ТЭН

Полезная модель относится к погружным бытовым электроприборам, предназначенным для подогрева и кипячения воды.
Целью полезной модели является повышение надежности мощного низковольтного малогабаритного ТЭНа для установки в автокипятильники.
Известно множество электрокипятильников. Аналогом является электрокипятильник патент RU №2031549 C1.
Сущность изобретения состоит в том, что плоский нагревательный элемент, при закипании воды, за счет движения восходящих потоков кипящей жидкости, начинает совершать колебательные движения. Этим достигается повышение интенсивности теплообмена между нагревательным элементом и водой.
Данное устройство способно работать лишь установленное на краю сосуда с водой. К тому же при питании низким напряжением и большим током необходимо будет значительно увеличить сечение токоподводящих проводников, что в результате затруднит колебательные движения устройства при закипании воды.
Прототипом данной полезной модели является электрокипятильник описанный в книгах: Квятковский С.Ф. и др. «Бытовые нагревательные приборы» и Лепаев Д.А. «Устройство и ремонт бытовых электроприборов».
ТЭН кипятильника устроен следующим образом - спираль из высокоомного сплава расположена в металлической трубке и засыпана кварцевым песком, окисью магния и пр. с последующей опресовкой.
Недостатком является то, что тепловой контакт с рабочей жидкостью имеет лишь наружная поверхность спирали через слой порошкового диэлектрика, теплопроводность которого ниже чем у листовой слюды. К тому же сложно выполнить надежную изоляцию спирали от металлической оболочки при толщине диэлектрика менее 1,0 мм.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности мощного низковольтного малогабаритного ТЭНа.
Цель достигается применением тонкого ленточного нагревательного элемента из хромоникелевого сплава, покрытого слюдой и обжатого в плоской тонкостенной трубке из нержавеющей стали.
Так как слюда является хорошим диэлектриком и в связи с низким напряжением питания достаточно небольшой толщины слюдяного покрытия - 0,2-0,3 мм.
В результате ленточный нагревательный элемент данной полезной модели имеет с обеих сторон интенсивный теплообмен с рабочей средой.
Анализ признаков предложенной полезной модели и прототипа показывает, что данная полезная модель превосходит выше описанный прототип.
1. Ленточный нагревательный элемент охлаждается с обеих сторон.
2. Слюдяной диэлектрик имеет лучшую теплопроводность.
3. В несколько раз меньше толщина диэлектрического слоя. Все выше изложенное позволяет значительно увеличить тепловой контакт рабочего элемента со средой и как следствие повысить надежность ТЭНа.
Полезная модель является новой и промышленно применимой.
На фиг.1 показан продольный разрез ТЭНа и его увеличенное поперечное сечение А-А.
ТЭН (см. фиг.1) содержит:
оболочку 1 из нержавеющей стали;
ленточный нагревательный элемент 2 из хромоникелевого сплава;
слюдяной диэлектрик 3;
медный ленточный токоподвод 4 приваренный к нагревательному элементу;
токоподводящий язычок 5;
вывод 6;
сварочный шов 7 соединяющий нагревательный элемент с оболочкой и исключающий попадание нагреваемой жидкости внутрь ТЭНа.
Применяется ТЭН следующим образом.
ТЭНу придается любая форма необходимая для установки в водонагревательное устройство. Оболочка 1 с помощью язычка 5, подключается к массе автомобиля. При подаче напряжения на вывод 6, ленточный элемент 2 начнет нагреваться и через слюдяной диэлектрик 3 и стенки оболочки 1 нагревать рабочую жидкость. Медный ленточный
токоподвод 4 исключает сильный нагрев места крепления ТЭНа и выводов. Идущий вместе с токоподводом 4 ленточный нагревательный элемент 2 предотвращает обрыв токоподвода.
Данные ТЭНы прошли испытания и показали высокую надежность. Так, например, ТЭН изготовленный из нержавеющей трубки диаметром 6 мм., длина рабочей части 450 мм., мощность около 800 вт. (сила тока примерно 30 ампер) в течении года работает в семилитровом кипятильнике установленном в автобусе.
Данная полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена в условиях механических мастерских.
Источники информации принятые во внимание при составлении заявки.
1. Пат. Р.Ф. №2031549 C1, 6 H 05 B, 3/78 от 24.02.92.
2. Квятковский С.Ф. и др. «Бытовые нагревательные приборы». М. Энергоатомиздат, 1987 г. С.72-74
Лепаев Д.А. «Устройство и ремонт бытовых электроприборов».
М. Легкая и пищевая промышленность. 1984 г. С.9