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 H05B 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.
Известны потолочные электрические инфракрасные обогреватели по МПК H05B 3/48 по патентам №122220 от 19.06.2012 г.и №125802 от 20.11.2012 г.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является «Обогреватель электрический инфракрасный» (Патент №125802 на полезную модель по МПК H05B 3/48 от 20.11.2012 г.), содержащий, металлический корпус, нагревательный элемент и его держатели, первый и второй теплоизолятор, металлические теплоизлучатель, первый винт с первой, второй и третьей гайками, второй и третий винты со своими первыми гайками, первые и вторые заглушки и боковые крышки, теплоотражающую плоскую пластину, электромонтажную колодку, проходное отверстие корпуса с кольцом уплотнения, скобу, выводы электропитания, четвертый,… десятый винты со своими гайками и пять винтов-саморезов, при этом корпус имеет продольные один наружный и три внутренних желобообразных держателя и боковые ребра жесткости, причем корпус и теплоизлучатель, представляя собой отдельные выгнутые пластины с выступающими с внутренней стороны держателями, совместно в сборе образуют полую с эллиптическим сечением трубу, часть которой сверху составляет корпус, а часть снизу - теплоизлучатель, внутри которой над нагревательным элементом параллельно большой оси эллипса вдоль трубы в упор на держателях теплоизлучателя размещается теплоотражающая плоская пластина, на внутренней поверхности теплоизлучателя в его центральной зоне вдоль трубы располагается нагревательный элемент, зафиксированный соответствующими держателями, теплоотражающая пластина жестко зафиксирована держателями в теплоизлучателе и 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, зафиксированная третьей гайкой, 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, причем первый теплоизолятор нанизан на первый винт и прижат к корпусу теплоотражающей пластиной, держатель для крепления обогревателя к потолку представляет собой наружный центральный продольный желоб для головок винтов крепления, при этом второй теплоизолятор расположен между теплоизлучателем и теплоотражающей 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 боковые крышки, с помощью четвертого и пятого винтов-саморезов связывают теплоизлучатель с теплоотражающей плоской пластиной, 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.
Недостатком известного устройства являются относительно большие теплопотери из-за вредного нагрева в нем корпуса, передающего некоторую часть тепла в сторону потолка.
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 путем утолщения слоя первого теплоизолятора, заполняющего пространство внутри трубы от корпуса до теплоотражающей плоской пластины, связанной с теплоизлучателем. При этом оказалось возможным отказаться от второй металлической теплоотражающей пластины, упрощая и облегчая устройство. Но самое главное то, что эти конструктивные особенности, определенные автором экспериментальным путем, позволили повысить эффективность обогревателя примерно на 10%.
Указанные технический результат и цель достигаются тем, что обогреватель электрический инфракрасный, содержащий металлический корпус, нагревательный элемент и его держатели, первый и второй теплоизолятор, металлические теплоизлучатель, первый винт с первой, второй и третьей гайками, второй и третий винты со своими первыми гайками, первые и вторые заглушки и боковые крышки, теплоотражающую плоскую пластину, электромонтажную колодку, проходное отверстие корпуса с кольцом уплотнения, скобу, выводы электропитания, четвертый,… десятый винты со своими гайками и пять винтов-саморезов, при этом корпус имеет продольные один наружный и три внутренних желобообразных держателя и боковые ребра жесткости, причем корпус и теплоизлучатель, представляя собой отдельные выгнутые пластины с выступающими с внутренней стороны держателями, совместно в сборе образуют полую с эллиптическим сечением трубу, часть которой сверху составляет корпус, а часть снизу - теплоизлучатель, внутри которой над нагревательным элементом параллельно большой оси эллипса вдоль трубы в упор на держателях теплоизлучателя размещается теплоотражающая плоская пластина, на внутренней поверхности теплоизлучателя в его центральной зоне вдоль трубы располагается нагревательный элемент, зафиксированный соответствующими держателями, теплоотражающая пластина жестко зафиксирована держателями в теплоизлучателе и 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, зафиксированная третьей гайкой, 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, причем первый теплоизолятор нанизан на первый винт и прижат к корпусу теплоотражающей пластиной, держатель для крепления обогревателя к потолку представляет собой наружный центральный продольный желоб для головок винтов крепления, при этом второй теплоизолятор расположен между теплоизлучателем и теплоотражающей 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 боковые крышки, с помощью четвертого и пятого винтов-саморезов связывают теплоизлучатель с теплоотражающей плоской пластиной, 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, а также тем, что он дополнительно содержит вторую и третью гайки второго и третьего винтов и пластинку для крепления нагревательного элемента и ее заклепку, при этом второй и третий винты установлены, как и первый винт, в центральном внутреннем желобообразном держателе каждый на одном из противоположных краях трубы и притягивают с помощью соответствущих гаек теплоотражающую пластину к корпусу, причем первый теплоизолятор нанизан, также как на первый винт, еще на второй и третий винты и заполняет все пространство между корпусом и теплоотражающей плоской пластиной, пластинка для крепления нагревательного элемента одним концом приклепана к нему, а другим привинчена с помощью соответствующих винта и гайки к теплоотражающей пластине.
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 с первой 6, второй 7 и третьей 8 гайками, первую 9 и вторую 10 заглушки, первую 11 и вторую 12 боковые крышки, теплоотражающую плоскую пластину 13, держатели 14 нагревательного элемента, второй винт 15 с его гайками 16, 17 и 18, третий винт 19 с его гайками 20, 21,22, три внутренних желобообразных держателя 23, 24 и 25, один наружный желобообразный держатель 26 и два ребра 27 и 28 жесткости корпуса, второй теплоизолятор 29, электромонтажную колодку 30, проходное отверстие 31 корпуса с кольцом 32 уплотнения, скобу 33, фиксаторы 34 и 35 теплоизлучателя, фиксаторы 36 и 37 корпуса, пластинку 38 для крепления нагревательного элемента и ее заклепку 39 и выводы 40 электропитания, четвертый,… десятый винты 41,… 47 со своими гайками 48,… 54 для крепления заглушек, скобы и электромонтажной колодки, винт-саморез 55, фиксирующий нагревательный элемент, винты-саморезы 56 и 57, связывающие с корпусом боковые крышки, винты-саморезы 58 и 59, связывающие теплоизлучатель с теплоотражающей плоской пластиной и волнообразный рельеф 60 теплоизлучателя.
Корпус 1 и теплоизлучатель 4, представляя собой отдельные выгнутые пластины с выступающими с внутренней стороны держателями 23, 24, 25, 14, 34 и 35 совместно в сборе образуют полую с эллиптическим сечением трубу, часть которой сверху составляет корпус 1, а часть снизу - теплоизлучатель 4, внутри которой над нагревательным элементом параллельно большой оси эллипса вдоль трубы в упор на держателях 34 и 35 теплоизлучателя 4 размещается теплоотражающая плоская пластина 13, на внутренней поверхности теплоизлучателя 4 в его центральной зоне вдоль трубы располагается нагревательный элемент 2, зафиксированный соответствующими держателями 14, пластинкой 38 с заклепкой 39 и винтом-саморезом 55, теплоотражающая пластина 13 жестко зафиксирована держателями 34 и 35 в теплоизлучателе 4 и притянута в центре обогревателя первым винтом 5 и первой 6 и второй 7 гайками к корпусу 1, в первом внутреннем желобообразном продольном центральном держателе 24 которого находится головка этого винта 5, зафиксированная третьей гайкой 8, на торцах трубы снизу со стороны теплоизлучателя 4 одеты две боковые крышки 11 и 12, закрывающие незначительно наружную поверхность теплоизлучателя 4, края которых упруго вставлены в соответствующие фиксаторы 36 и 37 корпуса 1, на торцах трубы, закрывая ее полость, закреплены совпадающие с профилем трубы эллиптические плоские заглушки 9 и 10, второй и третий внутренние желобообразные держатели 23 и 25 корпуса 1 расположены параллельно с разных сторон на равном удалении от его центрального желобообразного держателя 24, причем первый теплоизолятор 3 нанизан на первый винт 5 и прижат к корпусу 1 теплоотражающей пластиной 13, держатель 26 для крепления обогревателя к потолку представляет собой наружный центральный продольный желоб для головок винтов крепления, при этом второй теплоизолятор 29 расположен между теплоизлучателем 4 и теплоотражающей пластиной 13, к соответствующим желобообразным держателям 23, 24 и 25 внутри корпуса 1 на краях трубы с помощью четвертого 41 и пятого 42 винтов со своими гайками 48 и 49 привинчивают первую заглушку 9, а с помощью шестого 43 и седьмого 44 винтов со своими гайками 50 и 51 - вторую заглушку 10, с помощью восьмого 46 и девятого 47 винтов со своими гайками 53 и 54 - электромонтажную колодку 30, с помощью десятого винта 45 со своей гайкой 52 - скобу 33, с помощью первого винта-самореза 55 фиксируют в держателе 14 теплоизлучателя 4 нагревательный элемент 2, фиксируют с корпусом 1 с помощью второго и третьего винтов-саморезов 56 и 57 соответственно первую и вторую боковые крышки 11 и 12, с помощью четвертого и пятого винтов-саморезов 58 и 59 связывают теплоизлучатель 4 с теплоотражающей плоской пластиной 13, наружная открытая поверхность теплоизлучателя 4 имеет продольно волнистый рельеф, выводы 40 электропитания, пропущенные через кольцо 32 уплотнения проходного отверстия 31 корпуса 1 и прижатые скобой 33 к его внутренней поверхности, соединены с входными контактами электромонтажной колодки 30, выходные контакты которой соединены соответственно с выводами нагревательного элемента 2 и с корпусом (заземление) 1, при этом второй 15 и третий 19 винты установлены, как и первый винт 5, в центральном внутреннем желобообразном держателе 24 каждый на одном из противоположных краях трубы и притягивают с помощью соответствущих гаек 16, 17, 18 и 20, 21, 22 теплоотражающую пластину 13 к корпусу 1, причем первый теплоизолятор 3 нанизан, также как на первый винт 5, еще на второй 15 и третий 19 винты и заполняет все пространство между корпусом 1 и теплоотражающей плоской пластиной 13, пластинка 38 для крепления нагревательного элемента 2 одним концом приклепана к нему, а другим привинчена с помощью соответствующих винта 5 и гаек 6 и 7 к теплоотражающей пластине 13.
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 29 - теплоизоляционный материал кварцевое волокно. В качестве материала для крышек 11 и 12 и заглушек 9 и 10 используется алюминий, а в качестве материала для корпуса 1, теплоизлучателя 4, теплоотражающей пластины 13 и крепежа - оцинкованная низкоуглеродистая сталь. Корпус 1 и теплоизлучатель 4 формируют путем штамповки или протяжки в горячем состоянии. Желобообразные держатели 14, 23, 24, 25 и 26 могут привариваться или приклепываться к ним. 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.
Сборка обогревателя из уже отштампованных элементов 1, 4,, 9, 10, 11, 12, 13 и 23,… 28 и закупленных всех остальных элементов предельно проста и требует не более 30 минут. В перевернутый (относительно фиг.1) корпус 1 в держатель 24 в виде желоба заводится с торца до середины трубы невыпадающая головка винта 5, который затягивается гайкой 8, со снятыми гайками 6 и 7 на винт 5 одевают теплоизолятор 3, навинчивают гайку 6, накладывают отверстием пластину 13 и затягивают ее гайками 6 и 7. Аналогично и одновременно с винтом 5 на краях держателя 24 устанавливают винты 15 и 19, одевая на них теплоизолятор 3 и накладывая на них соответствующими отверстиями пластину 13, и получают жесткую конструкцию корпуса 1 и теплоотражающей пластины 13 с заполненным между ними теплоизолятором 3. Затем эту пластину 13, проложив между нею и теплоизлучателем 4 теплоизолятор 29, защелкивают в фиксаторах 34 и 35 теплоизлучателя 4 с заранее установленным в нем в держателях 14 нагревательным элементом 2, зафиксированным винтом-саморезом 55. Теплоизлучатель 4 и пластину 13 укрепляют дополнительно, ввинчивая в отверстия фиксаторов 34 и 35 в двух углах этой пластины винты-саморезы 58 и 59. С торцов полученной трубы одевают боковые крышки 11 и 12, упруго фиксируя их в фиксаторах 36 и 37 и сдвигая их с краев обогревателя в середину корпуса 1, затем на торцах трубы закрепляют в держателях 23 и 25 с помощью винтов 41,… 44 и гаек 48,… 51 заглушки 9 и 10. В держатель 25 устанавливают электромонтажную колодку 30, закрепляя ее винтами 46, 47 и гайками 53, 54, а в держатели 24 с помощью винта 45 и гайки 52 - скобу 33, прижимающую провод электропитания, вывод 40 которого наружу осуществляют через кольцо 32 уплотнения и проходное отверстие 31 корпуса 1. Затем сдвигают на края обогревателя крышки 11 и 12, фиксируя их винтами-саморезами 56 и 57.
После подвески обогревателя к потолку (например, с помощью желобообразного держателя 26 и дополнительных винтов, головки которых вставляют в этот желоб концами вверх и фиксируют соответствующими дополнительными гайками, не показанными на фиг.1, т.к. это выходит за рамки заявленного устройства) и подключения выводов 40 к электросети (аналогично подвески и подключению люстры с соблюдением требований по безопасности, напряжения и 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 29 обеспечивают эффективное направление тепла вниз, а волнообразный рельеф 60 теплоизлучателя 4 усиливает эффект излучения тепла.