(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (2 2 ) Data zgłoszenia: (51) IntCl6 F24H 7/00 F24H 9/18 H05B 3/48 ( 5 4 ) Akumulacyjny grzejnik elektryczny (30) Pierwszeństwo: , DE, P (73) Uprawniony z patentu: KKW - K ulm bacher K lim ageräte-werk GmbH, Kulmbach, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 07/95 (72) Twórcy wynalazku: Kaim Leo, Stockheim, DE Asperger Lutz, Weiden, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/98 (74) Pełnomocnik: Kamiński Zbigniew, KANCELARIA PATENTOWA PL B1 (57) 1. Akumulacyjny grzejnik elektryczny, składający się z osłony cieplnej, z umieszczonego w niej rdzenia akumulacyjnego, z umieszczonych w rdzeniu akumulacyjnym równoległych rur grzewczych, oraz w tych rurach spirali grzejnych, połączonych z mostkiem i z przewodami zasilającymi prądu trójfazowego, znamienny tym, że przynajmniej w jednej rurze grzewczej (11,12,13) jest umieszczona para równoległych spirali grzejnych (14 i 15, 16 i 17, 18 i 19), połączonych z jednej strony grzejnika z przyłączami (a, b, c, d, e, f) tablicy rozdzielczej (4), natomiast z drugiej strony - z przyłączami (g, h, i, j, k, l, m) mostków (21, 22, 23).

2 Akumulacyjny grzejnik elektryczny Zastrzeżenia patentowe 1. Akumulacyjny grzejnik elektryczny, składający się z osłony cieplnej, z umieszczonego w niej rdzenia akumulacyjnego, z umieszczonych w rdzeniu akumulacyjnym równoległych rur grzewczych, oraz w tych rurach spirali grzejnych, połączonych z mostkiem i z przewodami zasilającymi prądu trójfazowego, znamienny tym, że przynajmniej w jednej rurze grzewczej (11, 12, 13) jest umieszczona para równoległych spirali grzejnych (14 i 15, 16 i 17, 18 i 19), połączonych z jednej strony grzejnika z przyłączami (a, b, c, d, e, f) tablicy rozdzielczej (4), natomiast z drugiej strony - z przyłączami (g, h, i, j, k, l, m) mostków (21, 22, 23). 2. Grzejnik według zastrz. 1, znamienny tym, że każda para spirali grzejnych (14 i 15, 16 i 17, 18 i 19) rury grzewczej (11, 12, 13), jest połączona za pośrednictwem przyłączy (a i b, c i d, e i f) z jednym przewodem (L1, L2, L3) zasilającym prądu trójfazowego. 3. Grzejnik według zastrz. 1, znamienny tym, że rury grzewcze (11, 12, 13) przechodzą poziomo, ewentualnie pionowo zarówno przez rdzeń akumulacyjny (1), jak i przez ścianki (2a, 2b) osłony cieplnej (2). 4. Grzejnik według zastrz. 1, znamienny tym, że dwie sąsiednie rury grzewcze (11 i 12, 12 i 13), są od strony tablicy rozdzielczej (4) połączone kształtką w kształcie litery U. 5. Grzejnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość rur grzewczych (11, 12, 13) jest wielokrotnością liczby trzy. 6. Grzejnik według zastrz. 1, znamienny tym, że spirale grzejne (14, 15, 16, 17, 18, 19) rury grzewczej (11, 12, 13) są wykonane ze stali chromo-niklowej, i mają średnicę nie mniejszą niż 0,15 mm. 7. Grzejnik według zastrz. 1, znamienny tym, że rury grzewcze (11, 12, 13) są wykonane ze stali żaroodpornej, przy czym średnica tych rur (11, 12, 13) jest nie mniejsza niż 8 mm, a grubość ścianki - nie mniejsza niż 0,4 mm. * * * Przedmiotem wynalazku jest akumulacyjny grzejnik elektryczny, składający się z osłony cieplnej, z umieszczonego w niej rdzenia akumulacyjnego, z umieszczonych w rdzeniu akumulacyjnym równoległych rur grzewczych oraz z umieszczonych w tych rurach spirali grzejnych, połączonych z mostkiem i z przewodami zasilającymi prądu trójfazowego. Znane akumulacyjne grzejniki elektryczne składają się z osłony cieplnej, z umieszczonego wewnątrz niej rdzenia akumulacyjnego, z pionowych kanałów powietrznych, oraz spiral grzejnych, zasilanych prądem trójfazowym. Pod wpływem przepływu prądu elektrycznego przez spirale grzejne, rdzeń akumulacyjny nagrzewa się, i gromadzi określoną ilość ciepła, zależną od jego masy, wymiarów geometrycznych i ciepła właściwego. Nagrzewanie rdzenia akumulacyjnego realizuje się głównie w czasie małego obciążenia sieci elektrycznej, a ilość oddawanego do otoczenia ciepła, reguluje się za pośrednictwem pionowych kanałów powietrznych. Regulacji poziomu mocy nagrzewającej rdzeń akumulacyjny, dokonuje się przez zwarcie obwodu jednej, dwu, lub trzech spiral grzejnych, ewentualnie przez nierównomierne obciążenie faz prądu elektrycznego. Z opisu patentowego Wielkiej Brytani nr GB , znany jest akumulacyjny grzejnik elektryczny złożony z nałożonych na siebie płyt szamotowych, wyposażonych w owalne, pionowe kanały powietrzne oraz w otaczający je poziomy rowek, w postaci

3 sinusoidy. Wewnątrz rowka każdej płyty szamotowej, jest umieszczona jedna spirala grzejna, połączona z jednej strony grzejnika z przełącznikiem w postaci mostka. Akumulacyjny grzejnik elektryczny jest zasilany prądem trójfazowym, a liczba płyt szamotowych pieca jest równa wielokrotności liczby trzy. Spirale grzejne akumulacyjnego grzejnika elektrycznego, składającego się z dziewięciu płyt szamotowych są tak połączone z przełącznikiem, że ich liczba ustawiona w trybie grzania wynosi trzy, sześć, albo dziewięć. W tym akumulacyjnym grzejniku elektrycznym, możliwe jest ustawienie tylko trzech poziomów mocy grzewczej, przy braku możliwości regulacji wartości płynącego przez nie prądu. Przedstawiony w europejskim opisie patentowym nr EP akumulacyjny grzejnik elektryczny, składa się z osłony cieplnej, z umieszczonego wewnątrz niej rdzenia akumulacyjnego w postaci cegieł szamotowych, z pionowych kanałów powietrznych oraz z trzech spiral grzejnych. Spirale grzejne znajdujące się w osłonach cieplnych, mają kształt litery U, i są umieszczone poziomo w trzech prostokątnych kanałach, znajdujących się w rdzeniu akumulacyjnym. Każda ze spiral grzejnych jest połączona z wyłącznikiem i z termostatem, umożliwiając ustawienie mocy grzewczej na trzech poziomach. Niedogodnością tego akumulacyjnego grzejnika elektrycznego jest ograniczona liczba regulacji poziomów mocy grzewczej, oraz duże koszty wytwarzania. Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji akumulacyjnego grzejnika elektrycznego, eliminującej niedogodności znanych dotychczas grzejników, i umożliwiającego ustawienia wielu poziomów mocy grzewczej oraz jej regulacji w zakresie każdego z tych poziomów. Cel ten, realizuje konstrukcja akumulacyjnego grzejnika elektrycznego, w którym przynajmniej w jednej rurze grzewczej jest umieszczona para równoległych spiral grzejnych, połączonych z jednej strony grzejnika z przyłączami tablicy rozdzielczej, natomiast z drugiej strony - z przyłączami mostków. Każda para spiral grzejnych rury grzewczej, jest korzystnie połączona za pośrednictwem przyłączy z jednym przewodem zasilającym prądu trójfazowego. Rury grzewcze przechodzą poziomo, lub pionowo zarówno przez rdzeń akumulacyjny, jak i przez ścianki osłony cieplnej. Dwie sąsiednie rury grzewcze, są korzystnie od strony tablicy rozdzielczej połączone kształtką kolankową. Ilość rur grzewczych w grzejniku jest wielokrotnością liczby trzy. Spirale grzejne rur grzewczych są wykonane ze stali chromo-niklowej i mają średnicę nie niniejszą niż 0,15 mm. Rury grzewcze są wykonane ze stali żaroodpornej, przy czym średnica tych rur jest mniejsza niż 8 mm, a grubość ścianki - nie mniejsza niż 0,4 mm. Zaletą akumulacyjnego grzejnika elektrycznego według wynalazku jest możliwość ustawienia wielu poziomów mocy grzewczej oraz jej regulacji w zakresie każdego z tych poziomów, jak również prostota konstrukcji, a tym samym niskie koszty wytwarzania. Wynalazek jest przykładowo wyjaśniony na rysunku, przedstawiającym akumulacyjny grzejnik elektryczny w widoku z boku z częściowym przekrojem osiowym. Akumulacyjny grzejnik elektryczny według wynalazku, składa się z osłony cieplnej 2, wyposażonej z dwie ścianki boczne 2a i 2b, wewnątrz której jest umieszczony rdzeń akumulacyjny 1, oraz z trzech poziomych rur grzewczych 11, 12 i 13, równoległych względem siebie, oraz przechodzących przez rdzeń akumulacyjny 1 i ścianki boczne 2a i 2b osłony cieplnej 2. Wewnątrz każdej rury grzewczej 11, 12 i 13, znajduje się granulowany tlenek magnezu, i dwie spirale grzejne 14 i 15, 16 i 17 oraz 18 i 19, połączone z jednej strony z tablicą rozdzielczą 4, a z drugiej strony - z przyłączami g, h, i, j, k, l i m mostków 21, 22 i 23. Każda spirala grzejna 14, 15, 16, 17, 18 i 19, jest połączona z jednym przyłączem a, b, c, d, e i f tablicy rozdzielczej 4, przy czym każda para spiral grzejnych 14 i 15, 16 i 17, oraz 18 i 19, jest korzystnie połączona z parą przyłączy a i b, c i d oraz e i f, zasilanych odpowiednio przez przewody

4 L1, L2 i L3 prądu trójfazowego. Dzięki takiemu połączeniu, każda para spiral grzejnych rury grzewczej 11, 12 i 13, ma taki sam potencjał elektryczny. Spirale grzejne 14, 15, 16, 17, 18 i 19, są wykonane z drutu ze stali chromo-niklowej o średnicy nie mniejszej niż 0,15 mm. Rury grzewcze 11, 12 i 13, są wykonane ze stali żaroodpornej, o grubości nie mniejszej niż 0,4 mm oraz średnicy nie mniejszej niż 8 mm, korzystnie o średnicy 8,5 mm. Średnica rury grzewczej 11, 12 i 13 jest tak dobrana w stosunku do jej długości, aby gęstość mocy cieplnej nie przekraczała wartości 4 W/cm2. Rury grzewcze 11, 12 i 13, mogą być umieszczone z osłonie cieplnej zarówno poziomo, jak również pionowo, lub skośnie, a liczba umieszczonych w nich spirali grzejnych może wynosić jeden, dwa, lub trzy. Połączenie mostkami 21, 22, lub 23 przyłączy g, h, i, j, k, l i m, umożliwia ustawienie określonego poziomu mocy grzewczej grzejnika, jak również podział mocy między spiralami grzejnymi 14, 15, 16, 17, 18 i 19. W przedstawionym na rysunku przykładzie rozwiązania akumulacyjnego grzejnika elektrycznego, spirale grzejne 14 i 19, są zwarte za pomocą mostka 21, spirale grzejne 15 i 16 - za pomocą mostka 22, a spirale grzejne 17 i 18 - za pomocą mostka 23. Przy takim połączeniu spirali grzejnych 14, 15, 16, 17, 18 i 19 rur grzewczych 11, 12 i 13, spirale grzejne 15, 16, 17 i 18 służą do grzania akumulacyjnego, a dwie pozostałe spirale grzejne 11 i 19 - do grzania bezpośredniego. Oczywiście możliwa jest dowolna kombinacja połączeń spirali grzejnych 14, 15, 16, 17, 18 i 19 zarówno z przewodami zasilającymi L1, L2, L3 prądu trójfazowego, jak również między sobą za pośrednictwem mostków 21, 22, lub 23, co umożliwia wykorzystanie różnego poziomu mocy. Na przykład, rozwarcie mostka 21, powoduje rozwarcie obwodu między spiralami grzejnymi 14 i 19, a tym samym zmniejszenie o połowę mocy grzewczej rur grzewczych 11 i 13. W innej kombinacji połączeń, nie przedstawionej na rysunku, zwarcie spiral na przykład 14 i 15 rury grzewczej 11, oraz ich połączenie z przewodem zasilającym L1 prądu trójfazowego spowoduje, że cała rura grzewcza 11 będzie przeznaczona do grzania bezpośredniego, a dwie pozostałe rury grzewcze 12 i 13 - do grzania akumulacyjnego. Dla trzech rur grzewczych 11, 12 i 13, z umieszczoną w każdej z nich parą spirali grzejnych 14 i 15, 16 i 17, oraz 18 i 19, liczba poziomów mocy grzewczej wynosi sześć. Zwiększenie liczby różnych poziomów mocy grzewczej akumulacyjnego grzejnika elektrycznego według wynalazku, realizuje się przez zastosowanie, nie uwidocznionych na rysunku sześciu, ewentualnie dziewięciu rur grzewczych, z umieszczonymi wewnątrz nich dwoma, lub trzema spiralami grzejnymi, oraz z odpowiednią liczbą przyłączy do przewodów zasilających i mostków. W rozwiązaniu grzejnika według wynalazku, zamiast mostków, 21, 22 i 23, możliwe jest również bezpośrednie zwarcie określonych spirali grzejnych 14, 15, 16, 17, 18 i 19, oraz połączenie rur grzewczych 11, 12, lub 13 za pomocą specjalnych kształtek w kształcie litery U. Takie połączenie rur grzewczych 11,12 lub 13, redukuje konieczność stosowania mostków 21, 22 i 23, przyłączy g, h, i, j, k, l i m, oraz przewodów łączących te przyłącza ze spiralami grzejnymi, jak również powoduje zwiększenie powierzchni grzewczej rur grzejnych 11, 12, lub 13. W przypadku stosowania sześciu rur grzewczych, możliwe jest łączenie na przykład czterech rur grzewczych, za pomocą kształtek w kształcie litery W. Zmiana poziomów mocy akumulacyjnego grzejnika elektrycznego według wynalazku, oraz regulacja wartości prądu, przepływającego przez spirale grzejne 14, 15, 16, 17, 18 i 19, jest korzystnie wykonywana za pośrednictwem komputera. Ten komputer, w zależności od zaprogramowania, zwiera, lub rozwiera kolejne spirale grzejne 14, 15, 16, 17, 18 i 19 rur grzewczych 11, 12 i 13, oraz reguluje wartość płynącego przez nie prądu. Na przykład, przy małym zapotrzebowaniu na moc grzewczą, zwierane są dwie spirale grzejne 15 i 16 oraz regulowana jest wartość płynącego przez nie prądu, a przy zwiększonym zapotrzebowaniu - zwierane są następne spirale grzejne 17 i 18,

5 ewentualnie pozostałe spirale 14 i 19, z jednoczesną regulacją wartości przepływającego przez nie prądu. Celem optymalnego zużycia energii elektrycznej, korzystna jest regulacja wartości prądu przepływającego tylko przez dwie spirale grzejne, przy maksymalnym przepływie prądu przez pozostałe, zwarte spirale grzejne.

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł