Инфракрасный электрообогреватель

Инфракрасный электрообогреватель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель - повьшение качества обогрева сельскохозяйственных животньпс. Электрообогреватель содержит излучатель , установленньй в полости рефлектора с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси обогревателя . Рефлектор выполнен из теплоизоляционного материала. Между излучателем и выходным отверстием рефлектора установлен экран в виде пластины из теплопоглодающего материала. При нагреве излучателя часть потока попадает на рефлектор, поглощается им и, следовательно, нагревает его. Изменение положения излучателя по высоте меняет интенсивность излучения. Экран улучшает равномерность распределения облучения. Спектр излучения регулируется в соответствии с требованиями обогреваемого объекта. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 05 В 3/42, F 24 С 15/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4115711/24-07 (22) 08.09..86 (46) 30.01.89. Бюл. Ф 4 (71) Львовский зооветеринарный институт (72) С.В.Стояновский N.В,Демчук, В.Н.Карпов, И.З.Цур, И.Т.Секета, Б.И.Куриляк и С.Г.Филиппович (53) 621.365.41 (088.8) (56) Патент Индии У 36406, кл. 97 С, 1948.

Патент Великобритании У 2160969, кл. Р 24 С 15/10, 1986.

Патент ФРГ Ð 919492, кл. 21 h 9/02, 1954. (54) ИНФРАКРАСНЫЙ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель — повышение качества

Изобретение относится к электронагреву и может быть использовано для обогрева молодняка сельскохозяйственных животных.

Цель изобретения — повышение качества обогрева сельскохозяйственных животных путем изменения спектров излучения.

На фиг. 1 изображен инфракрасныи электрообогреватель, продольный разрез на фиг. 2 — то же, поперечное сечение ; на фиг. 3 — распределение силы излучения и опоры облученности горизонтальной плоскости под электрообогревателем, получаемые в поперечной плоскости сечения (все кривые с целью сравнения построены в относительных единицах).

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

„„SU„„1455394 А1 обогрева сельскохозяйственных животных. Электрообогреватель содержит излучатель, установленный в полости рефлектора с воэможностью перемещения вдоль вертйкальной оси обогревателя. Рефлектор выполнен из теплоизоляционного материала. Между излучателем и выходным отверстием рефлектора установлен экран в виде пластины из теплопоглощающего материала. При нагреве излучателя часть потока попадает на рефлектор, поглощается им и, следовательно, нагревает его. Изменение положения излучателя по высоте меняет интенсивность излучения.

Экран улучшает равномерность распределения облучения. Спектр излучения регулируется в соответствии с требования ы обогреваемого объекта. 3 ил.

Электрообогреватель содержит ли. нейный электрический излучатель 1, служащий для создания потока инфракрасного излучения (например, кварцевая трубка с нихромовой спиралью).

Излучатель размещен в полости рефлектора 2, сформированной из теплоизоляционного материала, например базальтового картона, легковеса и !

О др. Сверху футеровка закрыта защитным кожухом 3, выполненным из листовой стали или пластмассы. Между излучателем 1 и выходным отверстием обогревателя установлен экран 4, который по форме соответствует излучателю 1 и представляет собой полосу из окисленного металла, керамики или другого материала, поглощающего

3 14 инфракрасное излучение.. Экран 4 крепится непосредственно к футеровке с помощью проволочных держателей

5. Рабочее положение электрообогревателя — выходным отверстием вниз, что обусловлено спецификой происходящих в нем процессов теплообмена.

С целью управления обогревом сельскохозяйственных животных инфракрасный излучатель 1 может фиксироваться в полости рефлектора 2 с помощью держателей 6 и 7, выведенных на поверхность защитного кожуха 3 либо ерез футеровку (вариант держателя 6) либо через выходное отверстие элект-! рообогревателя (вариант держателя 7), Держатели б и 7 имеют возможность вертикального перемещения и фиксируются на.поверхности защитного кожуха

3 с помощью прижимных барашков 8.

Для автоматического управления процесса обогрева сельскохозяйственных животных путем электрического переключения в полости рефлектора 2 могут быть установлены несколько дополнительных излучателей, например 9 и

10, число которых равно числу ступеней переключения. В этом случае излучатели 1, 9 и 10 закрепляются в полости неподвижно, а переключение напряжения с одного излучателя на другой. соответствует перемещению излучателя в полости футеровки. Токоподвод к излучателям осуществляется через специальные отверстия, выполненные в футеровке 2 и защитном кожухе 3.

Электрообогреватель работает следующим образом.

При включении питания излучатель

1 нагревается и начинает излучать энергию в инфракрасном диапазоне спектра. Часть потока его излучения через выходное отверстие обогревателя попадает непосредственно на обогреваемый объект. Другая часть попадает на внутреннюю поверхность реф" лектора 2, поглощается им и, как следствие, нагревает его. Кроме того, внутренняя поверхность рефлектора 2 в рабочем положении нагревается также горячим воздухом, циркулирующим в полости футеровки благодаря естественной конвекции. Расположение излучателя 1 в полости рефлектора 2 обеспечивает замкнутость циркуляции воздуха в ограничительномобъеме полости и,тем самым,не только исключает по

55394

4 терн горячего воздуха, но и позволяет полезно использовать конвективные потери тепла излучателя 1. Направление установившейся циркуляции воздуха в полости, создающее в ней тепловую подушку, показано стрелками 11. Таким образом, внутренняя поверхность рефлектора 2, собирающая лучистый и конвективный потоки тепла инфракрасного излучателя 1, является. теплоколлектором. Потери тепла теплопро водностью и конвекцией от этой поверхности вверх ограничены большим термическим сопротивлением рефлектора, а вниз — горячим воздухом в полости, Поэтому в стационарном режиме она нагревается до температуры, обеспечивающей излучение почти всей собранной энергии вниз на обогреваемый объект. Благодаря незначительным потерям тепла исключительно теплопроводностью через рефлектор и слой устойчиво термически стратифицированного воздуха ниже излучателя 1 энергетическая эффективность переизлучения может бмть весьма высока. КПД из: учения экспериментальных образцов .находится в пределах 0,8-0,9.

Оптическая система представляет собой систему излучателей, состоящую из первичного инфракрасного из"лучателя 1 и вторичного переизлучателя — внутренней поверхности рефлектора 2. Поэтому спектральная характеристика устройства определяется температурой первичного излучателя

1 и геометрией системы излучателей.

В результате процессов теплообмена, происходящих в электрообогревателе, 40 часть энергии первичного излучателя

1 переизлучается внутренней поверхностью рефлектора 2 в более длинноволновой области инфракрасного спектра, что вполне приемлемо,как для обогрева живых существ, так и для многих -технологических процессов сушки и нагрева.

Из-за диффузного характера излучения внутренней поверхности рефлектора 2 распределение силы излучения в поперечной плоскости электрообогревателя имеет характер, обозначенный на фиг. 3 кривой 12. Эпюра облучен..ности горизонтальной плоскости под обогревателем для этого случая, обозначенная кривой 13, характеризуется большой неравномерностью, обусловленной невозможностью получить в данноУ

14553 конструкции усиление излучения в боковых направлениях по сравнению с направлением вдоль фотометрической оси прибора. Введение в устройство

5 экрана 4, соответствующего по форме инфракрасному излучателю 1 и установленного между ним и выходным отверстием электрообогревателя, приводит к экранированию излучения излучателя 1 в направлении фотометрической оси.

В результате сила излучения электрообогревателя в этом направлении уменьшается. В то же время энергия, поглощенная тепловым экраном 4, частично излучается с его наружной поверхности в направлении объекта, а частично переизлучается и передается посредством естественной конвекции вглубь полости рефлектора 2. В результате этого, а также некоторого повьппения температуры переиэлучающей поверхности рефлектора 2, возрастает сила излучения электрообогревателя в боковых направлениях. Результат 25 влияния экрана отображается кривой

14 силы излучения электрообогревателя, а эпюра облученности, создаваемой при этом на горизонтальной плоскости, показана кривой 15. Таким обра- gp зом, использование экрана 4 значительно улучшает равномерность распределения облученности по обогреваемой площади. Некоторое уменьшение коэффициента облученности выходного от35 верстия электрообогревателя его излучающими поверхностями из-за введения экрана, приводящее к повьппению рабочих температур в полости, можно с целью сохранения прежних энергетических показателей устройства компенсировать несколько большим термосопротивлением рефлектора, В процессе выращивания молодняка. сельскохозяйственных животных, на45 пример, поросят к инфракрасному обогреву выдвигаются следующие технологические требования: в связи с ростом и развитием молодняка площадь обогреваемой зоны должна увеличиваться., а облученность — уменьшаться

50 соответственно снижению с возрастом животных нижнейграницы критической температуры внешней среды. Что касается спектра излучения, биологически целесообразно, чтобы животные в ран55 нем возрасте получали больше коротковолновой инфракрасной радиации, а с возрастом спектр облучения передви94 6 гался в более длинноволновую область с экономических соображений. Электрообогреватель позволяет управлять инфракрасным обогревом. Так, путем перемещения излучателя 1 в полости футеровки 2 сверху вниз с вомощью держателей 6 или 7, выведенных на по" верхность защитного кожуха 3 и фиксируемых на нем прижимными гайкамибарашками 8, можно обеспечить согласованное управление параметрами обогрева по указанным законам. При этом увеличение площади обогреваемой эоны л осуществляется за счет увеличения угла Излучения излучателя 1 через выходное отверстие электрообогревателя, уменьшение облученности происходит благодаря распределения того же лучистого потока на большей площади, сдвиг спектра излучения в направлении больших длин волн обусловлен увеличением относительных размеров системы излучателей при условии увеличения размеров полости в направлении выходного отверстия, что приводит к меньшему взаимному влиянию излучателя и переизлучателя друг на друга и в итоге — к понижению их температур.

Аналогичный закон управления инфракрасным обогревом, но осуществляемый уже автоматически, что является. необходимым требованием для крупных механизированных ферм и животноводческих комплексов, получается при электрическом переключении питающего напряжения с одного инфракрасного излучателя на другой, если.их в полости футеровки 2 установлено несколько по вертикали (1, 9, 10).

Использовав инфракрасные излучатели с различной рабочей температурой, можно осуществить в этом случае управление спектром в гораздо больших пределах, чем при перемещении одного излучателя в полости рефлектора 2. формула изобретения

Инфракрасный электрообогреватель, содержащий электрический излучатель, установленный в полости рефлектора, выполненного из теплоизоляционного материала, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества обогрева сельскохозяйственных жи» вотных путем изменения спектров излучения, между излучателем, установ7 1455394 8, ленным с возможностью перемещения ращенным вертикально вниз, установвдоль вертикальной оси обогревателя, лен экран в виде пластины из теплои выходным отверстием рефлектора об- поглощающего материала.

1455394

И Ю 10 0 Ю Л7 Ж

Е" аатммиие

Фие. 9

Составитель О.Турпак

Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

Редактор Н. Горват

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7459/57 Тираж 770 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5