Тепловентилятор электрический с тепловой крыльчаткой

Полезная модель относится к электротехнике, более конкретно к тепловентиляторам, применяемым в качестве нагревателей для производственных и бытовых нужд, причем в данной конструкции предусмотрен как режим нагрева, так и режим вентиляции.

Данная полезная модель может быть использована в строительстве, легкой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Сущность полезной модели: тепловентилятор содержит металлический или пластмассовый корпус, размещенный в нем электродвигатель с рабочим колесом на валу, лопасти которого представляют собой резистивные нагревательные элементы, причем электропитание нагревательных элементов подается с помощью токосъемника, подвижная часть которого закреплена на валу электродвигателя.

Технический результат, достигаемый полезной моделью-увеличение коэффициента теплопередачи, уменьшение весогабаритных характеристик тепловентилятора, повышение ресурса нагревательного элемента. Данный результат достигается изменением тепловыделения по длине лопасти

Формула полезной модели имеет 3 пункта.

Полезная модель относится к электротехнике, более конкретно к тепловым электровентиляторам, применяемым в качестве нагревателей для производственных и бытовых нужд, например: для обогрева помещений, сушки и т.д.

Данная полезная модель может быть использована в строительстве, легкой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Известны тепловентиляторы, имеющие нагревательный элемент в виде трубчатого электронагревателя (ТЭНа) и собственно вентилятора, создающего воздушный поток, который движется относительно нагретой поверхности неподвижно закрепленного ТЭНа (обдувает его) и снимает тепло, генерируемое нагревательным элементом. Например, патент RU 16305 U1 7 F24Н 3\04 от 20.12.2000 года.

В указанном тепловентиляторе технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью, не обеспечивается, так как указанный тепловентилятор имеет меньшую эффективность теплопередачи, большие весогабаритные характеристики и меньший ресурс.

Известен также тепловентилятор, имеющий нагревательный элемент, выполненный в виде тонкослойных резистивных петель (дорожек), размещенных непосредственно на лопасть крыльчатки. Нагревательные элементы и крыльчатка представляют собой единое целое. Патент RU 2072064 С1 6 F24Н 3/04 от 20.01.97. Данный тепловентилятор выбран нами за прототип.

В указанном тепловентиляторе технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью, не обеспечивается, так как указанный тепловентилятор имеет меньшую эффективность теплопередачи.

Задача полезной модели - создание тепловентилятора с повышенной эффективностью теплообмена, уменьшенными весогабаритными характеристиками и повышенной надежностью.

Технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью - увеличение коэффициента теплопередачи, уменьшение весогабаритных характеристик и повышение надежности.

Технический результат достигается тем, что тепловентилятор, содержащий металлический или пластиковый корпус, размещенный в нем электродвигатель с рабочим колесом на валу, на лопасти которого нанесен токопроводящий материал в виде дорожек, представляющих собой резистивные нагревательные элементы, электропитание нагревательных элементов подается с помощью токосъемника, подвижная часть которого закреплена на валу электродвигателя, причем тепловыделение резистивных дорожек увеличивается пропорционально расстоянию от оси вращения крыльчатки.

В частных случаях данный результат достигается тем, что тепловыделение лопасти определяется по формуле

Q_r =Q_o(r/r_o) ^k

где Q_r - тепловыделение лопасти на радиусе г, Вт/м²;

Q _o - тепловыделение лопасти на радиусе r _o с которого начинается резистивный слой, Вт/м ²;

r - текущее значение радиуса, м;

r _о - радиус начала резистивного слоя, м;

k- показатель степени, изменяющийся в диапазоне 0,5÷1,а также отношение площади резистивных нагревательных элементов к общей площади лопасти на которой они нанесены определяется следующей

формулой:

S_R/S_л0,5,

где S_R- площадь резистивных нагревательных элементов;

S_л - площадь лопасти.

На фиг.1 схематически изображен описываемый тепловентилятор с тепловой крыльчаткой. На фиг.2 изображен узел тепловой крыльчатки с нанесенными нагревательными элементами.

Тепловентилятор содержит корпус 1, размещенный в нем электродвигатель 2 с рабочим колесом 3 на валу, на лопасти 4 которого нанесен токопроводящий материал в виде дорожек 5, представляющих резистивные нагревательные элементы. Электропитание нагревательных элементов подается с помощью токосъемника, подвижная часть которого 6 закреплена на валу электродвигателя, а неподвижная часть 7, включающая щетки 8, закреплена на корпусе электродвигателя.

В предлагаемой конструкции тепловентилятора тепловыделение нагревательного элемента увеличивается в радиальном направлении и таким образом эффективность теплопередачи также изменяется и достигает своего максимального значения на периферии лопасти, это позволяет увеличить теплоотдачу крыльчатки в целом. Увеличение теплоотдачи от лопасти к воздуху позволяет снимать большее количество тепла при одинаковой потребляемой мощности нагревательных элементов, позволяет уменьшить габариты крыльчатки, исключить перегрев крыльчатки (резистивного слоя) вблизи оси крыльчатки, что приводит к увеличению ресурса.

Работает предлагаемый тепловентилятор следующим образом.

От сети переменного тока с напряжением 220/380B подается питание на электродвигатель, на валу которого находится тепловая крыльчатка и вращающийся токосъемник. Через скользящие контакты токосъемника, переменное напряжение 220 В подается на вход нагревательных элементов крыльчатки. Электродвигатель вращает лопасти крыльчатки, которые одновременно являются нагревательными элементами и формируют направленный поток теплого воздуха.

В настоящее время разработан опытный образец тепловентилятора с тепловой крыльчаткой, который характеризуется следующими параметрами: суммарная потребляемая мощность нагревательных элементов 3 кВт, мощность двигателя 0,18 кВт, частота вращения 1300об/мин, температура нагревательных элементов 500°С, производительность по воздуху в выходном сечении 500 м³/ч, Т=28°С, напряжение питания ˜ 220 В.

Проведены испытания тепловентилятора, которые подтвердили выполнение задачи полезной модели и достижение технического результата.

1. Тепловентилятор, содержащий металлический или пластиковый корпус, размещенный в нем электродвигатель с рабочим колесом на валу, на лопасти которого нанесен токопроводящий материал в виде дорожек, представляющих собой резистивные нагревательные элементы, электропитание нагревательных элементов подается с помощью токосъемника, подвижная часть которого закреплена на валу электродвигателя, причем тепловыделение резистивных дорожек увеличивается пропорционально расстоянию от оси вращения крыльчатки.

2.Тепловентилятор по п.1, отличающийся тем, что тепловыделение лопасти определяется по формуле

Q_r =Q_o(r/r_o) ^k,

где Q_r - тепловыделение лопасти на радиусе r, Вт/м²;

Q _o - тепловыделение лопасти на радиусе r _о, с которого начинается резистивный слой, Вт/м ²;

r - текущее значение радиуса, м;

r _о - радиус начала резистивного слоя;

k - показатель степени, изменяющийся в диапазоне 0,5÷1.

3. Тепловентилятор по п.1 или 2, отличающийся тем, что отношение площади резистивных нагревательных элементов к общей площади лопасти, на которой они нанесены, определяется следующей формулой:

S _R/S_л0,5,

где S_R - площадь резистивных нагревательных элементов;

S_л - площадь лопасти.