ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Электронагревательный элемент
Предполагаемая полезная модель относится к области электротехники, в частности к конструкциям электронагревательных элементов, с нагревательными проводниками, помещенными в нагревательные трубки, излучающая поверхность которых снабжена теплопроводящими ребрами.
Известен электронагреватель текучей среды (п. России № 2011315 МКИ-7 Н05В 3/24 от 13.05.91 г.).
Он содержит трубчатый корпус с пазами и увеличивающий поверхность теплообмена нагревательный элемент, выполненный в виде многократно изогнутой с изгибами в форме треугольников металлической ленты. Лента закреплена в пазах корпуса.
Недостатком указанного электронагревательного элемента является сложность его изготовления, металлоемкость.
Известен теплообменный элемент, содержащий трубчатую часть и увеличивающие поверхность теплообмена ребра (п. России № 2095719 Н05В 1/00 от 10.12.92 г.). Ребра выполнены в виде складчатых или волнистых ребристых листов, приваренных с двух сторон трубчатой части в нескольких местах.
Недостатком такой конструкции теплообменного элемента является его достаточно большая металлоемкость и недостаточная эффективность теплообмена, так как передача тепла осуществляется только в двух направлениях по приваренным волнистым листам
Наиболее близким аналогом, выбранным авторами в качестве прототипа, является теплообменный трубчатыйэлемент с увеличивающими поверхность теплообмена ребрами в виде стальной спиральной ленты, навитой на трубчатую часть (П.И. Бажан «Справочник по теплообменным аппаратам, М, «Машиностроение, 1989г.. с.61).
Недостатком указанной конструкции является также недостаточная эффективность теплообмена, так как витки спиральных ребер гладкие.
Технической задачей предполагаемой полезной модели, является создание технологичной, надежной конструкции электронагревательного элемента с высокой эффективностью теплообмена.
Для достижения поставленной задачи в электронагревательном элементе, содержащем трубчатую часть, увеличивающие поверхность теплообмена ребра в виде стальной спиральной ленты, навитой на трубчатую часть, согласно полезной модели, на поверхности витков спиральной ленты выполнены гофры в виде чередующихся выступов и впадин, радиально расходящихся по поверхности витка от его внутреннего диаметра к наружному под углом, определяемом из выражения tg ф  b/0,5 DH , при этом их высота от внутреннего диаметра витка к наружному изменяется и составляет h  0,13 - 0,015 DH, а шаг между витками составляет S  0,14 - 0,23 DH,
b - максимальная ширина выступа (впадины) по наружному диаметру витка спирали;
ф - угол наклона между чередующимися выступами и впадинами;
h - высота и глубина выступов и впадин;
D,,- наружный диаметр витка спирали;
S - шаг между витками спирали.
Гофры на поверхности витков спиральной ленты значительно увеличивают поверхность теплообмена. Выполнение их в виде чередующихся и расположенных под углом друг к другу выступов и впадин с их изменяющейся высотой (глубиной) от внутреннего диаметра витка к наружному с заявляемым соотношением размеров способствует интенсификации теплообмена и направлению теплового потока от трубчатого элемента наружу, предотвращая его перегрев, что повышает его надежность и долговечность.
Шаг между витками стальной ленты выбран оптимальным для обеспечения эффективной мощности электронагревательного элемента.
В результате проведенных патентных исследований не выявлено аналогичных технических решений, что позволяет предположить соответствие предполагаемой полезной модели критерию новизна и изобретательский уровень. Оно может быть использовано в промышленности, поэтому может считаться промышленно применимым.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид электронагревательного элемента, на фиг. 2 -вид А на фиг.1, на фиг.З разрез по Б-Б на фиг.2.
Электронагревательный элемент включает трубчатую часть 1, внутри которого помещена нагревательная спираль ( на фиг. не показана), стальную спиральную ленту 2 с гофрами.
Стальную ленту 2 протягивают на специальном станке через ролики, при помощи которых на ее поверхности образуются прямоугольные гофры. При навивке на трубчатый элемент 1, прямоугольные гофры растягиваются и распределяются по поверхности витки спирали в виде расходящихся под углом друг к другу чередующихся выступов и впадин, при этом их высота (глубина) уменьшается от внут4/ л / Ч  /
реннего диаметра витка к наружному до толщины ленты в крайней точке ее наружного диаметра.
Полученное таким образом спиральное оребрение электронагревательного элемента с гофрированной поверхностью витков с указанной их конструкцией и заявляемым соотношением размеров технологично, обеспечивает интенсивный теплообмен, снижает вероятность перегрева трубчатого элемента, за счет направленного отвода тепла от трубчатой его части, что повышает его надежность и долговечность.