НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ БЫТОВЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ БЫТОВЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкциям толстопленочных нагревательных элементов для бытовых электроприборов, например, для конфорок кухонных плит, кофеварок, тостеров, водонагревателей.
Известна конструкция нагревательного элемента для электроконфорок (1), содержащая основание из стали, на которое нанесен слой эмали с обеих сторон, при этом на нижнюю поверхность нанесена толстопленочная нагревательная дорожка в форме меандра, стеклоизолирующий и защитный слой. Поверхность конфорки разделена на две зоны нагрева, внешнюю и внутреннюю, а также срединную и внешнюю ненагреваемые зоны, причем нагревательная дорожка в срединной ненагреваемой зоне имеет соединительные или контактные поверхности, а внутри внутренней нагревательной зоны - круговые отрезки, расположенные концентрически друг к другу, и в которых внутренняя нагревательная дорожка проходит меандрообразно, причем нагревательное воздействие внешних отрезков больше воздействия внутренних, а с помощью соединительных отрезков они связаны электрически.
Недостатком известной конструкции нагревательного элемента является его низкая эффективность работы, обусловленная низким сроком службы, из-за быстрого его разрушения по причине наличия на рабочей поверхности неравномерно чередующихся зон нагрева и холодных зон.
Известно техническое решение, в котором делаются конструктивные шаги по созданию нагревательного элемента с равномерным распределением тепла по поверхности. Это нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов (2), содержащий основание из стали, верхняя сторона которой является рабочей поверхностью, а на нижнюю сторону нанесены слои электроизоляционной эмали, толстопленочная резистивная дорожка, выполненная в виде по меньшей мере одной спирали с переменным шагом, с контактными площадками по концам, слой электроизоляции и теплозащитный слой, при этом на поверхности основания образованы внешняя, срединная и внутренняя зоны нагрева.
Недостатком этой известной конструкции является то, что на рабочей поверхности образованы зоны с разной температурой нагрева, что не решает задачи равномерного распространения тепла по поверхности нагревательного элемента. Образующиеся при этом пики температуры - неравномерные чередования холодных и горячих участков - приводят к изгибу стального основания, к растрескиванию и разрушению всех слоев - резистивного, электроизоляционного и теплозащитного. Следствием этого является низкий срок службы нагревательного элемента.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов (3), содержащий основание из стали, верхняя сторона которой является рабочей поверхностью, а на нижнюю сторону нанесены слой электроизоляционной эмали, толстопленочная резистивная дорожка, выполненная в виде двух спиралей с переменным шагом и разной шириной витков по длине, с контактными площадками на концах. Первая спираль выполнена из двух частей, одна из которых, в форме витка, образует внешнюю зону нагрева, а другая, в форме последовательно расположенных лепестков, образует внутреннюю зону нагрева. Вторая спираль выполнена в форме волнистой линии, плавно огибающей вторую часть первой спирали. При этом первая спираль выполнена большей мощности и большей ширины дорожки, чем вторая.
ны с разной температурой нагрева, что не решает задачи равномерного распространения тепла по поверхности нагревательного элемента. Образующиеся при этом пики температур, возникающие вследствие неравномерного чередования холодных и горячих участков, приводят к изгибу стального основания, к растрескиванию и разрушению всех слоев - резистивного, электроизоляционного и теплозащитного. Этим обусловлен низкий срок службы нагревательного элемента.
Решаемой задачей предлагаемого изобретения является повышение срока службы, надежности и эффективности работы нагревателя путем создания конструкции, обеспечивающей равномерное распределение тепла во всех зонах нагрева.
При этом должно быть обеспечено достижение следующих техникоэкономических результатов:
улучшены технические и эксплуатационные характеристики;
увеличен коэффициент полезного действия нагревателя;
повышена экономия электроэнергии.
Предлагается нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов, содержащий основание из стали, верхняя сторона которого является рабочей поверхностью, а на нижней стороне последовательно нанесены слой электроизоляционной эмали, толстопленочная резистивная дорожка, содержащая по меньшей мере две спирали, образующие зоны нагрева, и защитное диэлектрическое покрытие.
Достижение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что зоны нагрева выполнены в виде трех симметричных относительно центра основания и замкнутых друг на друга секторов, а основание снабжено выполнеными в центре его рабочей поверхности концентрическими антидеформирующими канавками (по меньшей мере одной).
Заявляемая полезная модель может быть признана соответствующей требованию новизны, поскольку не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам полезной модели.
Предлагаемая полезная модель соответствует требованию промышленной применимости, поскольку она изготавливается и используется в промышленности с обеспечением достижения усматриваемого в данной заявке технического результата.
Сущность заявляемого устройства поясняется следующим чертежом:
фиг. 1 - общий вид нагревательного элемента в разрезе;
фиг. 2 - то же, вид снизу.
Нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов (см. фиг. 1, 2) содержит основание 1 из стали, верхняя сторона которого является рабочей поверхностью, а на нижнюю сторону нанесены слой электроизоляционной эмали 2, толстопленочная резистивная дорожка 3 и защитное диэлектрическое покрытие 4.
Толстопленочная резистивная дорожка 3 содержит (см. фиг. 2) две спирали 6 и 7 (с контактными площадками 8,9,10), образующие три зоны нагрева - 11,12,13.
Зоны нагрева выполнены в виде трех симметричных относительно центра основания 1 и замкнутых друг с другом секторов. Основание 1 снабжено выполненными в центре его рабочей поверхности концентрическими антидеформирующими канавками 5 (в данном случае одной).
Нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов изготавливается следующим образом. Вырубается основание из стали необходимого диаметра, например, для конфорки электроплиты диаметр основания равен 153мм или 188мм. Снимается окисная пленка с нагревательной поверхности. При необходимости рихтуется штампом со стороны рабочей поверхности.
Затем на нижнюю сторону основания наносят слой высокотемпературной электроизоляционной эмали, например, на полуавтомате Тропа-1 толщиной 150 - 200мкм, вжигают в печи, вынимают и охлаждают. После этого наносят резистивный слой на установке трафаретной печати. Затем наносят защитное диэлектрическое покрыше из высокотемпературной стеклокерамической эмали и вжигают при температурах вжигания проводника. После изготовления защитного покрытия на контактные площадки устанавливают с помощью специальной пасты контакты и производят их вжигание.
Нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов, например, в качестве электроконфорки, работает следующим образом. Нагревательный элемент устанавливают на электроплиту и подключают к источнику питания (на фиг. не показан). В результате прохождения электрического тока по толстопленочной резистивной дорожке 3 происходит разогрев спирали и распространяется тепло в сторону рабочей поверхности.
Симметричные зоны обеспечивают равномерное распространение тепла по поверхности нагревательного элемента, а концентрические антидеформирующие канавки 5 препятствуют изгибу стального основания 1. В результате предлагаемая конструкция обеспечивает повышение эффективности и надежности работы нагревательного элемента, повышение срока его службы.
Следствием этого является увеличение полезного действия нагревательного элемента, а также экономия электроэнергии.
Источники информации, используемые в описании полезной модели:
1.Нагревательный элемент для электроконфорок. Заявка ФРГ №3545.443, М.кл. Н05 В 3/68,1987.
2.Нагревательный элемент для электроконфорок. Заявка ФРГ №3545.454, М.кл. Н05В3/2б,1987.
3.Нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов. Патент РФ №2074.527, М.кл. Н05 В 3/68 публ. 27.02.1997 (ПРОТОТИП). Заявитель: АООТ РИФ Генеральный директор АООТ РИФ Авторы: Ковалев Б.И.
Д
Иванов А.С. . |/  Иванов А.С.