ОБОГРЕВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИНФРАКРАСНЫЙ

Устройство относится к областям электротехники и теплотехники и может быть использовано в качестве потолочного средства обогрева помещений.
Известен «Электрический нагреватель в форме тела вращения» (патент №2025909 на изобретение по МПК Н05В 3/48 от 21.07.1992 г., БИ №22 за 1994 г.), содержащий корпус (в известном устройстве - защитный кожух), нагревательный элемент, теплоизолятор (в известном устройстве - электроизоляционный материал) и выводы электропитания.
Недостатками известного напольного обогревателя являются, во-первых, то, что он занимает площадь и мешает, во-вторых - неэффективно и неравномерно обогревает помещение в зависимости от размещения относительно мебели и направления теплопередачи и в-третьих электро- и теплоопасен, несмотря на защитные кожухи (особенно для детей и животных). Конструкция этого обогревателя не позволяет его использовать в качестве потолочного варианта, свободного от перечисленных недостатков.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является «Обогреватель электрический инфракрасный» (Патент №122220 на полезную модель по МПК Н05В 3/48 от 2012 г.), содержащий, металлический корпус, нагревательный элемент, первый теплоизолятор, металлические теплоизлучатель, первый винт с первой и второй гайками, второй и третий винты со своими гайками, первые и вторые заглушки и боковые крышки, первую и вторую теплоотражающие плоские пластины и выводы электропитания, при этом корпус имеет продольные один наружный и три внутренних желобообразных держателя, причем корпус и теплоизлучатель, представляя собой отдельные выгнутые пластины с выступающими с внутренней стороны держателями, совместно в сборе образуют полую с эллиптическим сечением трубу, половину которой сверху составляет корпус, а половину снизу - теплоизлучатель, внутри которой в ее средней части параллельно друг другу и параллельно большой оси эллипса по всей длине трубы на держателях и в упор к внутренней поверхности трубы размещаются первая и вторая теплоотражающие плоские пластины, на внутренней поверхности теплоизлучателя в его центральной зоне внутри трубы по всей ее длине располагается нагревательный элемент, зафиксированный соответствующими держателями, первая теплоотражающая пластина жестко зафиксирована держателями в теплоизлучателе, а вторая - держателями в корпусе, при этом первая из них притянута в центре обогревателя первым винтом и первой и второй гайками к корпусу, в первом внутреннем желобообразном продольном центральном держателе которого находится головка этого винта, на торцах трубы со стороны теплоизлучателя одеты две боковые крышки, закрывающие незначительно наружную поверхность теплоизлучателя, края которых упруго вставлены в соответствующие держатели корпуса, на торцах трубы, закрывая ее полость, закреплены совпадающие с профилем трубы эллиптические плоские заглушки, второй и третий внутренние желобообразные держатели корпуса расположены параллельно с разных сторон на равном удалении от его центрального желобообразного держателя, при этом головки второго и третьего винтов вставлены по центру соответственно во второй и третий внутренние желобообразные держатели корпуса а винты затянуты своими гайками таким образом, что концы второго и тетьего винтов упираются в первую теплоотражающую поверхность, причем первый теплоизолятор нанизан на первый, второй и третий винты и прижат к корпусу второй теплоотражающей пластиной, держатель для крепления обогревателя к потолку представляет собой наружный центральный продольный желоб для головок винтов крепления.
Недостатком известного устройства являются теплопотери из-за сильного нагрева в нем первой теплоотражающей пластины в связи с имеющимися конструктивными недостатками: отсутствием второго теплоизолятора между первой теплоотражающей пластиной и теплоизлучателем. Кроме того опытным путем установлена необходимость упрочнения конструкции с помощью дополнительных винтов, а также необходимость улучшения конструкции в плане эектроподключения обогревателя
Техническим результатом и целью заявляемого устройства является создание потолочного обогревателя, более эффективного, чем прототип с точки зрения передачи тепла в помещение путем уменьшения вредного распространения тепла внутри обогревателя к корпусу с помощью второго теплоизолятора, а также упрочнением конструкции с помощью дополнительных винтов и улучшением условий электромонтажа. Указанные конструктивные особенности определены автором экспериментальным путем, что позволило повысить эффективность обогревателя примерно на 10%.
Указанные технический результат и цель достигаются тем, что обогреватель электрический инфракрасный, содержащий металлический корпус, нагревательный элемент, первый теплоизолятор, металлические теплоизлучатель, первый винт с первой и второй гайками, второй и третий винты со своими гайками, первые и вторые заглушки и боковые крышки, первую и вторую теплоотражающие плоские пластины и выводы электропитания, при этом корпус имеет продольные один наружный и три внутренних желобообразных держателя, причем корпус и теплоизлучатель, представляя собой отдельные выгнутые пластины с выступающими с внутренней стороны держателями, совместно в сборе образуют полую с эллиптическим сечением трубу, половину которой сверху составляет корпус, а половину снизу - теплоизлучатель, внутри которой в ее средней части параллельно друг другу и параллельно большой оси эллипса по всей длине трубы на держателях и в упор к внутренней поверхности трубы размещаются первая и вторая теплоотражающие плоские пластины, на внутренней поверхности теплоизлучателя в его центральной зоне внутри трубы по всей ее длине располагается нагревательный элемент, зафиксированный соответствующими держателями, первая теплоотражающая пластина жестко зафиксирована держателями в теплоизлучателе, а вторая - держателями в корпусе, при этом первая из них притянута в центре обогревателя первым винтом и первой и второй гайками к корпусу, в первом внутреннем желобообразном продольном центральном держателе которого находится головка этого винта, на торцах трубы со стороны теплоизлучателя одеты две боковые крышки, закрывающие незначительно наружную поверхность теплоизлучателя, края которых упруго вставлены в соответствующие держатели корпуса, на торцах трубы, закрывая ее полость, закреплены совпадающие с профилем трубы эллиптические плоские заглушки, второй и третий внутренние желобообразные держатели корпуса расположены параллельно с разных сторон на равном удалении от его центрального желобообразного держателя, при этом головки второго и третьего винтов вставлены по центру соответственно во второй и третий внутренние желобообразные держатели корпуса а винты затянуты своими гайками таким образом, что концы второго и тетьего винтов упираются в первую теплоотражающую поверхность, причем первый теплоизолятор нанизан на первый, второй и третий винты и прижат к корпусу второй теплоотражающей пластиной, держатель для крепления обогревателя к потолку представляет собой наружный центральный продольный желоб для головок винтов крепления, а также тем, что обогреватель дополнительно содержит второй теплоизолятор, электромонтажную колодку, проходное отверстие корпуса с кольцом уплотнения, скобу, четвертый,… десятый винты со своими гайками и три винта-самореза, при этом второй теплоизолятор расположен между теплоизлучателем и первой теплоотражательной пластиной, к соответствующим желобообразным держателям внутри корпуса на краях трубы с помощью четвертого и пятого винтов со своими гайками привинчивают первую боковую заглушку, а с помощью шестого и седьмого винтов со своими гайками - вторую боковую заглушку, с помощью восьмого и девятого винтов со своими гайками - электромонтажную колодку, с помощью десятого винта со своей гайкой - скобу, с помощью первого винта-самореза фиксируют в держателе теплоизлучателя нагревательный элемент, фиксируют с корпусом с помощью второго и третьего винтов-саморезов соответственно первую и вторую крышки, наружная открытая поверхность теплоизлучателя имеет продольно волнистый рельеф, выводы электропитания, пропущенные через кольцо уплотнения проходного отверстия корпуса и прижатые скобой к его внутренней поверхности, соединены с входными контактами электромонтажной колодки, выходные контакты которой соединены соответственно с выводами нагревательного элемента и с корпусом.
На фиг.1 и 2 соответственно представлены эскизы видов спереди (со стороны торца) и снизу обогревателя.
Обогреватель содержит корпус 1, нагревательный элемент 2, первый теплоизолятор 3, теплоизлучатель 4, первый винт 5, первую 6 и вторую 7 гайки, первую 8 и вторую 9 заглушки, первую 10 и вторую 11 боковые крышки, первую 12 и вторую 13 теплоотражающие плоские пластины, держатели 14 нагревательного элемента, второй винт 15 с гайкой 16, третий винт 17 с гайкой 18, три внутренних желобообразных держателя 19, 20 и 21 и один наружный желобообразный держатель 22 корпуса, второй теплоизолятор 23, электромонтажная колодка 24, переходное отверстие 25 корпуса с кольцом 26 уплотнения, четвертый,… десятый винты 27,…33 со своими гайками 34,…40, три винта-самореза 41, 42, 43, скобу 44, фиксаторы 45 и 46 и выводы 47 электропитания.
Корпус 1 и теплоизлучатель 4, представляя собой отдельные выгнутые пластины с выступающими с внутренней стороны фиксаторами 45 и 46, совместно в сборе образуют полую с эллиптическим сечением трубу, половину которой сверху составляет корпус 1, а половину снизу - теплоизлучатель 4, внутри которой в ее средней части параллельно друг другу и параллельно большой оси эллипса по всей длине трубы на фиксаторах 45 и 46 и в упор к внутренней поверхности трубы размещаются первая 12 и вторая 13 теплоотражающие плоские пластины, на внутренней поверхности теплоизлучателя 4 в его центральной зоне внутри трубы по всей ее длине располагается нагревательный элемент 2, зафиксированный соответствующими держателями 14, первая теплоотражающая пластина 12 жестко зафиксирована фиксаторами 45 в теплоизлучателе, а вторая 13 - фиксаторами 46 в корпусе 1, при этом первая из них притянута в центре обогревателя первым винтом 5 и первой 6 и второй 7 гайками к корпусу 1, в первом внутреннем желобообразном продольном центральном держателе 20 которого находится головка этого винта 5, на торцах трубы со стороны теплоизлучателя 4 одеты две боковые крышки 10 и 11, закрывающие незначительно наружную поверхность теплоизлучателя 4, края которых упруго вставлены в соответствующие фиксаторы 46 корпуса, на торцах трубы, закрывая ее полость, закреплены совпадающие с профилем трубы эллиптические плоские заглушки 8 и 9, второй и третий внутренние желобообразные держатели 19 и 21 корпуса расположены параллельно с разных сторон на равном удалении от его центрального желобообразного держателя 20, при этом головки второго 15 и третьего 17 винтов вставлены по центру соответственно во второй и третий внутренние желобообразные держатели 19 и 21 корпуса, а винты 15 и 17 затянуты своими гайками 16 и 18 таким образом, что концы второго 15 и третьего 17 винтов упираются в первую теплоотражающую поверхность 12, причем первый теплоизолятор 3 нанизан на первый 5, второй 15 и третий 17 винты и прижат к корпусу 1 второй теплоотражающей пластиной 13, держатель 22 для крепления обогревателя к потолку представляет собой наружный центральный продольный желоб для головок винтов крепления, при этом второй теплоизолятор 23 расположен между теплоизлучателем 4 и первой теплоотражательной пластиной 12, к соответствующим желобообразным держателям внутри корпуса 1 на краях трубы с помощью четвертого 27 и пятого 28 винтов со своими гайками 34 и 35 привинчивают первую заглушку 8, а с помощью шестого 29 и седьмого 30 винтов со своими гайками 36 и 37 - вторую заглушку 9, с помощью восьмого 31 и девятого 32 винтов со своими гайками 38 и 39 - электромонтажную колодку 24, с помощью десятого винта 33 со своей гайкой 40 - скобу 44, с помощью первого винта-самореза 41 фиксируют в держателе теплоизлучателя 4 нагревательный элемент 2, фиксируют с корпусом 1 с помощью второго 42 и третьего 43 винтов-саморезов соответственно первую 10 и вторую 11 крышки, наружная открытая поверхность теплоизлучателя 4 имеет продольно волнистый рельеф, выводы 47 электропитания, пропущенные через кольцо 26 уплотнения проходного отверстия 25 корпуса и прижатые скобой 44 к его внутренней поверхности, соединены с входными контактами электромонтажной колодки 24, выходные контакты которой соединены соответственно с выводами нагревательного элемента 2 и с корпусом 1.
Все используемые элементы и материалы обогревателя широко применяются в отечественной промышленности.
В качестве нагревательного элемента 2 используются типовые цилиндрические теплоэлектронагреватели (ТЭНы) различной мощности, а в качестве теплоизоляторов 3 и 23 - теплоизоляционный материал кварцевое волокно.
В качестве материала для крышек и заглушек используется алюминий, а в качестве материала для корпуса, теплоизлучателя, теплоотражающих пластин и крепежа - оцинкованная низкоуглеродистая сталь.
Элементы подвески обогревателя к потолку и его электрического подключения на фигурах не показаны в связи с нахождением их за рамками рассматриваемого технического решения.
Устройство работает следующим образом.
Заводская сборка обогревателя из уже отштампованных элементов 1, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13 и 19,…22 и закупленных всех остальных элементов предельно проста и требует нескольких минут. В перевернутый (относительно фиг.1) корпус 1 в соответствующие держатели 19, 20 и 21 в виде желоба заводятся с торца до середины трубы невыпадающие головки винтов 5, 15 и 17 со снятой гайкой 7 и ослабленными гайками 6, 16 и 18. Затем на указанные винты своими соответствующими отверстиями одеваются вначале термоизолятор 3, а затем пластина 13, края которой путем прогиба заводятся за фиксаторы 46 (их четыре) и затягиваются гайки 16 и 18. В держатели 14 (их два) теплоизлучателя 4 устанавливают нагревательный элемент 2, а в фиксаторы 16 (их четыре) - пластину 12 путем ее прогиба, проложив предварительно между нею и теплоизлучателем 4 второй теплоизолятор 23. Далее (корпус 1 по-прежнему перевернут) сочленяют две полученные части таким образом, чтобы через центральное отверстие пластины 12 прошел конец винта 5, а затем затягивают гайки 6 и 7. Для повышения прочности конструкции с торцов полученной трубы одевают боковые крышки 10 и 11, упруго фиксируя их в фиксаторах 46 и сдвигая с краев обогревателя в середину корпуса 1, затем на торцах трубы закрепляют с помощью винтов 27,…30 и гаек 34,…37 заглушки 8 и 9, после чего сдвигают на края обогревателя крышки 10 и 11, фиксируя их винтами саморезами 42 и 43. После подвески обогревателя к потолку (например, с помощью желобообразного держателя 22 и двух дополнительных винтов, эллипсовидные головки которых вставляют в этот желоб концами вверх, поворачивают на 90 градусов и фиксируют дополнительными гайками) и подключения с помощью колодки 24, используя отверстие 25 и кольцо 26, выводов 48 к электросети (аналогично люстре с соблюдением требований по току) нагревательный элемент 2 равномерно нагревает эллипсообразный теплоизлучатель 4, который в свою очередь равномерно и без препятствий нагревает все предметы и пол помещения. Теплоизоляторы 3 и 23 обеспечивают эффективное направление тепла вниз, а волнообразный рельеф теплоизлучателя 4 усиливает эффект излучения тепла.
Из нескольких обогревателей возможно собирать мощные батареи, в т.ч. для промышленного использования (для ускоренной сушки бетона и т.п.), а также бытовые тепловые люстры с учетом эстетических требований.