Инфракрасный обогреватель
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.
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
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.
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.
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.
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.
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
функции выполняет также роль отражателя, для чего имеет гальваническое покрытие с отполированной поверхностью, обращенной к элементам инфракрасного излучения.
Недостаток данного известного электрообогревателя заключается в том, что сначала нагрев передается металлу, а затем инфракрасное излучение передается воздуху. Появляются потери при нагреве самого металла.
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.
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.
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.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
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
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.
На фиг.1 представлен инфракрасный обогреватель с круглым контуром, общий вид.
На фиг.2 - то же с квадратным контуром, общий вид.
Устройство состоит из нагревательного элемента - 1; контура - 2; корпуса - 3; внутренней поверхности - 4 контура - 2, воздушной полости - 5; воздушной полости - 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,
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.
Устройство работает следующим образом.
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
агента нагрева внутри обогревателя, тем меньшей тепловой мощности необходим нагревательный элемент 1 при условии равности заданной температуры агента нагрева на выходе из обогревателя.
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.
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.
Конструкция заявляемого обогревателя проще в сравнении с прототипом, поэтому упрощается и удешевляется изготовление, и обеспечиваются простота и удобство сборки.
Образцы заявленного устройства изготовлены и проверены в работе. При изготовлении и в эксплуатации подтвердились их преимущества.
1. Инфракрасный обогреватель, содержащий защитный корпус, в средней части которого установлены, по меньшей мере, один нагревательный элемент и отражательный контур, отличающийся тем, что между нагревательным элементом и внутренней поверхностью отражательного контура образована воздушная полость, а между наружной поверхностью отражательного контура и внутренней поверхностью защитного корпуса образована другая воздушная полость, при этом внутренняя поверхность отражательного контура выполнена из материала, способного отражать тепловое излучение всего инфракрасного спектра любой длины волны.
2. Инфракрасный обогреватель по п.1, отличающийся тем, что контур в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.
3. Инфракрасный обогреватель по п.1, отличающийся тем, что контур в поперечном сечении имеет круглую форму.
