Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11540
.pdf
Газовый камин состоит из огнеупорного кирпича 8, поддерживающего ряд излучателей 9 75, расположенных
рядом друг с другом, а под нижним концом которого находится газовая горелка 10.
В соответствии с изобретением продукты сгорания газового огня выбрасываются в твердое топливо, и в
конструкции 80 на рисунке 1 верхние концы излучателей 9 прилегают к передней части колосниковой решетки
5, которая для этой цели снабжена передним фланцем 11, имеющим ряд отверстий 12, позволяющих 85:
переход продуктов сгорания из различных источников излучения в твердое топливо.
Обращаясь теперь к рисункам 2 и 3, показана конструкция, аналогичная конструкции на рисунке 1, но с более
глубокой топливной решеткой, включающей основание 13 и переднюю часть 14 (рисунок 2), как это обычно
встречается в стандартных конструкциях каминов. Зольник 7 можно вынимать спереди из-под газового
камина, который установлен на ножках 05. На рисунке 3 передняя часть 14 снабжена выступающей вперед
частью 114, которая устанавливается под газовым камином для увеличения вместимости решетки.
Пожар, показанный на рисунке 4, аналогичен пожару на рисунке 1, но с той разницей, что огнеупорный кирпич
8 расположен вертикально. В результате пожар становится более компактным, а продукты сгорания
переходят в слой твердого топлива. Теперь обратимся к рисункам 5 и 5а, где показана модификация
изобретения, в которой теплопередача между двумя очагами пожара осуществляется в основном излучением,
при этом теплопередача невелика из-за переноса продуктов сгорания из газового очага в твердое топливо.
Однако очевидно, что теплопередача излучением может быть дополнительной к повышенному теплоотдаче,
достигаемому за счет прохождения продуктов через топливо. В конструкции, показанной на рисунке 5,
горючее топливо поддерживается спереди вертикально расположенными стержнями 16 из огнеупорного
материала 120, перед которыми расположены излучатели 9. Следует отметить, что излучатели находятся в
непосредственной близости от стержней 16, образующих переднюю часть очага. Пожар с использованием
твердого топлива.
На рисунке 5а показан аналогичный очаг пожара 125, в котором навес 4 снабжен откидной заслонкой для
подачи твердого топлива в очаг. Вместо стержней 16 находится решетка, образованная металлической
проволокой 161, на которую нанизаны булыжники-излучатели, расположенные перед газовым очагом.
На рисунке 9 показана модификация типа огня, изображенного на рисунках 7 и 8, с той разницей, что зона
горения 26 расположена между наклонными решетками 70 27' и 28'. Следует отметить, что между задним
лучистым источником газового огня и огнеупорным кирпичом 1 имеется проход, позволяющий размещать
твердое топливо на очаге 15. Обращаясь к рисункам 10 и 11, которые иллюстрируют огонь, аналогичный
изображенному на рисунке 6, решетки 22, 2-3, составляющие газовый огонь, отличаются только тем, что
нижняя решетка простирается до передней части колосниковой решетки 80.
который снабжен откидной крышкой 33 для доступа к решетке 18.
Схема, показанная на рисунках 12 и 13, является развитием формы огня, изображенной на рисунке 6, с
отличием 85.
Обоснование использования однослойного газового камина: Газовый камин включает наклонную решетку 34,
на которой расположены каменные излучатели, причем горелка, обозначенная цифрой 35, расположена ниже
и в передней части решетки 34.
Огнеупорный кирпич l снабжен выступающей частью 36, наклон которой продолжается металлической
решеткой 37 для сжигания топлива. В передней части решетки 37 находится шарнирная планка 39,
обеспечивающая доступ к решетке.
В конструкции, показанной на рисунке 14, помимо решетки 34 имеется нижняя газовая решетка 341,
аналогичная конструкции 100 на рисунке 11, причем каждая решетка имеет лучистые излучатели, а
колосниковая решетка для твердого топлива, обозначенная цифрой 40, установлена с возможностью
качательного движения и поддерживается с переднего конца L-образным стержнем 41, управляемым со
стороны 100 решетки рычагом 42, позволяющим опускать решетку 37 при необходимости.
Очевидно, что огонь, созданный в соответствии с данным изобретением, может быть использован для
нагрева котла, например, котла кухонной плиты, как показано на рисунках 15 и 16.
Для этой цели в задней части комбинированного топочного котла расположен котел, обозначенный цифрой
43, образующий заднюю часть топки из твердого топлива 115. Предпочтительно, как показано на рисунке, в
задней части котла предусмотрен дымоход 44, нижний конец 45 которого открывается в колосниковую
решетку в нижней части топки из твердого топлива, а тяга, через которую осуществляется управление
дымоходом 12 Q с помощью заслонки 46 (рисунок 15) обычной конструкции.
Теперь обратимся к рисунку 17, на котором показана другая форма огня, аналогичная показанной на рисунках
6 и 11. 25 В этой конструкции газовый камин состоит из одной решетки 47, которая построена из ряда
стержней или брусков 48 из огнеупорного материала, поддерживаемых нижним концом на выступе или в
гнездах 130; выступающих над верхней частью газового камина, чтобы предотвратить попадание угля в него.
Пространство над радиаторами может быть заполнено булыжниковыми радиаторами 161. Колосниковая
решетка 5 может быть способна совершать колебательные движения с целью удаления золы в поддон 7, а в
передней части решетки может быть предусмотрена «скользящая заслонка с переменным ходом» (не
показана) для регулирования потока воздуха к топливному слою.
На рисунке (3) показана дальнейшая модификация, в которой передача тепла между очагами осуществляется
как излучением, так и выделением продуктов сгорания из газа в твердое топливо. Топливный очаг на рисунке
6 снабжен нижней колосниковой решеткой, обозначенной цифрой 18, и верхним элементом 19 в виде
жарового прутка, закрепленного с одного конца цифрой 20 таким образом, чтобы он мог совершать угловое
перемещение, а с другого конца – элементом 21, посредством которого перемещение может передаваться на
саму колосниковую решетку 19, чтобы обеспечить подачу топлива на основную колосниковую решетку 18 или
удаление золы с верхней колосниковой решетки 19, когда используется только она.
Газовый огонь в этой конструкции наклонен и образован верхней и нижней решетками 22 и 23 соответственно,
установленными под наклоном и расположенными над колосниковой решеткой 18; каждая решетка состоит из
ряда стержней из огнеупорного материала, поддерживаемых соответствующим образом. 24 — это газовая
горелка.
Предпочтительно, как показано на рисунке, на стержнях 22 располагаются галька из огнеупорного материала,
обозначенного цифрой 25, которая светится при нагревании.
23 Или же они могут быть навинчены на стержни. В этом случае продукты сгорания газа поступают главным
образом в верхнюю часть очага, расположенную над колосниковой решеткой 19. Передача тепла также
происходит путем излучения между газовыми решетками 22, 23 и твердым топливом на колосниковой
решетке 18.
На рисунках 7 и 8 газовый камин встроен в топку и включает внутреннюю зону горения, обозначенную в целом
цифрой 26. Эта зона образована двумя сходящимися вверх решетками 27 и 28, состоящими из ряда
горизонтально расположенных стержней. Задний ряд 28 образует переднюю часть топливного камина,
обозначенную в целом цифрой 29. Передняя часть камина состоит из мата или решетки 30 из огнеупорного
материала, а между решеткой 30 и передним рядом стержней 27 расположены булыжниковые излучатели 31,
некоторые из которых могут быть навинчены на самый верхний стержень. 32 — это газовая горелка,
расположенная в нижней части зоны горения 26. В этой конструкции происходит передача тепла излучением,
и продукты газового камина также частично проходят через слой твердого топлива. В комбинированном
камине, показанном на рисунках 6, 7 и 9, также может быть предусмотрено сжигание твердого топлива в
407,923 A 7; в жарочном бруске 49 u 1nd на своих верхних концах в углублениях, образованных в посадочном
месте 50, интегрированном или закрепленном с огнеупорным кирпичом 51. Стержни поддерживают каменные
излучатели 52, которые удерживаются на месте с помощью второго жарочного бруска 53 или других
подходящих средств 54, являющихся газовой горелкой.
Огнеупорный кирпич 1 в задней части колосниковой решетки может быть снабжен отверстием,
сообщающимся с каналом 55 для подачи топлива на решетку, при этом верхний конец канала снабжен
крышкой 56.
Следует понимать, что городской газ, бензин, сжиженный газ или нефтяной газ и тому подобное могут
сжигаться в огне этого источника.
Очень хорошие результаты можно получить при сжигании газа или газовой смеси с теплотворной
способностью около 1 ()0 B T I T's или от 8 O до 150 LB T Ll',s на кубический фут R O.
Этот газ с низкой удельной мощностью может быть получен обычными процессами карбонизации,
используемыми для угля, нефти и тому подобного, либо в процессе, либо впоследствии, разбавляя его газом
более низкого качества, например, генераторным газом, доменным газом или отходами печного
производства, бензином или мазутом.
В качестве твердого топлива могут использоваться уголь, антрацит, кокс, в том числе твердые разновидности,
такие как печной кокс, лигнит, древесина, опилки или торф.
1 Было установлено, что этот маломощный газ обладает особыми характеристиками при использовании в
сочетании с твердым топливом, особенно в отношении влияния высокой температуры, продуктов сгорания на
скорость сгорания такого твердого топлива и высокой температуры, до которой они нагреваются без
существенного сгорания. Твердое топливо функционирует почти так же, как и горючие излучатели, с тем
огромным преимуществом, что теплота огня может быть незначительно или значительно увеличена.
Действительно, сочетание газа с твердым топливом позволяет регулировать тепловыделение от твердого
топлива практически с той же точностью, что и при использовании только газового камина, что дает
значительное преимущество в комфорте и экономичности.
Кроме того, в таких газовых горелках сжигаются отходы, что приводит к засорению горелок.
Высокоэнергетические газы, такие как газы с удельной теплоемкостью 1000 B.Th на кубический фут, или
другие газы более низкого качества, хотя и относящиеся к категории высокоэнергетических, также могут
использоваться в сочетании с твердым топливом, но низкоэнергетические газы, по-видимому, обладают
существенными преимуществами как с точки зрения простоты требуемой установки и экономичности
производства, так и в применении с твердым топливом.
Хлавинг подробно описал и выяснил природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_407924.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=407924&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB407924A
[]
Второе издание
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 15 июня 1932 г. № 16887/32.
Фотография слева: 15 июля 1933 года.
407,924 Опубликовано полностью, 15 марта 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электрических систем отопления зданий и связанные с ними аспекты. Мы,
Джозеф И. Тейлор, Джеффри Филип Тейлор, Айнни Тейлор и Катилин Миабе Ли Тейлор, все проживающие по
адресу: Муркрофт, Куинс-роуд, 14, Хаддерсфилд, графство Йоркшир, все подданные Великобритании,
настоящим заявляем, что данное изобретение относится к отоплению зданий или других помещений
электрическим током.
Целью изобретения является усовершенствование существующих методов электрического отопления как с
точки зрения первоначальных затрат на установку, так и с точки зрения эффективности и результатов,
получаемых в процессе эксплуатации.
Во всех существующих системах электрического отопления ток передается по проводникам высокой
проводимости либо к специальным устройствам, таким как радиаторы и тому подобное, либо к «панелям»,
содержащим провода с высоким сопротивлением, либо к проводам и нагревательным элементам с высоким
сопротивлением, встроенным в штукатурку стен или потолков. Следовательно, помимо стоимости
используемых фитингов, значительные участки используемой проводки не выполняют никакой полезной
функции, кроме как передачи тока к нагревательным элементам и от них, в то время как в случае панельного
отопления это невозможно применить к существующему зданию или помещению таким образом, чтобы его
можно было скрыть, а в случае использования встроенных резистивных проводов их можно установить только
во время возведения здания или подобного сооружения.
Наше изобретение характеризуется тем, что обогрев любого здания или помещения осуществляется с
помощью так называемой «системы нагревательного провода», то есть использование нагревательных
приборов, панелей или высокотемпературных резистивных устройств исключается, и весь обогрев
осуществляется путем прохождения тока через проводник с таким сопротивлением, которое позволяет при
определенном напряжении обеспечить цепь или цепи достаточной длины для распределения тепла по
относительно большой поверхности или поверхностям и поддержания желаемой температуры в помещении
или другом месте.
При применении данного изобретения мы используем проводники, изготовленные из металлов и/или сплавов
с различным удельным сопротивлением, а также проводники, в которых жилы могут быть изготовлены из
различных металлов и сплавов, и комбинации таких проводников могут использоваться в любой цепи.
Проводники могут быть многожильными или ленточными, чтобы обеспечить максимально возможную
площадь поверхности по отношению к их площади поперечного сечения. Они, как правило, будут иметь
низкое удельное сопротивление и достаточную площадь поперечного сечения для обеспечения необходимой
механической прочности, которой желательно обладать проводникам, используемым в электропроводке. Во
всех точках соединения площадь поперечного сечения проводников может быть увеличена путем скручивания
и соответствующей изоляции многожильных медных проводников высокой проводимости нагревательными
проводниками, так что эффект нагрева в точке соединения снижается до минимума. В случае проводников,
снабженных изоляцией и защитным покрытием, защитное покрытие может быть гофрированным или
ребристым для увеличения теплопроводности. Проводники 80 могут быть изготовлены в виде катушек, бухт
или подобных устройств и могут быть помечены через определенные интервалы, при этом сопротивление
проводника может оставаться на катушке, бухте или подобном устройстве и/или сниматься с нее, так что вся
необходимая информация 85 о теплотворной способности легко определяется без применения испытаний,
измерений или расчетов. Сочетание относительно большого сечения и площади поверхности, значительной
длины и низкого удельного сопротивления 90 позволяет нам снизить нагрузку и, как следствие, температуру
проводника до любого желаемого минимума, даже до доли ватта в час на фут длины кабеля, и,
следовательно, мы можем обеспечить отопление при более низкой температуре, распределенной по большей
площади, чем это было раньше, и получить все вытекающие из этого преимущества, такие как повышение
комфорта лучистого тепла, большая чистота и свежесть атмосферы, снижение теплопотерь из конструкции и
т. д. Низкая температура проводников также позволяет нам без вредного воздействия использовать
фактическую конструкцию здания в качестве компонента. 1 407 924 часть нашей системы «Нагревательный
провод» путем размещения проводников внутри полостей и тому подобного в конструкции, при этом
проводники передают тепло конструкции, которая, в свою очередь, поглощает, рассеивает и повторно
передает тепло в помещения или другие места.
В современных системах электрического отопления обычно используются дорогостоящие проводники с
высоким удельным сопротивлением, такие как никель-хромовый сплав, чтобы обеспечить необходимое
сопротивление в относительно небольших пространствах. В случае радиаторов и подобных устройств
проводники обычно состоят из катушки или катушек одножильного провода, работающего при температуре от
1400 до 16000 градусов по Фаренгейту. В случае низкотемпературных панелей и подобных устройств обычно
используются многожильные проводники, чтобы поддерживать температуру проводников на как можно более
низком уровне, но, как правило, для обеспечения необходимой нагрузки в имеющемся пространстве
необходимо использовать проводники с высоким удельным сопротивлением.
В нашем изобретении условия совершенно иные, и, как правило, выгоднее использовать проводники с низким
удельным сопротивлением, которые можно изготавливать примерно за четверть или даже меньше стоимости
никель-хромовых проводников аналогичного сечения, поскольку таким образом мы можем создавать цепи
очень значительной длины, в результате чего процент цепи, которая продолжается за пределами
отапливаемого помещения обратно к источнику питания или распределения, сводится к пренебрежимо
малому минимуму.
Проводники обычно изготавливались в виде катушек и тому подобного значительной длины и маркировались
номинальной мощностью в британских тепловых единицах, сопротивлением, длиной, размером, мощностью в
ваттах, напряжением, током, повышением температуры внешней поверхности над атмосферой в различных
условиях, а также любой другой информацией, которая может быть желательна или необходима для
правильного применения. Например, две катушки по 500 футов каждая, рассчитанные на 500 ватт или 1 ватт
на фут в час и напряжение, обеспечат потребности помещения или пространства, требующего 1000 ватт при
нагрузке 1 ватт на фут и 200 вольт, при последовательном соединении для образования одной цепи,
рассчитанной на 200 вольт. Такая длина проводника, равномерно распределенная по желаемой площади
поверхностей в помещении или пространстве, может обеспечить очень значительную площадь поверхности с
низким уровнем лучистого тепла. Таким образом, видно, что, используя катушки проводников различной
мощности, можно создать любую желаемую нагрузку.
Наша система электропроводки с нагревательными проводами аналогична известным системам
электропроводки, в которых проводники передают электрический ток к электрическим лампам, нагревателям,
двигателям и другим устройствам, потребляющим ток, за исключением того, что проводники в нашем
изобретении расположены в непрерывных цепях от источника питания и обратно к нему и обеспечивают
нагрев без использования каких-либо дополнительных нагревательных элементов. Используемые
проводники, способ их изоляции и/или защиты, а также методы их установки, как правило, соответствуют
«Правилам по электрооборудованию зданий», опубликованным «Институтом инженеров-электриков», но не
обязательно, поскольку указанные правила предназначены для регулирования установки систем
электропроводки для освещения, электропитания и т. д., в которых действуют иные факторы, чем в нашей
системе электропроводки с нагревательными проводами.
Используемые проводники, как правило, должны быть надлежащим образом изолированы и/или защищены,
хотя в местах, куда доступ имеют только уполномоченные лица, могут использоваться неизолированные
и/или незащищенные проводники. Проводники могут прокладываться рядом с поверхностью, по которой
осуществляется распределение, или внутри нее, или же они могут располагаться в пространствах между
перегородками, например, в пространстве между потолком нижней комнаты и полом верхней комнаты, в
перегородках, образующих стены, над потолками и под полами, или же полы могут быть обшиты двойными
досками и иметь зазоры между двумя слоями досок, в которые проводники могут быть надлежащим образом
вставлены. Удобным способом крепления проводников к такой поверхности, как потолок, стена или пол, будет
использование контейнеров, состоящих из основания из подходящего материала, таким образом, чтобы
обеспечить ряд соединительных каналов, в которые можно вдавливать проводники, а поверхность основания
затем покрывается тонкой бумагой. металл, линолеум или другой материал, который может образовывать
чистовую поверхность потолка, стены или пола и полностью скрывать проводники.
Основной элемент может быть перфорирован таким образом, чтобы обеспечить непрерывный, соединенный
между собой воздушный канал внутри него, по которому воздух может циркулировать конвекцией и, таким
образом, способствовать рассеиванию и распределению тепла, выделяемого проводниками.
Могут быть приняты меры для размещения 125 или компенсации любого расширения или сжатия воздуха,
которое может произойти.
Некоторые поверхности контейнеров могут быть покрыты металлической краской или металлической фольгой
для повышения теплопроводности, а также, при необходимости, в зависимости от требований и
обстоятельств конкретного случая.
Согласно метеорологическому отчету № 70 для Великобритании и Ирландии, средняя температура за шесть
месяцев, начиная с 1 октября и заканчивая 31 марта, в период с 1871 по 1905 год включительно составляла
41 градус по Фаренгейту. Похолодания до 70 градусов по Фаренгейту, длившиеся три дня или более,
случались крайне редко.
Обычно при установке систем отопления обеспечивают достаточную мощность для поддержания внутренней
температуры 80 600 °F, когда наружная температура составляет 300 °F. Таким образом, одна треть
первоначальных затрат приходится на дополнительное оборудование для борьбы с периодическими
похолоданиями, вызванными неспособностью оборудования справляться с периодическим увеличением
нагрузки. Ценной особенностью нашего изобретения является то, что необходимо обеспечить оборудование
только для нормальных условий, поскольку благодаря низкой температуре, при которой работает система,
она может справляться с периодическими понижениями наружной температуры, возникающими при
повышении нормальной температуры системы.
Это может быть достигнуто путем установки повышающего трансформатора, работающего на всей установке,
или путем установки последовательно-параллельных переключателей, воздействующих на часть каждой
цепи, так что часть цепи или цепей, находящаяся вне зоны управления переключателем, будет автоматически
повышаться или понижаться по температуре в результате действия переключателя на управляемую им цепь.
Мы не хотим ограничиваться только описанными выше методами регулирования температуры, поскольку
существуют или могут существовать другие методы, но по практическим соображениям описанные методы
являются предпочтительными, однако любая форма управления может включать в себя установку
термостатов для ввода системы в эксплуатацию или вывода ее из нее в зависимости от условий.
Хотя мы и описали наше изобретение как включающее в себя создание 115 цепей нагревательных
проводников от источника питания и «обратно к нему», очевидно, что в некоторых случаях будет желательно
прокладывать цепи нагревательных проводников от точек распределения и 120 соединять эти точки с
источником или источниками питания с помощью обычных высокопроводящих изолированных фидеров.
Изобретение обладает большим практическим преимуществом, поскольку позволяет распределять и
рассеивать низкотемпературное лучистое тепло с очень большой площади поверхности, и весь проводник,
составляющий цепь, используется для теплоотдачи, так как любая длина провода улучшает рассеивание
тепла. Кроме того, крышки могут быть тиснеными для увеличения площади рассеивания. В случаях, когда
контейнеры устанавливаются на всех поверхностях стен, потолка и пола помещения, это эквивалентно
установке теплозащитного экрана внутри помещения, который полностью изолирует холодную конструкцию
здания, которую нецелесообразно быстро нагревать. Следствием этого является то, что благодаря тому, что
поверхности контейнеров нагреваются гораздо быстрее, чем можно было бы нагреть твердую конструкцию, с
помощью этого метода отопления можно быстро создать комфортную температуру внутри помещения.
Пропорциональные результаты достигаются в зависимости от площади, на которую распространяется тепло.
Контейнеры также могут использоваться для прокладки всех мелких проводников, используемых для
освещения, электроснабжения, телефонов, звонков и всех других электротехнических систем, что
значительно снижает затраты.
стоимость таких услуг.
В тех случаях, когда используемые корпуса изготовлены из изоляционного материала, могут применяться
неизолированные или эмалированные проводники.
Изолированные проводники могут прокладываться по потолкам и стенам, за деревянными элементами,
стеновыми панелями, мрамором, сланцем и другими видами облицовочной плитки.
В случаях, когда нагревательные провода прокладываются внутри полостей и зазоров, изолированные и
защищенные проводники могут быть надлежащим образом размещены внутри этих зазоров без
дополнительной оболочки, либо могут быть помещены в контейнеры, оболочки или другие подходящие
корпуса. Они могут либо располагаться на некотором расстоянии от конструкции, либо соприкасаться с ней.
Для разделения цепей могут использоваться изоляционные перегородки или перегородки в тех случаях,
когда, например, полость между потолком комнаты на первом этаже и полом комнаты на втором этаже
используется для отопления этих двух помещений.
Для обогрева верхних слоев высотных зданий, а также для обогрева промышленных и промышленных
помещений могут использоваться неизолированные проводники, установленные на изоляторах или
расположенные в виде проволочных кабелей. Такие проводники обычно продолжаются до источника питания
с помощью изолированных нагревательных проводников.
Как правило, схемы нагревательных элементов были устроены таким образом, чтобы каждое помещение или
место можно было контролировать отдельно.
Следует признать, что при практическом применении изобретения могут использоваться различные методы
или решения, отличные от вышеупомянутых, точная форма используемого проводника, способ его изоляции,
если требуется изоляция, форма контейнера или изделия.407,924:
Проводник, соединяющий собственно помещение или место с точкой распределения или подачи тепла, будет
способствовать обогреву любого другого помещения, коридора или подобного пространства, через которое он
проходит.
Датировано 14 июня 1932 года.
Баррон и Левин, здания на Стейшн-стрит, Хаддерсфилд.
Представители заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электрических систем отопления зданий и связанные с ними аспекты.
Мы, Джозеф Генри Тейлор, Джеффри Филип Тейлор, Энни Тейлор и Кэтлин Мейбл Тейлор, все проживающие
по адресу: Муркрофт, Куинс-роуд, 14, Хаддерсфилд, графство Йоркшир, все подданные Западной
Великобритании, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно
быть реализовано, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к отоплению зданий, транспортных средств, судов или других сооружений с
помощью электричества.
Существовавшие ранее методы электрического отопления можно условно разделить на два основных класса:
во-первых, радиаторные или нагревательные устройства, работающие при высокой температуре, и,
во-вторых, низкотемпературные или панельные нагреватели. В первом из вышеупомянутых классов обычно
используются проводники с высоким удельным сопротивлением более 90 микрон/м² на см³, такие как
никель-хромовые сплавы с высоким содержанием хрома, что позволяет разместить необходимое
сопротивление в относительно небольших пространствах. Например, проводники могут представлять собой
катушку или катушки одножильного провода чрезвычайной тонкости и относительно небольшой длины,
работающие при температуре от 14000 до 16000 °F.
В панельных нагревательных элементах проводники, изолированные и защищенные различными способами,
обычно встраиваются в штукатурку или другой материал, образующий потолки, стены или полы здания, или
заключаются в панели или корпуса, которые встраиваются в такие поверхности или закрепляются на них.
Хотя в таких системах могут использоваться многожильные проводники для поддержания относительно
низкой температуры проводников, обычно используются проводники с высоким удельным сопротивлением и
относительно небольшой длиной для обеспечения необходимой нагрузки в имеющемся пространстве. При
встраивании тепло от проводников передается и распределяется через материал, в который они встроены, и
проводники обычно имеют такую номинальной мощностью, чтобы создавать температуру распределяющего
материала, приближающуюся к температуре радиаторов горячей воды или пара. Были приняты различные
меры для равномерного распределения и передачи тепла на излучающую поверхность, а также для
укрепления штукатурки или другой отделочной поверхности, чтобы предотвратить растрескивание и снизить
риск возгорания.
В качестве примеров таких относительно низкотемпературных нагревателей было предложено создать
медный кабелепровод с низким сопротивлением, состоящий из одной жилы проволоки SWG (площадь
поперечного сечения 0,00031 квадратных дюйма) или проволоки SWG 2B (площадь поперечного сечения
0,00025 квадратных дюйма), изолированной двойным хлопковым покрытием, намотанным вокруг
изолирующего сердечника и нагруженным для достижения рабочей температуры около 2000 °F. Такая
конструкция требует наличия устройства, действующего как относительно низкотемпературный радиатор с
нагревательной поверхностью приблизительно один квадратный дюйм на потребляемый ватт. Также было
предложено создать нагревательную панель, содержащую резистивный проводник, расположенный в воздухе
для целей изоляции и нагреваемый при такой температуре, чтобы излучающая поверхность панели, с которой
рассеивается тепло, предпочтительно не превышала температуру 1300-1500 °F. Принимая во внимание
градиент тепла между расположенными в воздухе проводниками и указанной поверхностью При увеличении
их относительных размеров до 90 градусов станет ясно, что температура проводника будет значительно
выше.
В другом примере использовался изолированный проводник, изготовленный из сплава легкоплавких
металлов, плавящихся при температуре от 1500 до 200 °F, который был встроен в потолки, стены и тому
подобное в помещениях с целью повышения температуры поверхности больших помещений до 100 °C.
температура 900-1000 °F. Мы не заявляем здесь о какой-либо системе встроенных проводников,
предназначенных для плавления при температуре внутри них порядка 1500–2000 °F. 1 ( 5 Также хорошо
известно, что для обогрева грунта в садоводческих или других целях используются так называемые в данной
области кабели для подогрева почвы. Насколько нам известно, эти кабели изготовлены из резистивных
проводников с малым поперечным сечением порядка 0,00–0,052 кв. дюйма (23 S W G) или менее, длиной
приблизительно 50 дюймов при напряжении питания 230 вольт, при этом проводник изолирован асбестом,
который снаружи покрыт бумажной и свинцовой оболочкой. Каждая из вышеупомянутых длин фактически,
следовательно, образует гибкий резистивный элемент, провод которого имеет длину Длина кабеля
составляет 1,510 фута при нагрузке около 700 ватт. Для других напряжений длина может быть
скорректирована пропорционально, например, при напряжении питания 115 вольт длина кабеля должна быть
уменьшена вдвое, и результирующая нагрузка будет вдвое меньше указанной выше.
В других кабелях, предназначенных в первую очередь для нагрева почвы, но также, как утверждается,
пригодных для отопления зданий, предлагалось использовать электрический кабель, включающий проводник
из материала с высоким омическим сопротивлением, изолированную оболочку из термостойкого материала,
такого как асбест или слюда, и внешнюю оболочку из магнитного материала с высокими потерями на
гистерезис и вихревые токи. Цель этой оболочки состоит в увеличении количества тепла, выделяемого на
внешней стороне кабеля при прохождении тока. Мы не заявляем здесь о существовании изолированного
кабеля с внешней магнитной оболочкой, предназначенного для создания эффекта высокого гистерезиса и
вихревых токов. Все вышеописанные нагреватели, следовательно, могут рассматриваться как
нагревательные устройства, требующие конструктивных особенностей, к которым напряжение питания
подается посредством проводников высокой проводимости, являющихся частью электропроводящих систем
известных типов. Эти электропроводящие системы соответствуют определенным нормам и включают
изолированные кабели, изоляция которых имеет определенное минимальное диэлектрическое
сопротивление. Например, в Соединенном Королевстве изоляционный диэлектрик таких электропроводящих
систем должен быть например, чтобы выдерживать испытание давлением переменного тока 1000 вольт в
течение 15 минут между проводниками. Изолирующий диэлектрик, обычно используемый в таких известных
системах проводки, может состоять из негигроскопичного материала, такого как вулканизированная
каучуковая резина, или из гигроскопичного материала, такого как пропитанная бумага или волокно, покрытые
плотно прилегающей водонепроницаемой свинцовой оболочкой.
Целью данного изобретения является создание усовершенствованных систем отопления зданий или других
сооружений с помощью электричества, которые считаются более дешевыми в установке и более
эффективными в работе, чем те, которые использовались ранее, а также создание системы отопления,
которую можно установить «на месте» просто путем прокладки к существующей конструкции изолированных
кабелей, сопоставимых с известными системами электропроводки, упомянутыми выше для распределения
электроэнергии.
В системе, описанной в настоящем изобретении, свойство, присущее электричеству, а именно, что оно будет
поддерживать равномерный нагрев от конца до конца однородного проводника независимо от его длины.
Использование этого проводника может быть выгодно, и именно это свойство, которым не обладает ни один
другой нагревательный элемент, позволяет достичь основной цели изобретения, а именно распределения
тепла от относительно больших поверхностей, которые поддерживаются при относительно низкой
температуре выше температуры окружающей атмосферы, без какого-либо вредного воздействия на изоляцию
проводников. Здесь следует отметить, что настоящее изобретение ограничивается использованием
изолированных кабелей в обычном понимании этого термина, а именно, когда проводник кабеля снабжен
изоляционным покрытием вышеупомянутого характера и не включает в себя оголенные проводники с
воздушной изоляцией или оголенные проводники, расположенные в изоляционных средах, отличных от
диэлектрика кабеля, которые встроены в конструкцию здания.
Согласно настоящему изобретению, тепло выделяется в изолированных металлических кабелях 100',
установленных на потолках, стенах или подобных элементах конструкции, за исключением встроенных
кабелей, и соединенных в непрерывную цепь от источника питания без включения каких-либо
дополнительных нагревательных элементов или сред, причем указанные проводники имеют такие размеры
относительно потенциала источника питания, что нагрузка не превышает 1 Вт на погонный фут в случае
проводников с поперечным сечением 0,001 кв. дюйма, при этом максимальная нагрузка на погонный фут в
случае проводников других размеров прямо пропорциональна их соответствующим площадям поверхности. В
случае проводников, образованных из множества жил, площадь их поверхности будет считаться
соответствующей площади поверхности одножильного проводника с той же площадью поперечного сечения.
Если проводники встроены в штукатурку, бетон или другие вещества, нагрузка в соответствии с изобретением
не превышает 12 Вт на погонный фут для проводников с поперечным сечением. Площадь поперечного
сечения составляет 0,001 кв. дюйма, а для других проводников максимальная нагрузка будет прямо
пропорциональна их соответствующей площади поверхности.
Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения проводников класса 130 составляла более 0,001 кв.
дюйма.
В тех случаях, когда проводники кабелей изолированы негигроскопичным материалом, таким как
вулканизированный каучук, предпочтительно, чтобы нагрузка была такой, чтобы температура кабеля никогда
не превышала 1000 °F (450 °C).
В тех случаях, когда изоляция представляет собой гигроскопичный материал, такой как пропитанная бумага
или волокно, покрытый плотно прилегающей водонепроницаемой оболочкой, например, из свинца или иным
образом водонепроницаемым материалом, предпочтительно, чтобы нагрузка была такой, чтобы температура
кабелей никогда не превышала 1300 °F.
Проводники могут быть рассчитаны таким образом, чтобы обеспечивать постоянный тепловой эффект на
единицу длины, т.е. постоянную мощность на единицу длины, и могут представлять собой простые и/или
сложные цепи с различной нагрузкой и длиной, все из которых имеют одинаковый тепловой эффект на
единицу длины. Различные нагрузки при постоянном напряжении питания достигаются с одинаковым
тепловым эффектом на единицу длины и практически одинаковой температурой путем изменения длины и
удельного сопротивления проводников изолированных металлических кабелей, но при сохранении
практически одинаковой площади поперечного сечения и площади поверхности.
При применении данного изобретения используемые проводники изготавливаются из металлов и/или сплавов
с различным удельным сопротивлением, или же их жилы могут состоять из различных металлов и сплавов, а
также комбинации таких проводников могут использоваться в любой цепи. Проводники могут быть
многожильными или ленточными.
Конструкция проводников обеспечивает максимально возможную площадь поверхности по отношению к их
площади поперечного сечения. Как правило, они обладают низким удельным сопротивлением и достаточной
площадью поперечного сечения для обеспечения необходимой механической прочности, которой должны
обладать проводники, используемые в электропроводке. В случае шести проводников, снабженных изоляцией
и защитным покрытием, защитное покрытие может быть гофрированным или ребристым для увеличения
теплопроводности.
Кабели могут быть свернуты в катушки, бухты или аналогичные устройства и могут быть помечены через
определенные интервалы сопротивлением проводника, остающегося на катушке, бухте или аналогичном
устройстве и/или извлеченного из них, так что вся необходимая информация о теплотворной способности
может быть легко получена без применения испытаний, измерений или расчетов.
Кроме того, на катушках может быть указана или нанесена маркировка с указанием номинальной емкости в
британских термометрах (U-Tnit), сопротивления, длины, мощности, напряжения, тока, повышения
температуры внешней поверхности на 0,5 градуса выше атмосферной при различных условиях и/или любой
другой информации, которая может быть желательной или необходимой для правильного применения.
Сочетание относительно большой площади поперечного сечения и поверхности, а также значительной длины
позволяет снизить нагрузку и, как следствие, тепловое воздействие проводника до любого желаемого
минимума, даже до доли ватта в час на фут длины кабеля. Таким образом, становится возможным обеспечить
отопление при более низкой температуре, распределенной по большей площади, чем это было возможно
ранее, и получить все вытекающие из этого преимущества, такие как повышенный комфорт лучистого
отопления, большая чистота и свежесть атмосферы, снижение теплопотерь из конструкции и т.п. Низкая
температура кабелей также позволяет без негативных последствий использовать саму конструкцию здания в
качестве составной части системы отопления, заключая изолированные кабели в полости и тому подобное в
конструкции, при этом кабели передают тепло конструкции, которая, в свою очередь, поглощает, рассеивает и
Соседние файлы в папке патенты