Электрокамин
Изобретение предназначено преимущественно для использования при местном отоплении с теплопередачей направленным излучением. Цель изобретения - снижение материалоемкости отражателя, обеспечение пожэробезопасности и повышение эффективного радиационного КПД. Электрокамин 2 содержит круглосимметричный отражатель 3 и установленный вдоль оптической оси нормально к ней дисковый нагреватель 4 с теплоизоляцией 6. Профиль отражателя 3 описывается уравнением круглосимметричной зеркальной поверхности с системой ограничений на функцию хода отраженных лучей, обеспечивающих минимальную материалоемкость отражателя, попадание всех отраженных лучей на облучаемый объект и непревышение требуемой облученности объекта. 1 ил.
СО1ОЗ СОВЕ ТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s>1s F 24 С 7/04, 15/22
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Ф!Е0
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! л
1 (21) 4421559/33 (22) 04.05.88 (46) 15.06.91. Бюл. М 22 (75) В.И.Рычков, Г.А.Агапов и В.В,Филиппов (53) 679,08.59 (088.8) (56) Патент CLUA
N 3529148, кл. 240 — 41, 35, 1967.
Бураковский Г., Гизиньский Е., Саля А.
Инфракрасные излучатели.Л.: Энергия, 1978, с.101, рис.4-11, 4-15. (54) ЭЛ ЕКТРОКАМИН (57) Изобретение предназначено преимущественно для использования при местном отоплении с теплопередачей направленным излучением. Цель изобретения — снижение
5Ц 1656288 А1 материалоемкости отражателя, обеспечение пожаробезопасности и повышение эффективного радиационного КПД. Электрокамин 2 содержит круглосимметричный отражатель 3 и установленный вдоль оптической оси нормально к ней дисковый нагреватель 4 с теплоиэоляцией 6. Профиль отражателя 3 описывается уравнением круглосимметричной зеркальной поверхности с системой ограничений на функцию хода отраженных лучей, обеспечивающих минимальную материалоемкость отражателя, попадание всех отраженных лучей на облучаемый объект и непревышение требуемой облученности объекта, 1 ил.
1656288
Изобретение относится к технике инфракрасного нагрева и предназначено преимущественно для использования при местном отоплении с теплопередачей направленным излучением, Цель изобретения — снижение материалоемкости отражателя электрокамина, обеспечение пожаробеэопасности и повышение эффективного радиационного КПД.
На чертеже схематично приведено профильное сечение электрокамина и его расположение относительно облучаемого объекта, Установка содержит облучаемый обьект
1 (эону облучения), расположенный вдоль оптической оси электрокамина 2. Последний содержит профилированный круглосимметричный отражатель 3 и установленный вдоль оптической оси нормально к ней нагреватель 4 в виде спирали, уложенной в керамическом диске 5, покрытый с фронтальной стороны теплоизоляцией 6. Теплоизоляция 6 может быть выполнена в виде экрана или слоя из теплоизоляционного материала. Профиль отражателя 3 описывается с уравнениями — =тЯ 2 "P
dr — а а = p — 2arctg при р < р«ф1; а = агсед
4г!(H+0} — б(44(2 НО}
2г (4l — HD ) + 2dl (Н + 0 ) при p} < гр < 90о о =
4rl — HD где r, rp — полярные координаты поверхности зеркального отражателя;
a — угол между оптической осью и отраженным лучом;
d, D — диаметр нагревателя и отражателя;
Н вЂ” размер зоны облучения по нормали к оптической оси; ! — расстояние до нагреваемого объекта
5 от центра координат до зоны облучения.
При выборе профиля отражателя 3 использовано известное уравнение круглосимметричной зеркальной поверхности — „" =19+2" dP, (1)
Решение уравнения (1) возможно, если определена функция a(p), связывающая углы, составляемые с оптической осью падающими и отраженными лучами.
Максимально возможный эффективный радиационный КПД 4}беспечивается при попадании всего отраженного г)отака на обьект 1. При выборе функции a(p) отражатель 3 делится на 3 зоны, В первой зоне у}о «(p «p возможно затенение нагревателем 4, 5 собственного
5 иэображения в отражателе 3. При выборе углов а в соответствии с условием а «p — 2агстд - — -- — (2)
dcosм
;г + < sin p удается избежать затенение и повысить эффективный радиационный КПД.
Во второй зонеp> < p «(рг необходимо обеспечить попадание всех отраженных лучей на объект 1, что имеет место при выполнении условия
15 4rl H + D — d 4lã
2r(4l — HD ) +2dl (Н + D )
ТрЕтЬя ЭОНа pZ
20 нижнюю границу, определяемую условием
sin pl = (El rl р 2 ) / r2,(4) лр1
+ î sir) pо где Š— предельно допустимая облученность
25 на поверхности объекта;
p — коэффициент зеркального отражения отражателя;
1п — расстояние от отражателя до объекта при испытаниях на пожаробезопасность;
30 L — энергетическая яркость нагревателя.
Верхняя граница зоны пожарной опасности ()Ъа)(с =90о, так как этим углом ограничено изучение нагревателя 4,5, Это
35 обстоятельство предопределяет возможность снижения материалоемкости отражателя 3.
Для обеспечения пожарной безопасности выбор функции a(p) в третьей зоне;
40 кроме условия (3), ограничивается условием а ) arctg — (- --)-(г-}- . (5)
Минимальные размеры отражателя при максимально возможном радиационном
45 КПД могут быть определены, если в условиях (2), (3) принять знак равенства, Это дает возможность определить соотношение размеров нагревателя 4, отражателя 3 и объекта 1, обеспечивающее наименьшую материалоемкость отражателя 3. Это соотношение имеет вид
44(н+о)
5 4rl — HD
При выполнении условий (2) и (3) и выборе диаметра нагревателя 4 в соответствии с условием (6) обеспечивается условие пожаробеэопасности (5).
Работа установки происходит следующим образом.
1656288 а = p — 23fctg при po р у.ч;
4г1 (H + Щ - б(41 — но )
2г (41 — HD ) + 2dl (Н + 0 ) при у)1 (р <90, Составитель В,Кошелев
Редактор О.Спесивых Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик
Заказ 2043 Тираж 396 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
После подключения эпектрокамина 2 к электросети лучистый поток от нагревателя
4 направляется к отражателю З,.отражается от него и направляется далее к облучаемому объекту 1. С фронтальной стороны нагревателя 4 излучение минимально ввиду наличия теплоизоляции 6.
Использование изобретения позволяет снизить материалоемкость отражателя электрокамина на 20-30 (, и повысить эффективный радиационный КПД на 40 — 50 при обеспечении требований пожаробеэопасности.
Формула изобретения
Электрокамин, выполненный с круглосимметричным отражателем и установленным вдоль его оптической оси нагревателем, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости отражателя, обеспечения пожаробезопасности и повышения эффективного КПД нагреватель выполнен в виде размещенного нормально к оптической оси диска, его фронтальная сторона теплоизолирована, а профиль отражателя описывается уравнениями
15 dr р — а
- 9 2 оу"; о =
25 4rl — HD где r, р — полярные координаты поверхности зеркального отражателя; а- угол между оптической осью и отраженным лучом;
d, 0 — диаметр нагревателя и отражателя;
Н вЂ” размер зоны облучения по нормали к оптической оси;
1 — расстояние от центра координат до зоны облучения.
