maximum heat removal and heat transfer due to the fact that:
95 1) Используются элек трические нагреватели в виде спирали трубчатой формы, состоящей из витков резистивной проволоки, содержащей, по меньшей мере, два слоя витков резистивной проволоки, при этом резистивная проволока снабжена собственной диэлектрической теплопроводной оболочкой, исключающей необходимость применения95 1) Electric heaters are used in the form of a tubular spiral consisting of coils of a resistive wire containing at least two layers of coils of a resistive wire, while the resistive wire is provided with its own dielectric heat-conducting sheath, eliminating the need for application
100 какой-либо другой дополнительной электроизоляции между витками и слоями спирали. 100 any other additional electrical insulation between the turns and layers of the spiral.
2) Данные спирали трубчатой формы исполнены на жестком каркасе сквозной цилиндрической формы (электронагревательное сопло - ЭНС), и расположены равномерно по внутреннему периметру внутреннего кожуха2) These tubular-shaped spirals are made on a rigid frame of a through cylindrical shape (electric heating nozzle - ENS), and are located uniformly along the inner perimeter of the inner casing
105 тепловентилятора (тепловой пушки) продольно направлению движения потока воздуха. Многослойность и плотное прилегание друг к другу витков и слоев резистивной проволоки позволяют обеспечить минимальные тепловые потери и минимальную тепловую инерционность ЭНС, тем самым значительно увеличивая номинальную рабочую температуру как но внутренней, так и наружной поверхностей ЭНС, в том числе и при принудительном обдуве ЭНС воздухом, по сравнению с известными стандартными тепловыми пушками, использующими ТЭНы сопоставимой электрической мощности. Указанный технический результат достигается тем, что заявляется 115 тепловентилятор, несущая конструкция которого включает изготовленные из листовой стали и имеющие цилиндрическую форму кожухи - наружный и внутренний. На наружном кожухе расположены органы управления и индикации, а во внутреннем кожухе размещены электронагревательные элементы и вентилятор. Электронагревательный элемент выполнен в виде 120 спирали резистивной проволоки, покрытой собственной диэлектрической теплопроводной оболочкой и намотанной многослойно с плотным прилеганием витков и обмоток друг к другу на сквозное цилиндрическое сопло, покрытое слоем кремнеземной ткани и изготовленное из тонкостенного листового металла с высокой теплопроводностью. 125 Электронагревательные элементы, выполненные в виде электронагревательных сопел (ЭНС), имеющих форму сквозных цилиндров, расположены внутри диффузора нагревателя равномерно по внутреннему периметру корпуса диффузора и ориентированы продольно потоку воздуха. 105 fan heater (heat gun) longitudinally to the direction of air flow. The multi-layered and tight fit of the coils and layers of the resistive wire to each other allows to ensure minimal heat loss and minimum thermal inertia of the electromotive force, thereby significantly increasing the nominal operating temperature of both the inner and outer surfaces of the electromotive force, including when forced blowing of the electromotive force by air, in comparison with the well-known standard heat guns using heating elements of comparable electrical power. The specified technical result is achieved by the fact that 115 fan heater is claimed, the supporting structure of which includes casings - external and internal, made of sheet steel and having a cylindrical shape. On the outer casing are the controls and indicators, and in the inner casing there are electric heating elements and a fan. The electric heating element is made in the form of a 120 resistive wire spiral coated with its own dielectric heat-conducting sheath and wound multilayer with a snug fit of turns and windings to each other through a cylindrical nozzle coated with a layer of silica fabric and made of thin-walled sheet metal with high thermal conductivity. 125 Electric heating elements made in the form of electric heating nozzles (ENS), having the form of through cylinders, are located inside the heater diffuser uniformly along the inner perimeter of the diffuser body and are oriented longitudinally to the air flow.
Резистивная проволока покрыта электроизоляционной 130 теплопроводной оболочкой (оплеткой), исполненной с применением высокотемпературной диэлектрической нити, причем толщина данной оболочки крайне мала и определяется лишь толщиной нити. The resistive wire is coated with an insulating 130 thermally conductive sheath (braid) made using a high-temperature dielectric filament, and the thickness of this sheath is extremely small and is determined only by the thickness of the filament.
Для крепления и расположения электронагревательных сопел ЭНС применяется крепежная сборка, имеющая ячеистую структуру. For fastening and arrangement of electric heating nozzles of the ENS, a fastening assembly having a cellular structure is used.
135 Краткое описание чертежей 135 Brief Description of the Drawings
Изобретение поясняется иллюстрациями. The invention is illustrated by illustrations.
На Фиг.1 представлена конструкция тепловентилятора с ЭНС в разрезе, где: 1 - наружный основной кожух, 2 - наружный примыкающий кожух, 3 - 140 диффузор вентилятора, 4 - вентилятор, 5 - диффузоры нагревателей, 6 - ЭНС, 7 - крепежная сборка, 9 - индикатор питания, 1 1 - воздуховыпускная решетка, 12 - воздухозаборная решетка, 16 - ручка. Figure 1 shows the construction of a fan heater with an ENS in the context, where: 1 - the outer main casing, 2 - the outer adjacent casing, 3 - 140 fan diffuser, 4 - fan, 5 - heater diffusers, 6 - ENS, 7 - mounting assembly, 9 - power indicator, 1 1 - air outlet grille, 12 - air intake grille, 16 - handle.
На Фиг.2 представлена конструкция тепловентилятора с ЭНС, перспектива спереди, где: 9 - лампочка лампочка индикации питания, 10 - 145 лампочка индикации работы вентилятора, 1 1 - воздуховыпускная решетка, 13 - подставка, 14 - винт крепления подставки, 16 - ручка, 17 - кабель. Figure 2 shows the design of a fan heater with an ENS, a perspective from the front, where: 9 - light bulb, power indicator light, 10 - 145 light bulb for indicating fan operation, 1 1 - air outlet grille, 13 - stand, 14 - stand fastening screw, 16 - handle, 17 - cable.
На Фиг.З представлена конструкция тепловентилятора с ЭНС, перспектива сзади, где: 4 - вентилятор, 8 - ручка переключателей режимов вентилятора и нагревателей, 12 - воздухозаборная решетка, 13 - подставка, 150 14 - винт крепления подставки, 16 - ручка, 17 - кабель. Fig. 3 shows the design of a fan heater with an ENS, a perspective from the rear, where: 4 - a fan, 8 - a knob for switching the fan and heater modes, 12 - an air intake grille, 13 - a stand, 150 14 - a screw securing the stand, 16 - a handle, 17 - cable.
На Фиг.4, продольный разрез, показан нагревательный элемент — электронагревательное сопло (ЭНС), имеющее сквозную цилиндрическую форму, где: 18 - резистивная проволока, 19 - диэлектрическая теплопроводная оболочка (оплетка резистивной проволоки), 20 - слой 155 кремнеземной ткани, 21 - сквозное цилиндрическое сопло (внутренняя гильза), 22 - сквозное цилиндрическое сопло (внешняя гильза), 23(1 ,2) - высокотемпературный цилиндрический керамический изолятор, состоящий из двух частей, 24 - контактная группа, 25 - клепальная гайка. Figure 4, a longitudinal section, shows a heating element is an electric heating nozzle (ENS) having a through cylindrical shape, where: 18 is a resistive wire, 19 is a dielectric heat-conducting sheath (braid of a resistive wire), 20 is a layer 155 of silica fabric, 21 - through cylindrical nozzle (inner sleeve), 22 - through cylindrical nozzle (outer sleeve), 23 (1, 2) - a high-temperature cylindrical ceramic insulator, consisting of two parts, 24 - contact group, 25 - riveting nut.
На Фиг.5, перспективный вид, показан нагревательный элемент - 160 электронагревательное сопло (ЭНС), имеющее сквозную цилиндрическую форму, где: 21 - сквозное цилиндрическое сопло (внутренняя гильза), 22 - сквозное цилиндрическое сопло (внешняя гильза), 23 - высокотемпературный цилиндрический керамический изолятор, 24 - контактная группа, 25 - клепальная гайка, 26 - винт, обеспечивающий 165 жесткую механическую фиксацию всей сборки изолятора. Figure 5, a perspective view, shows a heating element 160 electric heating nozzle (ENS) having a through cylindrical shape, where: 21 is a through cylindrical nozzle (inner sleeve), 22 is a through cylindrical nozzle (outer sleeve), 23 is a high temperature cylindrical ceramic insulator, 24 - contact group, 25 - riveting nut, 26 - screw, providing 165 rigid mechanical fixation of the entire insulator assembly.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
б Несущая конструкция тепловентилятора (Фиг.1-3) состоит из цилиндрических кожухов: наружного и внутреннего. Наружный кожух состоит из двух частей - наружного основного кожуха 1 и наружногоb The bearing structure of the fan heater (Figure 1-3) consists of cylindrical casings: external and internal. The outer casing consists of two parts - the outer main casing 1 and the outer
170 примыкающего кожуха 2, изготовленных из листовой стали и покрытых порошково-полимерной краской. Внутренний кожух состоит из диффузора вентилятора 3 и одного или нескольких цилиндрических диффузоров нагревателей 5 с электронагревательными соплами (ЭНС) 6, имеющими форму полых сквозных цилиндров. Внутри диффузора вентилятора 3170 adjoining casing 2, made of sheet steel and coated with powder-polymer paint. The inner casing consists of a fan diffuser 3 and one or more cylindrical diffusers of heaters 5 with electric heating nozzles (ENS) 6 having the form of hollow through cylinders. Inside fan diffuser 3
175 расположен вентилятор 4. Для достижения максимального теплосъема и передачи тепла, ЭНС 6 расположены равномерно по внутреннему периметру корпуса диффузора нагревателя с применением специальной крепежной сборки 7, имеющей ячеистую структуру, и ориентированы продольно потоку воздуха. Сквозная конструкция цилиндрических175 is located fan 4. To achieve maximum heat removal and heat transfer, the ENS 6 are located evenly along the inner perimeter of the heater diffuser housing using a special mounting assembly 7 having a cellular structure, and are oriented longitudinally to the air flow. End-to-end cylindrical design
180 нагревателей позволяет осуществлять теплосъем проходящим через них воздушным потоком как с внутренней, так и с наружной поверхностей ЭНС 6. На наружном примыкающем кожухе 2 расположен переключатель блока управления 8 и лампочки индикации питания 9 и работы вентилятора 10. Наружный основной кожух 1 и наружный примыкающий кожух 2 закрыты180 heaters allows heat removal through the air flow through them from both the inner and outer surfaces of the ENS 6. On the outer adjacent casing 2 there is a switch for the control unit 8 and the power indicator light 9 and fan 10. The outer main casing 1 and the outer adjacent casing 2 closed
185 воздуховыпускной 1 1 и воздухозаборной 12 решетками, соответственно. 185 air outlet 1 1 and air intake 12 grilles, respectively.
Наружный основной кожух крепится к подставке 13 осевыми винтами 14, позволяющими регулировать угол наклона тепловентилятора в вертикальной плоскости с фиксацией винтами 15, 16 - ручки для переноски, 17 - кабель.  The outer main casing is attached to the stand 13 with axial screws 14, which allow you to adjust the angle of the fan heater in a vertical plane with fixation with screws 15, 16 - carrying handles, 17 - cable.
190 На Фиг.4-5 показан нагревательный элемент - электронагревательное сопло (ЭНС), имеющее сквозную цилиндрическую форму. ЭНС выполнен в виде спирали методом плотной намотки резистивной проволоки 18 с количеством слоев два и более на внутреннюю гильзу сквозного цилиндрического сопла 21, покрытую слоем кремнеземной ткани 20 и190 FIG. 4-5 show a heating element — an electric heating nozzle (ENS) having a through cylindrical shape. The ENS is made in the form of a spiral by tightly winding a resistive wire 18 with two or more layers on the inner sleeve of the through cylindrical nozzle 21, covered with a layer of silica fabric 20 and
195 изготовленного из тонкостенного листового металла с высокой теплопроводностью, обеспечивающей максимальную передачу тепла с витков спирали резистивной проволоки внутрь полости ЭНС с минимальными тепловыми потерями. Соответственно, передача тепла с витков спирали резистивной проволоки 18 наружу ЭНС происходит через195 made of thin-walled sheet metal with high thermal conductivity, providing maximum heat transfer with spiral coils of the resistive wire into the cavity of the ENS with minimal heat loss. Accordingly, heat transfer from the turns of the spiral of the resistive wire 18 to the outside of the ENS occurs through
200 внешнюю гильзу 22. Межвитковая и межобмоточная электроизоляции активных обмоток обеспечиваются за счет покрытия резистивной проволоки 18 (активного нагревателя) специальной диэлектрической теплопроводной оболочкой (оплеткой) 19, исполненной с применением высокотемпературной диэлектрической нити (вместо порошковой200 outer sleeve 22. The inter-turn and inter-winding electrical insulation of the active windings is ensured by coating the resistive wire 18 (active heater) with a special dielectric heat-conducting sheath (braid) 19, made using a high-temperature dielectric thread (instead of powder
205 керамической набивки, применяемой в ТЭНах). Данное решение исключает необходимость применения какой-либо другой дополнительной электроизоляции между витками и слоями резистивной спирали. Плотное прилегание каждого витка друг к другу и плотное наложение друг на друга слоев обмоток резистивной проволоки минимизируют пространство между205 ceramic packing used in heating elements). This solution eliminates the need for any other additional electrical insulation between the turns and layers of the resistive spiral. The tight fit of each coil to each other and the tight overlap of the layers of the windings of the resistive wire minimize the space between
210 витками и обмотками, ограниченное малой толщиной диэлектрической нити, тем самым обеспечивая минимизацию тепловых потерь, улучшенную теплопередачу и существенное (в разы) увеличение относительной тепломассы всего нагревательного элемента ЭНС. Таким образом, чем большее количество витков и обмоток исполнено на внутренней гильзе210 turns and windings, limited by the small thickness of the dielectric filament, thereby minimizing heat loss, improved heat transfer and a significant (several-fold) increase in the relative heat mass of the entire heating element of the ENS. Thus, the greater the number of turns and windings performed on the inner sleeve
215 сквозного цилиндрического сопла 21 , тем выше тепловая мощность ЭНС и тем меньше его удельные тепловые потери (выше коэффициент тепловой отдачи) за счет увеличения полезного соотношения массы непосредственно обмотки нагревателя к массе металлических оболочек (внутренней и внешней гильз) ЭНС, которая (масса металлических оболочек ЭНС)215 of the cylindrical nozzle 21, the higher the thermal power of the electromotive force and the lower its specific heat loss (higher coefficient of heat transfer) due to an increase in the effective ratio of the mass of the heater coil directly to the mass of the metal shells (inner and outer sleeves) of the electromotive force ENS)
220 остается в данном случае практически неизменной. Более высокая поверхностная температура ЭНС, достигаемая за счет улучшенной теплопередачи и малой тепловой инерционности конструкции ЭНС, позволяют существенно расширить область применения тепловентиляторов (тепловых пушек), использующих ЭНС, по сравнению со стандартными220 remains in this case almost unchanged. Higher surface temperature of the electromotive force, achieved due to improved heat transfer and low thermal inertia of the design of the electromotive force, can significantly expand the scope of fan heaters (heat guns) using the electromotive force, compared with standard
225 трубчатыми ТЭНами, вплоть до использования в качестве альтернативы тепловым пушкам, работающим на жидком и газообразном топливе и имеющим высокую температуру на выходе. Многослойность и плотное прилегание друг к другу витков и обмоток нагревателя (спирали резистивной проволоки) ЭНС позволяют существенно увеличить длину и225 tubular heating elements, up to the use as an alternative to heat guns operating on liquid and gaseous fuels and having a high outlet temperature. The multi-layer and tight fit of the turns and windings of the heater (spiral wire of the resistive wire) of the electromotive force significantly increase the length and
230 соответственно массу резистивного материала (спирали резистивной проволоки), и тем самым в разы (по сравнению со стандартными трубчатыми нагревателями - ТЭНами) уменьшить токовую поверхностную нагрузку на материал резистивной проволоки, что многократно увеличивает и срок службы ЭНС по сравнению со стандартными трубчатыми230, respectively, the mass of resistive material (spiral wire of the resistive wire), and thereby several times (compared with standard tubular heaters - heating elements) to reduce the current surface load on the material of the resistive wire, which greatly increases the service life of the electromotive force compared to standard tubular
235 исполнениями (ТЭНами). Уменьшение токовой поверхностной нагрузки резистивного материала (резистивной проволоки) позволяет сквозным цилиндрическим ЭНС работать устойчиво как в подвижном, так и в спокойном воздухе, в отличие от тепловых пушек, использующих ТЭНы, предназначенные в данном случае для подвижного воздуха, которые235 executions (TENami). Reducing the current surface load of the resistive material (resistive wire) allows the through cylindrical ENS to operate stably in both moving and calm air, in contrast to heat guns using heating elements designed in this case for moving air, which
240 выходят быстро из строя (перегорают) без принудительного охлаждения. 240 fail quickly (burn out) without forced cooling.
Высокотемпературные керамические изоляторы 23 конструктивно состоят из двух частей 23( 1 ) и 23 (2) и служат для: (а) электрической изоляции выводов спирали резистивной проволоки и тепло/электро изоляции контактной группы 24; (б) для позиционирования и фиксацииHigh-temperature ceramic insulators 23 are structurally composed of two parts 23 (1) and 23 (2) and are used for: (a) electrical insulation of the leads of the spiral wire of the resistive wire and heat / electrical insulation of the contact group 24; (b) for positioning and fixing
245 основания контактной группы 24 в теле изолятора 23(2) и механической фиксации всего изолятора (сборки) 23 в корпусе ЭНС таким образом, что стенка ЭНС, на которой крепится изолятор, остается между плотно прижатыми к ней элементами сборки 23(1 ) и 23(2) при помощи винта 26, обеспечивая жесткую механическую фиксацию всей сборки изолятора245 of the base of the contact group 24 in the body of the insulator 23 (2) and the mechanical fixation of the entire insulator (assembly) 23 in the ENS case so that the wall of the ENS on which the insulator is mounted remains between the elements of the assembly 23 (1) and 23 tightly pressed to it (2) with screw 26, providing a rigid mechanical fixation of the entire insulator assembly
250 23(Фиг. 4-5). 250 23 (Fig. 4-5).
Устройство работает следующим образом. Воздушный поток, втянутый вентилятором 4 в диффузор 3, проходя через внутреннюю и наружную поверхности сквозных ЭНС 6, нагревается и подается в помещение через полости воздуховыпускной решетки 1 1. Для переноски 255 тепловентилятора используются ручки 16, защищенные от перегрева теплоизоляционными концами крепления к корпусу прибора (Фиг.1-3). The device operates as follows. The air flow drawn by the fan 4 into the diffuser 3, passing through the inner and outer surfaces of the through ENS 6, is heated and fed into the room through the cavity of the air outlet grille 1 1. For carrying 255 of the fan heater, handles 16 are used, which are protected from overheating by the heat-insulating ends of the fastening to the device body (Figs. 1-3).
Сквозная конструкция ЭНС позволяет осуществлять теплосъем проходящим через них воздушным потоком как с внутренней, так и с наружной поверхностей (гильз) сопла. The end-to-end design of the ENS allows heat removal through the air stream passing through them from both the internal and external surfaces (sleeves) of the nozzle.
260 Равномерное расположение сквозных цилиндрических нагревательных сопел ЭНС внутри по периметру цилиндрического диффузора (внутреннего кожуха) тепловентилятора (тепловой пушки) и их продольная ориентация относительно оси корпуса прибора позволяют достичь полный обдув нагнетаемым вентилятором воздухом как260 The uniform arrangement of through-hole cylindrical heating nozzles of the ENS inside the perimeter of the cylindrical diffuser (inner casing) of the fan heater (heat gun) and their longitudinal orientation relative to the axis of the device’s body allow achieving complete air blowing by the blower fan as
265 внутренней, так и внешней поверхностей (гильз) нагревательных сопел, тем самым обеспечивая максимальный съем тепла и его передачу в наружное пространство. 265 internal and external surfaces (sleeves) of the heating nozzles, thereby ensuring maximum removal of heat and its transfer to the outer space.
Совокупность вышеуказанных конструктивных особенностей разработанных тепловых пушек и применяемых в нихThe totality of the above design features of the developed heat guns and used in them
270 электронагревательных сопел ЭНС, включая сквозную конструкцию электронагревательных сопел ЭНС, их оптимальную цилиндрическую геометрию и продольное равномерное расположение внутри цилиндрических диффузоров с обеспечением минимизации тепловых потерь, в том числе за счет высокой плотности и многослойности270 ENS electric heating nozzles, including the end-to-end design of ENS electric heating nozzles, their optimal cylindrical geometry and uniform longitudinal arrangement inside cylindrical diffusers to minimize heat loss, including due to high density and multi-layer
275 исполнения обмоток резистивной проволоки, позволяют достичь существенное увеличение температуры нагретого воздуха, выходящего через воздуховыпускную решетку, по сравнению со стандартными трубчатыми электронагревателями (ТЭНами) с аналогичной потребляемой электрической мощностью (см. сравнительные Таблицы 1, 3). 275 versions of resistive wire windings allow to achieve a significant increase in the temperature of the heated air leaving the air outlet grill compared to standard tubular electric heaters (TENs) with the same consumed electric power (see comparative Tables 1, 3).
280 Более того, данный эффект позволяет существенно расширить область применения ЭНС по сравнению со стандартными трубчатыми ТЭНами, вплоть до использования в качестве альтернативы тепловым пушкам, работающим на жидком и газообразном топливе (см. Таблицу 2), а также в проточных и стационарных нагревателях (термосах) жидкообразных 285 носителей, и др. 280 Moreover, this effect allows you to significantly expand the scope of the ENS compared to standard tubular heating elements, up to the use as an alternative to heat guns, working on liquid and gaseous fuels (see Table 2), as well as in flowing and stationary heaters (thermoses) of liquid-like 285 carriers, etc.
Таблица 1: Сравнение основных средних значений характеристик и параметров электрических тепловых пушек с применением полых нагревательных сопел и стандартных ТЭНов (использованы данные на изделия марок Ballu). Table 1: Comparison of the main average values of the characteristics and parameters of electric heat guns using hollow heating nozzles and standard heating elements (data on Ballu products are used).
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
Таблица 2: Сравнение основных средних значений характеристик и параметров электрических тепловых пушек с применением сквозных нагревательных сопел и газовых (пропановых) нагревателей. Table 2: Comparison of the main average characteristics and parameters of electric heat guns using through-hole heating nozzles and gas (propane) heaters.
Figure imgf000012_0002
Объем воздушного потока 820 м~7час 330 м /час
Figure imgf000012_0002
Air flow 820 m ~ 7 hours 330 m / h
Средняя разность 210 220-280  Average difference 210 220-280
(увеличение) температур  (increase) in temperature
между входом и выходом  between input and output
при 20°С  at 20 ° C
Объем обогрева, MJ 450 450 Volume of heating, M J 450 450
Таблица 3: Сравнительные значения параметров электронагревательных элементов, исполненных в виде сквозных цилиндрических сопел ЭНС, и стандартных трубчатых ТЭНов в подвижном воздухе. Table 3: Comparative values of the parameters of electric heating elements, made in the form of through cylindrical nozzles of the ENS, and standard tubular heating elements in moving air.
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001

Claims

Формула изобретения  Claim
ЬТепловентилятор, несущая ' конструкция которого включает изготовленные из листовой стали и имеющие цилиндрическую форму кожухи - наружный и внутренний, на наружном кожухе расположены 5 органы управления и индикации, а во внутреннем кожухе размещены электронагревательные элементы и вентилятор, отличающийся тем, что электронагревательные сопла (ЭНС) расположены внутри диффузора нагревателя равномерно и ориентированы продольно потоку воздуха, ЭНС выполнены в виде спирали резистивной проволоки, покрытой ю диэлектрической теплопроводной оболочкой и намотанной многослойно на сквозное цилиндрическое сопло, покрытое слоем кремнеземной ткани и изготовленное из тонкостенного листового металла.  The fan heater, the supporting structure of which includes casings made of sheet steel and having a cylindrical shape - external and internal, 5 controls and indicators are located on the external casing, and electric heating elements and a fan are located in the inner casing, characterized in that the electric heating nozzles (ENS) They are arranged uniformly inside the heater’s diffuser and are oriented longitudinally to the air flow; the EHCs are made in the form of a spiral of a resistive wire coated with a dielectric heat conductive multi-layered sheath and wound on a through cylindrical nozzle coated silica cloth layer and made of a thin metal sheet.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что применяется крепежная сборка, имеющая ячеистую структуру, для крепления и расположения 15 ЭНС. 2. The device according to claim 1, characterized in that a fastening assembly having a cellular structure is used for fastening and arranging 15 ENS.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2016/000400 2015-07-08 2016-06-29 Fan heater (hot air blower) with electric heating nozzles of a continuous cylindrical shape WO2017007374A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127608/12A RU2598316C1 (en) 2015-07-08 2015-07-08 Fan heater (heat gun) with electric heating nozzles of through cylindrical shape
RU2015127540 2015-07-08
RU2015127540 2015-07-08
RU2015127608 2015-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017007374A1 true WO2017007374A1 (en) 2017-01-12

Family

ID=57684936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000400 WO2017007374A1 (en) 2015-07-08 2016-06-29 Fan heater (hot air blower) with electric heating nozzles of a continuous cylindrical shape

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017007374A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122689C1 (en) * 1998-01-13 1998-11-27 Открытое акционерное общество Московский вентиляторный завод Air heater
US20070033825A1 (en) * 2005-04-18 2007-02-15 Beauty-Gear International Limited Hot air blower with ceramic heating element
UA89499C2 (en) * 2007-01-22 2010-02-10 Научно-Производственная Фирма "Бусол" В Форме Общества С Ограниченной Ответственностью (Лтд) Fan heater

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122689C1 (en) * 1998-01-13 1998-11-27 Открытое акционерное общество Московский вентиляторный завод Air heater
US20070033825A1 (en) * 2005-04-18 2007-02-15 Beauty-Gear International Limited Hot air blower with ceramic heating element
UA89499C2 (en) * 2007-01-22 2010-02-10 Научно-Производственная Фирма "Бусол" В Форме Общества С Ограниченной Ответственностью (Лтд) Fan heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9544945B2 (en) Magnetic induction heat engine and heat pipe delivery system and methods of producing and delivering heat
US6327427B1 (en) Space heater and enclosure
EP1714577A2 (en) Hot air blower with ceramic heating element
CN107095591A (en) The cooking equipment cooked using air-flow
KR20070081242A (en) Induction heating element for heater and heater thereof
EP2667402B1 (en) Concentric coil infrared emitter lamp
RU160732U1 (en) HEAT FAN (HEAT GUN) WITH ELECTRIC HEATING NOZZLES THROUGH CYLINDER-FORM
JP2021531150A (en) An air heating device for a hair dryer, a blow device for a hair dryer, and a hair dryer including the above device.
WO2015033644A1 (en) Heater device for heating liquefied gas
RU2598316C1 (en) Fan heater (heat gun) with electric heating nozzles of through cylindrical shape
US3492462A (en) Heat gun
US2594101A (en) Portable fan-type air heater
US20170127480A1 (en) Heating system
WO2017007374A1 (en) Fan heater (hot air blower) with electric heating nozzles of a continuous cylindrical shape
KR20100123947A (en) Hot blast heater using carbon nano tube
KR20160094121A (en) Variable heat induction heater
KR102292835B1 (en) Radiant Heat Emitting Electric Heater
CN108634380A (en) Low-temperature bake smoking set
US8421328B2 (en) Infrared heat lamp having vertical burning position
JP6464159B2 (en) Volume heating device for beverage or food preparation machine
WO2020115677A1 (en) Heating element for hairdryer
RU193704U1 (en) Electric fan heater (heat gun) for the installation of suspended ceilings
CN209497626U (en) A kind of longitudinal wiring high-temperature electromagnetic induction heating roller
RU105556U1 (en) ELECTRIC INFRARED HEATER
KR20100003848U (en) electric heater

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16821724

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16821724

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1