ТЕПЛОВЕНТИЛЯТОР С ТЕПЛОВОЙ КРЫЛЬЧАТКОЙ

Полезная модель относится к электротехнике, более конкретно к тепловым электровентиляторам, применяемым в качестве нагревателей для производственных и бытовых нужд, например: для обогрева помещений, сушки и т.д.
Данная полезная модель может быть использована в строительстве, легкой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.
Известны тепловентиляторы, имеющие нагревательный элемент в виде трубчатого электронагревателя (ТЭНа) и собственно вентилятора, создающего воздушный поток, который движется относительно нагретой поверхности неподвижно закрепленного ТЭНа (обдувает его) и снимает тепло, генерируемое нагревательным элементом. Например, патент RU 16305 U1 7 F24Н 3\04 от 20.12.2000 года.
В указанном тепловентиляторе технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью, не обеспечивается, так как указанный тепловентилятор имеет меньшую эффективность теплопередачи, большие весогабаритные характеристики и меньший ресурс.
Известен также тепловентилятор, имеющий нагревательный элемент, выполненный в виде тонкослойных резистивных петель (дорожек), размещенных непосредственно на лопасть крыльчатки. Нагревательные элементы и крыльчатка представляют собой единое целое. Патент RU 2072064 С1 6 F24Н 3/04 от 20.01.97. Данный тепловентилятор выбран нами за прототип.
В указанном тепловентиляторе технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью, не обеспечивается, так как указанный тепловентилятор имеет меньшую эффективность теплопередачи.
Задача полезной модели - создание тепловентилятора с повышенной эффективностью теплообмена, уменьшенными весогабаритными характеристиками и повышенной надежностью.
Технический результат, достигаемый предложенной полезной моделью - увеличение коэффициента теплопередачи, уменьшение весогабаритных характеристик и повышение надежности.
Технический результат достигается тем, что тепловентилятор, содержащий металлический или пластиковый корпус, размещенный в нем электродвигатель с рабочим колесом на валу, на лопасти которого нанесен токопроводящий материал в виде дорожек, представляющих собой резистивные нагревательные элементы, электропитание нагревательных элементов подается с помощью токосъемника, подвижная часть которого закреплена на валу электродвигателя, причем тепловыделение резистивных дорожек увеличивается пропорционально расстоянию от оси вращения крыльчатки.
В частных случаях данный результат достигается тем, что тепловыделение лопасти определяется по формуле
r
o
o
k
Q=Q(r/r)
r
2
где Q - тепловыделение лопасти на радиусе г, Вт/м;
o
o
2
Q - тепловыделение лопасти на радиусе r с которого начинается резистивный слой, Вт/м;
r - текущее значение радиуса, м;
о
r - радиус начала резистивного слоя, м;
k- показатель степени, изменяющийся в диапазоне 0,5÷1,а также отношение площади резистивных нагревательных элементов к общей площади лопасти на которой они нанесены определяется следующей
формулой:
R
л
S/S≥0,5,
R
где S- площадь резистивных нагревательных элементов;
л
S - площадь лопасти.
На фиг.1 схематически изображен описываемый тепловентилятор с тепловой крыльчаткой. На фиг.2 изображен узел тепловой крыльчатки с нанесенными нагревательными элементами.
Тепловентилятор содержит корпус 1, размещенный в нем электродвигатель 2 с рабочим колесом 3 на валу, на лопасти 4 которого нанесен токопроводящий материал в виде дорожек 5, представляющих резистивные нагревательные элементы. Электропитание нагревательных элементов подается с помощью токосъемника, подвижная часть которого 6 закреплена на валу электродвигателя, а неподвижная часть 7, включающая щетки 8, закреплена на корпусе электродвигателя.
В предлагаемой конструкции тепловентилятора тепловыделение нагревательного элемента увеличивается в радиальном направлении и таким образом эффективность теплопередачи также изменяется и достигает своего максимального значения на периферии лопасти, это позволяет увеличить теплоотдачу крыльчатки в целом. Увеличение теплоотдачи от лопасти к воздуху позволяет снимать большее количество тепла при одинаковой потребляемой мощности нагревательных элементов, позволяет уменьшить габариты крыльчатки, исключить перегрев крыльчатки (резистивного слоя) вблизи оси крыльчатки, что приводит к увеличению ресурса.
Работает предлагаемый тепловентилятор следующим образом.
От сети переменного тока с напряжением 220/380B подается питание на электродвигатель, на валу которого находится тепловая крыльчатка и вращающийся токосъемник. Через скользящие контакты токосъемника, переменное напряжение 220 В подается на вход нагревательных элементов крыльчатки. Электродвигатель вращает лопасти крыльчатки, которые одновременно являются нагревательными элементами и формируют направленный поток теплого воздуха.
3
В настоящее время разработан опытный образец тепловентилятора с тепловой крыльчаткой, который характеризуется следующими параметрами: суммарная потребляемая мощность нагревательных элементов 3 кВт, мощность двигателя 0,18 кВт, частота вращения 1300об/мин, температура нагревательных элементов 500°С, производительность по воздуху в выходном сечении 500 м/ч, ΔТ=28°С, напряжение питания ~ 220 В.
Проведены испытания тепловентилятора, которые подтвердили выполнение задачи полезной модели и достижение технического результата.