Электроконфорка для тепловых аппаратов Советский патент 1985 года по МПК H05B3/68 

ел

4

СО 00 Изобретение относится к электро термии, в частности к тепловьгм апп ратам, напримерКконфоркам электрических кухонных плит. tИзвестны конфорки, содержащие верхнее основание с гладкой рабочей поверхностью, нижнюю опорную плиту и трубчатые электронагреватели (ТЭНы) , расположенные ра;вномерно в каналах опорной плиты 1 . Однако данное устройство характеризуется невысокой тепловой эффективностью конструкции-, обусловленной короблением рабочей поверхиости конфорки из-за перегрева центральнсд части верхнего основания и отсутствия компенсации температурных деформаций-, возникающих в конструкции при нагревании и охлаясдении.. Известно также нагревательное устройство, имеющее круглую рабочу поверхность, в котором ТЭНы разнесены двумя группами симметрично (концентриЧно) относительно центральной его оси 21. Известное устройство характери. зуется недостаточной тепловой эффективностью из-за коробления ра бочей поверхности, связанной с неравномерным подводом тепла к верхнему основанию через сплошной воздушньй зазор применительно к элект роконфоркам прямоугольной формы в плане.. . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является электроконфррка для тепловых аппаратов, содержащая верхнее металлическое (стальное) основание с глад кой рабочей поверхностью прямоугол ной формы, -установленную под ним с зазором изоляционную опорную пли ту, скрепленную с основанием, на которой уложены в каналах двумя гр пами симметрично продольной оси ос нования с равномерным шагом трубг чатые электронагреватели 3. Однако данное устройство характеризуется недостаточной тепловой эффективностью, вызванной короблением рабочей поверхности -вследстви -неопределенности величины воздушного зазора, соотношений геометрических параметров (ширины и длины) злектроконфорки между собой и расстояния между группами ТЭНов. Цель изобретения - повышение те ловой эффективности путем уменьшения коробления рабочей поверхности э.лектроконфорки. Поставленная цель достигается тем, что в электроконфорке для тепловых аппаратов, содержащей металлическое верхнее основание с гладкой рабочей поверхностью прямоугольной формы, установленную под ним с зазором нижнюю опорную изоляционную плиту, скрепленную с основанием, на которой уложены в каналах двумя гпуппами симметрично продольной оси основания с равномерным шагом ТЭИы, указанный зазор 5 связан с толщиной основания соотношением 2 о 4г 3с , расстояние между группами нагревателей составляет 1/3 - 1/4 ширины конфорки В при длине конфорки U1,2B6b 1,7В, Установка опорной плиты с ТЭНами с зазором по отношению к верхнему основанию равным не менее удвоенной и не более утроенной толщины верхнего основания на расстоянии между собой равном не менее 1/4 и не более 1/3 ширины электроконфорки при ее длине равной не менее 1,2 и не более 1 ,7 ее ширины обеспечивает такой подвод тепла к верхнему основанию, при котором отсутствует коробление рабочей поверхности электроконфорки, что и увеличивает ее тепловую эффективность. При уменьшении величины зазора т.е. при установке -ТЭНов от верхнего основания на расстоянии менее удвоенной толщины верхнего основания, а также при изменении расстояния между группами ТЭНов (т.е. менее 1/4 и более 1/3 ширины электроконорки) и изменении соотношения ежду длиной электроконфорки и ее ириной в меньшую (1,2) или большую ( 1,7) стороны, как показали абораторные теплотехнические исПытания, имеет место значительное коробление рабочей поверхности. Только при установке ТЭНов при соблюдении этих соотношений между линой и шириной электроконфорки отсутствует коробление рабочей поверхности и увеличивается тепловая эффективность электроконфорки. . На фиг. 1 изображена электроконорка, вид сверху; на фиг. 2 - сеение А-А на фиг. 1. Электроконфорка содержит металическое (стальное) верхнее основание 1 толщиной сГ с гладкой рабочей поверхностью, прямоугольной в плане длиной L и шириной В, нижнюю опорную изоляционную плиту 2, имеющую открытые, сквозные прямолинейные 3, П-образные ТЭНы 4 с контактными стержнями 5, размещенные в каналах 3 плиты 2, экранирующий лист 6, поперечины 7, тепловую изоляцию 8 и эдектрическую сеть 9.

Основание 1 имеет продольные прямолинейные пазы 10 и 11, предназначенные для фиксации в них соответственно опорной плиты 2 и эк ранирующего листа 6. Опорная плита 2 установлена внутри основания 1 в пазах 10с зазором S .

П-образные ТЭНы 4 уложены в каналах 3 опорной плиты 2 контактными стержнями 5 в противоположные стороны, что необходимо для более равномерного прогрева основания 1. С помощью поперечиАы 7 ТЭНы 4 плотно прижаты к опорной плите 2. Одновременно поперечины 7 закрывают с торцов зазор S , препятствуя тем самым естественной конвекции воздуха и уменьшая потери тепла в окружающую среду.

П-образные ТЭИы 4 установлены двумя группами и разнесены относительно продольной оси основания в горизонтальной плоскости на расстояние не менее t/4 и не более 1/3 ширины В электроконфорки, при этом ТЭНы 4 размещены симметрично относительно центра конфорки и с равномерным шагом t между собой в каждой группе, а число каналов 3 в опорной плите 2 равно удвоенному количеству ТЭНов и форма каналов в поперечном сечении максимально согласована с формой ТЭНа. Длина электроконфорки Ь находится в определенном соотношении с ее шириной В и составляет не менее 1,2 и не более 1,7 ее (1,2 Б L 1,7 В). I

Верхнее основание 1, опорная плита 2 и ТЭНы 4 имеют возможность взаимного относительного передвижения между собой при нагревании и охлаждении электроконфорки, а экранирующий лист 6 расположен с зазором по отношению с опорной плите 2 в пазах 11 и снизу закрыт тепловой изоляцией 8. С помощью контактных стержней 5 ТЭНы 4 подключаются к электрической сети 9.

Электроконфорка работает следующим образом.

При включении ТЭНов 4 в электрическую сеть 9 нагревается опорная

5 плита 2, отбирая тепло от ТЭНов 4. Одновременно через зазор S нагревается верхнее основание 1 до рабочей температуры, равной 400°С. Эффект равномерного прогрева рабочей поверхности обусловлен расположением ТЭНов.

Как показали эксперименты, на электроконфорке размером 400x600 мм при изменении расстояния между

5 ТЭНами и верхним основанием или нарущении величины разнесения ТЭНов относительно продольной оси, а также нарушении указанного соотношения между геометрическими параметрами конфорки, имеет место значи тельное коробление рабочей поверхности.

Так, например, при приближении ТЭНов к верхнему основанию толщиной о 4 мм на расстояние 7, 6 и 4 мм, т.е. менее 8 мм (менее удвоенной толщины верхнего .основания), наблюдается значительное коробление рабочей поверхности конфорки. Прн

Q удалении ТЭНов от верхнего осно- ваиия на 13, 15 и 17 мк (т.е. более 12 мм) имеет место резкое падение тепловой эффективности электроконфорки) ..

Эффект коробления верхнего основания наблюдался и при нагреве электроконфорки,, имеющей размеры 400x600 мм, если группы ТЭНов были установлены на расстоянии 90,

80 и 60 мм (т.е. менее Г/4 Ширины),

или 140, 150 и 160 мм (т.е. более 1/3 ширины), а также если длина конфорки была равна 460, 420 tf (т.е. менее 1,2 В), 700 и 800 в (т.е. более 1,7 В).

Таким образом, только на осиове тщательно проведенных экспериментальных исследований опытным путем были определены оптимальная величина воздушного зазора, соотношения мезкду расположением групп ТЭНов, длиной Ь и шириной В электроконфор- . ки.

Необогреваемая зона верхнего 5 основания составляет как раз почти треть всей площади. В этом случае обеспечивается компенсация потерь тепла в окружающую среду от рабочей

поверхности путем смещения источников тепла к краям конфорки, а центральная часть основания прогревается теплопроводностью и одновременно излучением от опорной плиты через зазор.

В период нагрева, а также при охлаждении, основание, опорная плита и ТЭНы взаимно перемещаются, что снимает температурные деформации и уменьшает соответственно величину коробления ра,бочей поверхности. Одновременно экранирующий лист 6 отражает падающую на него лучистую энергию и перераспределяет ее на опорную плиту, которая- равномерно

7 :5 5

прогревается и в свою очередь излучает тепловой поток на верхнее основаниепо всей его площади, при этом тепловая изоляция уменьшает потери тепла в окружающую среду.

Предлагаемая конструкция является ремонтопригодной, что важно при серийном выпуске.

ТЭНы в предложенной конфорке легко заменить, а плотный контакт ТЭНов с опорной плитой способствует интенсивному отводу тепла от ТЭНов, что в свою очередь обуславливает снижение температуры на поверхности трубки ТЭНа и увеличение срока их службы.

ЭЛЕКТРОКОНФОРКА ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ АППАРАТОВ, содержащая верхнее тонколистовое металлическое основание с гладкой рабочей поверхностью. прямоугольной формы, установленную под ним с зазором изоляционную опорнуто плиту, скрепленную с основанием, на которой уложены в каналах двумя группами симметрично продольной ее оси с равномерным шагоц трубчатые электронагреватели, отличающаяся тем, что, с целью повьшения тепловой эффективности путем, уменьшения коробления, рабочей поверхности, указанный зазор S связан с толщиной основания « соотношением 2 (t S i Зо , расстояние между группами нагревйтелей составляет 1/3 - 1/4 ширины конфорки В при длине конфорки U1,. fe1,7 В. (Л

лГ

y////////7ZZZL

UJLUU

ULJUUULI

ji/ f-umL

y////r////A ///.

Фиг.2