Блок управления конвективного электронагревателя

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к нагревателям бытовых помещений, таких как жилые помещения, офисы, дачные домики, бытовки строительно-монтажных организаций.
В настоящее время все большее распространение находит электрический обогрев жилых, общественных и производственных помещений, который открывает новые возможности качественного улучшения санитарно-гигиенических условий и повышения уровня комфорта среды обитания человека.
Все известные блоки управления конвективных электронагревателей выполнены встроенными в корпус нагревателя.
В частности, известен  блок управления, который размещен на задней стороне нагревательного аппарата. Блок управления снабжен блоком клипа, который используется для зажима шнура питания нагревательного аппарата. Блок управления с зажимом и корпус нагревателя построены за одно целое. Кроме того, нагревательный аппарат снабжен панелью, которая закреплена на сборочной стене (CN 201043807 Y, 2008).
Также известно встроенное в электронагреватель устройство управления в виде электронного терморегулятора, который содержит корпус терморегулятора, прижимную планку, защитную крышку, электронные платы, фиксатор сетевого провода, кнопки, экран, съемный кронштейн, лабиринтную решетку прижимной планки (патент на полезную модель RU № 133594, 2013).
Наиболее близким является устройство управления в виде электронного терморегулятора, который встроен на правой стороне задней стенки корпуса нагревательного прибора как единое целое. Электронный терморегулятор содержит корпус с отверстиями, защитную крышку, прижимную планку с лабиринтными проходами  для пропускания воздуха, электронные платы. Корпус  терморегулятора выполнен с герметичным прозрачным смотровым экраном и герметичными кнопками на лицевой стороне (патент RU № 151507, 2015).
Недостатками известных встроенных блоков управления конвективных электронагревателей являются ограниченные функциональные возможности конвективных электронагревателей, которые связаны с тем, что блок управления вмонтирован внутри корпуса конвектора как единое целое, т.е. неразъемно. Это создает риск перегрева  блока управления в результате его  контакта с конвективным потоком и осложняет ремонт неисправностей блока управления, т.к. требуется транспортировка всего нагревательного прибора к месту ремонта, а ремонт требует разборки всего конвективного электронагревателя.
Технической проблемой является  ограниченный ассортимент надежных в эксплуатации устройств управления для конвективных электронагревателей, расширяющих возможности комплектации конвективных электронагревателей блоками управления различных типов, а также снижающих трудозатраты и материалозатраты на изготовление и эксплуатационное обслуживание  конвективных электронагревателей.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью - создание автономного блока управления, позволяющего сократить трудозатраты и материалозатраты на монтаж и ремонт конвективных электронагревателей и снизить риск перегрева функциональных элементов блока управления внутренним конвективным потоком.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что блок управления конвективного электронагревателя содержит корпус, выполненный из пластика, токоподвод, имеющий электрическое соединение с электрической частью, размещенной внутри корпуса, электрическая часть соединена с панелью управления, при этом корпус имеет замкнутый объем с крышкой, панель управления размещена на крышке корпуса, внешняя часть корпуса снабжена механическими элементами зацепления, обеспечивающими разъемное соединение с корпусом конвективного электронагревателя, электрическая часть содержит управляющие компоненты и штекер, который установлен таким образом, что выступает за границы корпуса и обеспечивает контакт электрической части блока управления с электрической частью конвективного электронагревателя.
Электрическая часть блока управления содержит управляющие компоненты, которые компактно зафиксированы внутри корпуса блока управления. Электрическая часть снабжена элементами для электрического соединения - разъемами, колодками и иными известными аналогичными элементами для обеспечения электрического соединения. Электрическая часть может быть представлена печатной платой и размещенными на ее поверхности функциональными электрическими управляющими компонентами, обеспечивающими управляющую функцию и имеющими электрический выход на элементы управления, размещенные на панели управления. Управляющие компоненты могут иметь встроенный интерфейс для управления и сервисного обслуживания, электрически подключены к элементам управления панели управления. Под управляющими компонентами понимаются конденсаторы, резисторы, реле, микроконтроллер и иные электронные компоненты, а также радиаторы. Электрическая часть дополнительно может содержать защитный термостат, рабочая часть которого выходит за границы корпуса блока управления и обращена в полость корпуса конвективного электронагревателя.
Две боковые грани и задняя стенка корпуса защищают внутренние элементы блока управления от механических повреждений и исключают поражение электрическим током. Нижняя стенка корпуса предпочтительно выполнена с наклоном, обеспечивая функцию направляющей выходящего потока нагретого воздуха из конвективного электронагревателя. Электрическая часть с функциональными электрическими управляющими компонентами блока управления электрически соединены с электрической частью конвективного электронагревателя посредством штекера, который выступает за внешние границы корпуса блока управления. Указанный штекер выполняет функцию элемента крепления к корпусу конвективного электронагревателя и обеспечивает электрический контакт электрической части блока управления с электрической частью конвективного электронагревателя. Штекер образует замковое соединение  с ответным элементом крепления, выполненным в виде гнезда, размещенным на корпусе конвективного электоронагревателя, и обеспечивает электрическое соединение электрической части блока управления с нагревательным элементом конвективного  электоронагревателя, расположенным в корпусе последнего.
В качестве механических элементов зацепления заявляемый съемный блок управления содержит  посадочные штыри, размещенные по внешнему нижнему краю корпуса блока управления, фиксатор типа крючка, посадочное место для размещения винтового крепления. Механические элементы зацепления могут иметь разную форму, необходимую для фиксации корпуса блока управления к корпусу конвективного электронагревателя.
Корпус блока управления выполнен из огнеупорного пластика повышенной прочности, что  исключает проход электричества на корпус, т.к. пластик является  диэлектриком.
Панель управления предпочтительно установлена под углом и крепится к боковым граням корпуса. На одной из боковых граней корпуса размещена механическая кнопка включения/выключения, электрически соединенная с токоподводом.
Токоподвод выполнен в виде силового кабеля, представленного шнуром с вилкой для подвода электропитания от сети к электрической части блока управления. Для исключения последствий неосторожного обращения на корпусе блока управления может быть установлена резиновая втулка, которая защищает силовой кабель от выдергивания и перегибов на выходе из блока управления. Токоподвод может быть дополнительно снабжен термодатчиком, размещенным на силовом кабеле и электрически с ним соединенным.
Предпочтительно в одной плоскости со штекером может быть установлен  защитный термостат, рабочая часть которого выходит за границы корпуса блока управления и обращена в корпус конвективного электронагревателя.
Поверхность корпуса блока управления предпочтительно выполнена с шероховатой поверхностью для исключения оставления видимых отпечатков пальцев и проскальзывания руки при переноске прибора.
Заявляемый корпус блока управления может быть изготовлен из любых приемлемых пластиков, например методом выливания из формы.
Заявляемый съемный блок управления позволяет сократить около 10 технологических операций производства по сравнению с изготовлением встроенного блока управления, что, в свою очередь, ведет к сокращению штамповочного инструмента и технологической оснастки. Кроме того, заявляемый съемный блок управления позволяет комплектовать разные модели конвективных обогревателей разными типами блоков управления, что существенно расширяет ассортимент и сокращает торговые и складские площади под маловостребованные модели. Помимо этого, заявляемый съемный блок управления позволяет существенно сократить трудозатраты на ремонт конвективных обогревателей в процессе их эксплуатации и возможности обновления, т.к. обеспечивает возможность без привлечения специалистов и без транспортировки конвективного нагревателя в специализированные мастерские устанавливать блок управления на корпус конвектора, или заменять его на новый, или осуществлять демонтаж блока управления для его последующего ремонта или замены. Также выполнение корпуса блока управления съемным позволяет физически отделить электрическую часть блока управления от нагретого воздуха конвенционной камеры, изолировать блок управления в целом, исключив его перегрев за счет недопущения прямого контакта электрической части блока управления с внутренним конвективным потоком. Заявляемая полезная модель позволяет исключить необходимость использования дополнительных элементов для защиты от перегрева панели управления, например, таких как защитный экран, изоляция специальными материалами участков корпуса. Более того, поскольку блок управления компактно размещен  в корпусе, основная часть которого вынесена за полезный объем корпуса конвективного электронагревателя, это приводит к ускорению естественной конвекции за счет увеличения полезной площади, т.е. к повышению эффективности конвектора. Использование заявляемой конструкции позволяет также уменьшить количество используемых крепежных элементов (метизов, выступов, защелок); исключить необходимость изготовления дополнительных штамповочных инструментов и технологической оснастки; уменьшить трудозатраты на изготовление конвектора; сократить размер электрических плат и, соответственно, сократить использование материала их изготовления.
Сравнение заявляемого блока управления с известными в науке и технике позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого блока критерию новизна.
Отличительные признаки заявляемого блока управления:
- корпус имеет замкнутый объем с крышкой,
- панель управления размещена на крышке корпуса,
- внешняя часть корпуса снабжена механическими элементами зацепления, обеспечивающими разъемное соединение с корпусом конвективного электронагревателя,
- электрическая часть содержит управляющие компоненты и штекер, который установлен таким образом, что выступает за границы корпуса и обеспечивает контакт электрической части блока управления с электрической частью конвективного электронагревателя.
Указанные отличительные признаки в совокупности с остальными признаками обеспечивают достижение заявленного технического результата и решение имеющейся технической проблемы.
Заявляемый блок конвективного электронагревателя поясняется примерами конкретного выполнения и чертежами.
На фиг. 1 схематично изображен заявляемый блок управления по примеру 1 со снятой крышкой.
На фиг. 2 изображен общий вид заявляемого блока управления в сборе.
На фиг. 3 схематично изображен заявляемый блок управления по примеру 2 со снятой крышкой.
На фиг. 4 схематично изображен заявляемый блок управления по примеру 3 со снятой крышкой.
На фиг. 5 схематично показано крепление заявляемого блока управления  к корпусу конвективного электронагревателя.
На фиг. 6 схематично показан конвективный электронагреватель с установленным съемным блоком управления.
Съемный блок управления по примеру 1 (фиг. 1 и фиг. 2) включает корпус 1, выполненный из пластика и имеющий замкнутый объем, ограниченный стенками, днищем и верхней стенкой, представленной наклонной крышкой 8. В полости корпуса 1 на опорных элементах (не показаны) размешена электрическая часть, содержащая печатную плату, на которой размещены управляющие компоненты - конденсаторы, резистор, реле, микроконтроллер и другие электронные компоненты (не показаны), которые электрически соединены друг с другом и подключены к силовому кабелю 9 (токоподвод) посредством разъемов, колодок и электрических проводов. На крышке 8 размещена панель управления с элементами управления. В полости корпуса установлено седло 2 для крепления защитного термостата 3, имеющего электрическое соединение с электрической частью блока управления. Рабочая часть защитного термостата 3 выходит за границы корпуса 1 и обращена внутрь конвекционной камеры конвективного электронагревателя при креплении корпуса блока управления к нагревателю (фиг.5). Наличие защитного термостата 3 позволяет отключать питание конвектора при соприкосновении защитного термостата с горячим воздухом внутри корпуса конвектора, сохраняя относительно невысокую температуру во внутренней полости корпуса 1 блока управления. В одной плоскости с защитным термостатом 3 размещен штекер 4, который выполнен с возможностью замкового соединения с гнездом, размещенным на корпусе конвективного электронагревателя. Соединение штекер-гнездо обеспечивает электрический контакт электрической части блока управления с  электрической частью корпуса конвективного электронагревателя. В результате указанного электрического контакта электрический ток подается от блока управления к нагревательному элементу конвективного нагревателя. Штекер 4 дополнительно снабжен замковым элементом в виде защелки, которая позволяет зафиксировать соединение корпусов друг с другом одним движением до характерного щелчка. Механизм соединения корпусов блока управления с корпусом нагревателя показан на фиг. 5. Дополнительно корпус 1 снабжен механическими элементами крепления, размещенными на внешнем контуре корпуса 1. Фиксация корпуса 1 блока управления в правом углу корпуса конвективного электронагревателя осуществляется посредством посадочных штырей 15, размещенных по внешнему краю корпуса 1 блока управления,  фиксатора типа крючка 5 и посадочным местом 16 для размещения винтового крепления. На боковой грани корпуса блока управления размещен элемент управления в виде механической кнопки 6 включения и выключения питания блока управления. Механическая кнопка 6 прерывает или замыкает электрическую цепь и необходима по технике безопасности эксплуатации электроприборов. Управление температурным режимом осуществляется посредством механического элемента управления, который размещен на панели управления на крышке 8 и представлен регулятором 7 для обеспечения возможности регулирования заданной мощности обогрева. Через стенку корпуса 1 пропущен силовой кабель 9 (токоподвод) с вилкой для включения в домашнюю электрическую сеть 220 В, который в месте контакта с корпусом 1 снабжен резиновой втулкой для предотвращения перегиба силового провода.
Съемный блок по примеру 2 (фиг.3) выполнен аналогично примеру 1, но панель управления, размещенная на крышке 8, имеет элементы управления, выполненные электронными, а именно представлена экраном 14, на котором отображаются режимы работы и заданная температура в помещении. На силовом кабеле 9 посредством фиксатора 10 размещен термодатчик 11 для измерения температуры в помещении, сигнал с термодатчика 11 подается на печатную плату, электрически соединенную с управляющими компонентами, защитным термостатом 3. На панели управления размещены элементы управления в виде кнопок 12 для выставления температуры и настройки режимов работы электрического конвектора.
Съемный блок по примеру 3 (фиг.4) выполнен аналогично примеру 2, но дополнительно на панели управления размещены индикаторы 13, на которых отображается, с какой мощностью в текущий момент времени работает электрический конвектор.
В представленных примерах конкретного выполнения корпус 1 блока управления крепится к корпусу электрического конвектора по схеме, показанной на фиг.5. Конвективный электронагреватель в сборе схематично показан на фиг.6.
Корпус 1 блока управления подносят к корпусу электрического конвектора и соединяют штекер 4 с ответным гнездом на корпусе 17 электрического конвектора до образования замкового соединения и фиксации штекера 4. Закрепляют нижнюю часть корпуса 1 блока управления на задней панели корпуса электрического конвектора, вставив посадочные штыри 15 в соответствующие отверстия на корпусе 17 электрического конвектора. Вставляют фиксатор типа крючка 5 корпуса блока управления в ответное отверстие на корпусе 17 электрического конвектора и на посадочном месте 17 корпуса 1 блока управления размещают винтовое крепление.
Конвективный электронагреватель в сборе с блоком управления эксплуатируется известным способом, а именно собранный конвективный электронагреватель (конвектор) устанавливается в рабочее положение в удобном месте. При подключении силового кабеля 9 посредством вилки в электрическую сеть 220 В происходит электрический контакт штекера 4 с нагревательным элементом, в результате чего осуществляется его нагрев. Воздух, попадающий в корпус 17 электрического конвектора при контакте с нагревательным элементом, нагревается  и выводится вверх через воздухозаборную решетку электроконвектора. Температурный режим воздуха в конвективной камере контактирует с защитным термостатом 3, а при превышении заданной на панели управления температуры подача питания прекращается. Термодатчик 11 измеряет температуру воздуха в помещении и подает соответствующий электрический сигнал в блок управления. При достижении заданной температуры питание отключается. Размещение блока управления  в замкнутом корпусе 1, отделяющем его электрическую часть от конвективного потока, исключает вероятность перегрева, обеспечивая нормальную эксплуатацию нагревателя в течение длительного времени.
Заявляемая конструкция блока управления, выполненная в съемном корпусе, обеспечивает расширение функциональных возможностей  конвективных электронагревателей, их ассортимент, снижает материало- и трудозатраты на изготовление, приводит к экономии складских и логистических ресурсов, упрощает ремонт и обслуживание конвективных нагревателей,  обеспечивает надежную эксплуатацию, снижает риск  перегрева функциональных элементов блока управления внутренним конвективным потоком. Выполнение блока управления съемным и вынесенным за пределы конвекционной камеры приводит к улучшению качества конвекции путем повышения равномерности конвективного потока.