ОБОГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
HEATING DEVICE

Настоящее изобретение относится к обогревательному устройству, устанавливаемому в жилых и промышленных зданиях, таких как жилые дома, школы, гостиницы, квартиры студийного типа для работы и проживания, пансионы. Изобретение относится, в частности, к обогревательному устройству, в котором с помощью установочного участка каждого соединительного элемента обеспечивается непосредственное подключение нагревательных стержней и электрокабелей друг к другу, и в котором наконечники вставных участков соединительных элементов вставляются в нагревательные стержни, тем самым обеспечивая надежное соединение между электрическими кабелями и нагревательными стержнями; при этом удаления оболочек электрокабелей не требуется.
Таким образом, согласно настоящему изобретению электрические кабели и нагревательные стержни с помощью соединительных элементов легко и быстро соединяются друг с другом, при этом обеспечивается надежное соединение и отличная электропроводность и, следовательно, более высокая надежность обогревательного устройства.
Напольное отопление с использованием низкотемпературного излучения на основе электроэнергии является строительной технологией, которая в последнее время получила новое развитие. Типовые нагревательные элементы включают в себя нихромную проволоку, углеродное волокно и листообразные элементы отопления. Все вышеописанные элементы излучают лучи дальней инфракрасной области спектра.
В корейской патентной заявке на полезную модель № 20-2005-37270 (регистрационный номер 20-417945, дата опубликования 7 июня 2006 года) «Обогревательное устройство» (в дальнейшем именуемый «первый предшествующий уровень техники»), поданной 31 декабря 2005 года, было предложено обогревательное устройство, включающее в себя нагревательные кабели, электрические кабели и соединительные элементы. При этом вставной участок каждого соединительного элемента снабжен клинообразной частью для предотвращения самопроизвольного извлечения наконечника.
Однако в первом предшествующем уровне техники соединение осуществляется таким образом, что сначала удаляется часть оболочки электрокабелей, и соединительный элемент устанавливается вокруг проводника электрического кабеля. Вырабатывается тепловая волна высокой или ультразвуковой частоты, углеродный нагревательный элемент нагревается под воздействием тепла, вырабатываемого тепловой волной высокой или ультразвуковой частоты при нажимном воздействии на нагревательный элемент нагревательных кабелей наконечника вставного участка соединительного элемента и установке наконечника в углеродный нагревательный элемент.
Таким образом, оболочка электрокабеля удаляется, один конец соединительного элемента приходит в соприкосновение с проводником, другой конец соединительного элемента изогнут вокруг проводника. На соединительном элементе, сочлененном с проводником, вырабатывается тепловая волна высокой или ультразвуковой частоты, производящая нагрев до температуры до заданного уровня; при этом соединительный элемент вставлен в углеродный нагревательный элемент.
Тем не менее в первом предшествующем уровне техники требуется заранее удалить внешнее покрытие электрических кабелей в тех местах, в которых они соединены с нагревательными кабелями. Должен также произойти нагрев после подключения соединительных элементов к проводникам, и кроме того, отдельно требуется подключение нагретых соединительных элементов к нагревательным кабелям, что представляет собой неудобства ввиду увеличения числа рабочих процессов и их выполнения вручную.
Кроме того, подключение соединительных элементов производится после удаления внешнего покрытия электрических кабелей, при этом не существует эффективных средств предотвращения попадания влаги и пыли, проникающих через внешние кожухи.
Кроме того, если обогревательное устройство заливается в поверхность пола или установочную поверхность, внешнее покрытие электрических кабелей обязательно вступает в плотное соприкосновение с бетонным покрытием пола или установочной поверхности. Соответственно, если по истечении определенного периода времени в бетоне возникает трещина, то она образуется и во внешнем покрытии электрического кабеля, находящегося в тесном соприкосновении с бетоном, в результате чего происходит повреждение электрического кабеля.
Соответственно, для решения вышеописанных проблем было предложено настоящее изобретение. Задачей настоящего изобретения является создание обогревательного устройства, которое не требует удаления внешнего покрытия электрического кабеля, поскольку предусмотрено использование соединительных элементов, а также обеспечивает одновременное надежное соединение электрических кабелей и нагревательных стержней друг с другом, без подключения отдельного источника тепла для нагревания. При этом обеспечивается легкое и быстрое выполнение работ, и кроме того, сокращается число рабочих процессов, в результате чего производственные затраты могут быть снижены.
Другой задачей настоящего изобретения является создание обогревательного устройства, в котором установочный участок каждого соединительного элемента имеет форму дуги для увеличения электропроводности, а вставные участки соединительных элементов снабжены наконечниками, вставляемыми в углеродный нагревательный элемент каждого нагревательного стержня, чем обеспечивается надежное соединение.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание обогревательного устройства, в котором вокруг оболочки электрического кабеля находится соответствующее внешнее защитное покрытие, вступающее в соприкосновение с бетонным покрытием пола или установочной поверхности, тем самым предотвращая повреждение электрических кабелей из-за трещины в бетоне или по причине внешних воздействий.
Для выполнения вышеуказанных задач настоящим изобретением предлагается обогревательное устройство, содержащее: множество нагревательных стержней, в каждом из которых имеется электропроводящий углеродный нагревательный элемент и изолирующее внешнее покрытие вокруг углеродного нагревательного элемента; электрические кабели, подключенные к соответствующим торцам каждого нагревательного стержня для подачи электроэнергии на углеродные нагревательные элементы; соединительные элементы, каждый из которых включает в себя: вставные участки, имеющие соответствующие наконечники, выполненные с возможностью прохождения через любой электрический кабель и установки в любой углеродный нагревательный элемент нагревательных стержней; и, по меньшей мере, один установочный участок, расположенный в верхней части вставных участков и устанавливаемый на электрический кабель.
Кроме того, установочный участок каждого соединительного элемента имеет форму дуги для охвата электрического кабеля.
Кроме того, установочный участок каждого соединительного элемента снабжен наконечниками.
Кроме того, каждый электрический кабель снабжен оболочкой вокруг проводника и внешним защитным покрытием вокруг оболочки.
Кроме того, кожухи сочленены с соответствующими соединительными частями между соединительными элементами и электрическими кабелями.
Кроме того, с помощью пневматического монтажного пистолета соединительные элементы установлены на электрические кабели и вставлены в нагревательные стержни.
Согласно настоящему изобретению обогревательное устройство не требует удаления внешнего покрытия электрических кабелей, поскольку используются соединительные элементы и кроме того, не требует подключения отдельного источника тепла для нагревания. При этом обеспечивается легкое и быстрое выполнение работ, и, кроме того, сокращается число рабочих процессов, в результате чего производственные затраты могут быть снижены.
Кроме того, даже при долговременной эксплуатации обеспечивается защита электрических кабелей от повреждений, связанных с внешним воздействием, что приводит к повышению эффективности.
При этом в качестве кожуха используется внешнее защитное покрытие, окружающее оболочку электрического кабеля, а также материал, имеющий высокие эксплуатационные показатели, чем обеспечивается защита от попадания влаги и посторонних веществ, в частности, достигается повышение эффективности при использовании влажного тепла.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
на фиг.1 представлен вид в перспективе собранного обогревательного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей обогревательного устройства, показанного на фиг.1;
на фиг.3 представлен вид сбоку в разрезе соединительной части, и
на фиг.4 представлены виды в перспективе вариантов осуществления соединительного элемента.
ОПИСАНИЕ НОМЕРОВ ССЫЛОК ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1 обогревательное устройство
10 электрический кабель
11 проводник
12 оболочка
13 внешнее защитное покрытие
20 нагревательные стержни
21 углеродный нагревательный элемент
22 изолирующее внешнее покрытие
30 соединительный элемент
31 вставные участки
31a,32a наконечники
32 установочные участки
40 кожух
Вариант осуществления обогревательного устройства согласно настоящему изобретению подробно описан ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
Как показано на фиг.1-3, обогревательное устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением включает в себя пару электрических кабелей 10, каждый из которых постоянно расположен в продольном направлении, множество нагревательных стержней 20, размещенных между электрическими кабелями 10 и отстоящих друг от друга на равном расстоянии. Каждый стержень снабжен электропроводящим углеродным нагревательным элементом 21 и изолирующим внешним покрытием 22, расположенным вокруг углеродного нагревательного элемента 21. Имеются также соединительные элементы 30, которые используются для подключения нагревательных стержней 20 и электрических кабелей друг к другу, обеспечивающие подачу электроэнергии, поступающей через электрические кабели 10 на углеродные нагревательные элементы.
Согласно настоящему изобретению нагревательные стержни 20 в обогревательном устройстве отстоят друг от друга на равном расстоянии. Это расстояние, как правило, составляет порядка 5~20 Å. Кроме того, нагревательные стержни 20 устанавливаются таким образом, что в случае необходимости достижения высоких температур пола и большого количества тепла расстояния уменьшаются, а при необходимости меньших температур расстояния увеличиваются.
Кроме того, каждый нагревательный стержень 20 включает в себя углеродный нагревательный элемент 21 и изолирующее внешнее покрытие 22, расположенное вокруг углеродного нагревательного элемента 21, при этом одна из частей стержня имеет форму эллипса.
Углеродный нагревательный элемент 21 состоит из смеси углерода и полиэтилена и при подаче на него электроэнергии испускает лучи дальней инфракрасной области спектра с длиной волны 8~14 Å.
Лучи дальней инфракрасной области спектра имеют коэффициент излучения более 90%. Внешнее изоляционное покрытие 22 состоит из полиэтиленовой смолы.
Температура нагрева нагревательных стержней 20, как правило, составляет порядка 60~70 градусов и может регулироваться путем изменения характеристик изолирующего внешнего покрытия 22 и соотношения компонентов в смеси углерода и полиэтилена.
Кроме того, преимущество нагревательных стержней 20 состоит в том, что они равномерно и быстро нагреваются, а также в том, что они не излучают никаких электромагнитных волн.
Согласно настоящему изобретению в обогревательном устройстве электрические кабели 10 подключены к соответствующим торцам каждого нагревательного стержня 20, обеспечивая подачу электричества на углеродные нагревательные элементы 21. Каждый электрический кабель 10 является типовым и включает в себя электропроводящий проводник 11 и оболочку 12 вокруг проводника.
В частности, каждый электрический кабель 10 дополнительно включает в себя внешнее защитное покрытие 13 вокруг оболочки 12. С помощью применяемого эластичного материала внешнее защитное покрытие 13 образует единое целое с электрическим кабелем 10 по всей его длине.
Кроме того, внешнее защитное покрытие 13 выполнено таким образом, что оно не вступает в тесное соприкосновение с оболочкой 12 электрического кабеля 10. В случае, если внешнее защитное покрытие 13 вступает в тесное соприкосновение с бетоном, а также при возникновении в бетоне трещин или повреждений, ввиду того, что электрический кабель 10, размещенный внутри внешнего защитного покрытия 13, не находится в тесном соприкосновении с внешним защитным покрытием 13, то происходит растяжение только внешнего защитного покрытия 13 за счет его эластичности, при этом внутренний электрический кабель 10 не получает повреждений.
Согласно настоящему изобретению в обогревательном устройстве соединительные элементы 30 предпочтительно используются для подключения электрических кабелей 10 и нагревательных стержней 20 друг к другу и изготавливаются из электропроводящего материала.
Каждый соединительный элемент 30 включает в себя вставные участки 31, которые снабжаются соответствующими наконечниками 31а, вставляемыми в углеродные нагревательные элементы 21 каждого нагревательного стержня 20, и по меньшей мере, один установочный участок 32, который размещается в верхней части вставных участков 31 и устанавливается на проводник 11 электрического кабеля 10.
Как показано на примере соединительных элементов 30, представленных на фиг.4, установочный участок 32 имеет диаметр, равный или больший, чем внешний диаметр проводника 11, и имеет форму дуги для охвата проводника 11. При этом сразу же после пристрелки на высокой скорости соединительных элементов 30 к проводнику 11 происходит их фиксация.
В этом случае установочный участок 32 имеет полукруглую форму для охвата проводника 11.
Кроме того, установочный участок 32 может снабжаться дополнительными наконечниками 32а для проникновения через оболочку 12 и внешнее защитное покрытие 13, окружающие проводник 11, и обеспечения контакта с проводником 11. Установочный участок 32 может иметь форму дуги для охвата оболочки 12.
Кроме того, когда соединительный элемент 30 на высокой скорости пристреливается с помощью пневматического монтажного пистолета (не показано на чертежах) или пресс-цилиндра, наконечники 31а вставных участков 31 последовательно проходят через внешнее защитное покрытие 13, оболочку 12 и проводник 11 и затем входят в углеродный нагревательный элемент 21 нагревательного стержня 20.
Таким образом, пройдя через электрический кабель 10, вставные участки соединительного элемента 30 надежно входят в углеродный нагревательный элемент 21 за счет высокой скорости пристреливания. В этом случае установочный участок 32 окружает проводник 11.
Кроме того, установочный участок 32 может снабжаться дополнительными наконечниками 32а и вставляться в проводник 11.
В этом случае ширина пары установочных участков 32 предпочтительно должна быть меньше, чем внешний диаметр проводника 11.
Согласно настоящему изобретению в обогревательном устройстве вокруг соединительных частей J имеются кожухи 40, размещенные между соединительными элементами 30 и электрическими кабелями 10. Соединительные элементы 30 пристреливаются к электрическим кабелям 10 на высокой скорости, поэтому случаются повреждения внешнего защитного покрытия 13, расположенного с внешней стороны, и оболочки 12, которая находится внутри внешнего защитного покрытия.
Таким образом, размещаемые вокруг поврежденных частей кожухи 40 защищают эти поврежденные части, предотвращая проникновение влаги и посторонних веществ извне.
Таким образом, кожухи 40 имеют симметричную крестообразную форму и производятся с использованием синтетических смол. Они располагаются вокруг соединительных частей J между нагревательными стержнями 20 и электрическими кабелями 10, которые Т-образно соединены с помощью соединительного элемента 30.
Кроме того, формовка кожухов 40 на соединительных частях J производится с помощью машины для литья под давлением (не показано на чертежах).
Таким образом, электрические кабели 10 и нагревательные стержни 20 соединяются друг с другом подобно железнодорожным рельсам; а кожух 40 герметически закрывает соединительные части J при пропускании соединительных частей J через машину для литья под давлением, осуществляемом с двух торцов электрического кабеля 10. При этом улучшаются водонепроницаемость и показатели энергосбережения.
На чертежах обозначение Р означает разъем, используемый для подачи питания на электрические кабели 10.
Подключение обогревательного устройства согласно настоящему изобретению описано ниже.
Сначала размещается пара электрических кабелей 10 с заданным интервалом между ними. Нагревательные стержни 20 располагаются между электрическими кабелями 10 с регулярными интервалами.
Верхние и нижние торцы каждого нагревательного стержня 20 прочно соединены с соответствующими электрическими кабелями 10. Соединительный элемент 30 пристреливается на высокой скорости с помощью пневматического монтажного пистолета или запрессовывается под высоким давлением посредством пресс-цилиндра в направлении, противоположном тому, в котором нагревательный стержень 20 вступает в соприкосновение с электрическим кабелем 10.
Наконечники 31а вставных участков 31 пристреливаемого на высокой скорости соединительного элемента 30 последовательно проходят через внешнее защитное покрытие 13, оболочку 12 и проводник 11 и затем входят в углеродный нагревательный элемент 21 нагревательного стержня 20. В этом случае установочный участок 32, расположенный в верхней части вставных участков 31, насаживается на проводник 11.
В этом случае внутренний диаметр установочного участка 32 идентичен внешнему диаметру проводника 11, при этом обеспечивается ее стабильная и надежная установка на проводник 11. Кроме того, установочный участок 32 может снабжаться дополнительными наконечниками 31а и вставляться в проводник 11.
Хотя подробные варианты осуществления обогревательного устройства согласно настоящему изобретению были описаны выше, настоящее изобретение не ограничивается вышеуказанным описанием, может быть изменено и дополнено различными способами специалистами в данной области техники в пределах сущности и объема, определенными прилагаемой формулой изобретения. Такие изменения и дополнения должны восприниматься как включенные в объем настоящего изобретения.