ЭЛЕКТРОКОНФОРКА

Полезная модель относится к области электротермии, в частности для электроконфорок, предназначенных для размещения в электронагревательном оборудовании (электрические плиты) для предприятий общественного питания и бытового назначения.
При создании конструкции электроконфорки одной из основных задач, которая решалась, являлось повышение тепловой эффективности за счет уменьшения потерь тепла на пути передачи теплового потока от нагревательных элементов к рабочей поверхности и повышение ее надежности.
Известна конструкция электроконфорки к тепловым аппаратам (см. Авторское свидетельство СССР №1136328, кл. Н05В 3/68), содержащая плоскую основу, установленную под ним опорную плиту, в каналах которой уложены трубчатые электронагреватели, прижатые пружиной, установленной под плитой. При этом электроконфорка содержит для повышения тепловой эффективности путем уменьшения коробления основы биметаллическую пластину, установленную в выемке, выполненной на внутренней поверхности основы в центральной зоне электроконфорки, и обращенной стороной с меньшим коэффициентом температурного расширения к опорной плите.
Недостатком известной электроконфорки является невысокая тепловая эффективность, обусловленная появлением в рабочем режиме сплошного воздушного зазора на пути передачи теплового потока от нагревательных элементов к рабочей поверхности, имеющем значительное термическое сопротивление, что приводит к перегреву трубчатого электронагревателя и как следствие к снижению надежности.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является электроконфорка (см. свидетельство на полезную модель, RU №11437 И1, МПК Н05В 3/68, заявка №99101285/20, 10.01.1999 р.).
Электроконфорка содержит корпус (крышку) и размещенный в нем нагревательный элемент, выполненный в виде толстопленочного нагревательного элемента, имеющего стальную основу, одна сторона которой выполняет функцию рабочей поверхности, а нерабочая поверхность содержит выполненную по ее краю теплозатворную канавку и размещенный под ней тарелкообразный отражатель, края которого запрессованы в основе заодно с краями корпуса.
На нерабочую поверхность нагревательного элемента нанесены электроизоляционный слой, толстопленочный резистивный слой (дорожка) и защитное диэлектрическое покрытие.
Толстопленочная резистивная дорожка содержит спирали, образующие зоны нагрева.
Электроконфорка работает следующим образом.
Нагревательный элемент подключен к источнику питания. В результате прохождения электрического тока по толстопленочной резистивной дорожке происходит разогрев спирали, и тепло распространяется в сторону рабочей поверхности и вниз корпуса, теплозатворная канавка препятствует передаче тепла к периферийной части конфорки. Тарелкообразный зеркальный отражатель осуществляет поворот к рабочей поверхности теплового потока, который направляется вниз корпуса.
Таким образом, выше описанная конструкция электроконфорки обеспечивает повышение тепловой эффективности за счет уменьшения потерь тепла на пути передачи теплового потока от элемента нагрева к рабочей поверхности, и возвращая часть теплового потока нагревательному элементу в области инфракрасного излучения.
Однако, в результате использования в известном техническом решении тарелкообразного отражателя для поворота теплового потока к нерабочей поверхности, который направляется вниз корпуса, происходит следующее - с увеличением температуры нагревательного элемента мощность его излучения увеличивается согласно закона Стефана-Больцмана;
4
j=EσT
где j - мощность излучения
Е - степень черноты
σ - константа Больцмана
Т - температура
Таким образом, при повышении температуры нагревательного элемента мощность его теплового потока в сторону отражателя существенно увеличивается, зеркальный отражатель возвращает основную часть излучения нагревательному элементу (резистивному слою), температура которого постоянно увеличивается, что приводит к:
- плавлению стеклосвязующего в составе резистивного слоя;
- плавлению защитного диэлектрического покрытия на металлической подкладке под резистивным слоем;
- окислению токопроводящей фазы.
Все эти процессы нарушают целостность токопроводящего слоя нагревательного элемента, что приводит к его разрушению и как следствие к снижению надежности электроконфорки.
Перед авторами стояла задача разработать конструкции электроконфорки с повышенной надежностью при сохранении ее тепловой эффективности.
Технический результат достигается тем, что в электроконфорке, содержащей крышку и толстопленочный нагревательный элемент, согласно полезной модели, на внутренней поверхности крышки выполнен теплоизоляционный слой, размещенный от поверхности нагревательного элемента на расстоянии более 2 мм.
При этом теплоизоляционный слой выполнен толщиной не менее 5 мм.
В качестве теплоизоляционного слоя может быть использован базальтовый картон, который крепится к внутренней поверхности крышки клеем, например, на основе жидкостного стекла.
При этом теплоизоляционный слой толщиной не менее 5 мм обеспечивает эффективные теплоизоляционные свойства, а размещение теплоизоляционного слоя от поверхности нагревательного элемента на расстоянии более 2 мм не допускает перегрев нагревательного элемента, поскольку уменьшение расстояния между теплоизоляционным слоем менее 2 мм приведет к существенному увеличению температуры нагревательного элемента, и как следствие к снижению надежности электроконфорки.
Таким образом, совокупность заявляемых существенных признаков позволяет предотвратить плавление стеклосвязующего в составе резистивного слоя, плавление защитного диэлектрического покрытия на металлической подкладке под резистивным слоем, и предотвратить окисление токопроводящей фазы.
Сущность полезной модели объясняется чертежом, где подан общий вид еклектроконфорки в разрезе.
Электроконфорка содержит жарочную (рабочую) поверхность 1, клемник 2, крышку 3, изоляционный слой 4, теплоизоляционный слой 5, толстопленочный нагревательный элемент 6, при этом на внутренней поверхности крышки 3 выполнен теплоизоляционный слой 5 толщиной не менее 5 мм и размещенный от поверхности толстопленочного нагревательного элемента 6 на расстоянии не менее 2 мм Толстопленочный нагревательный элемент 6 выполненный по известной технологии и состоит из металлической подкладки, диэлектрического слоя, резистивного слоя, диэлектрического защитного слоя.
Электроконфорка работает таким образом.
Толстопленочный нагревательный элемент 6 подключают к источнику питания (на чертеже не показан). В результате прохождения электрического тока по толстопленочному резистивному слою происходит разогрев нагревательного элемента 6, и тепло распространяется в направлении рабочей поверхности 1 и в сторону крышки 3. Теплоизоляционный слой 5, выполненный на внутренней поверхности крышки 3, предотвращает распространение тепла за пределы крышки 3, и способствует равномерному распределению температуры на жарочной (рабочей) поверхности конфорки. Температура толстопленочного нагревательного элемента при этом увеличивается на фиксированную незначительную (до 50°) величину благодаря отсутствию свойства зеркального отражателя со стороны теплоизоляционного слоя 5.
Стальная основа толстопленочного нагревательного элемента равномерно прогревается до рабочей температуры, заданной его мощностью.
Таким образом, конструкция предлагаемой электроконфорки имеет повышенную надежность и сохраняет ее тепловую эффективность.
Предлагаемая полезная модель может найти широкое использование в области электротермии, в частности для электроконфорок, предназначенных для установки в электронагревательном оборудовании (электрические плиты) для предприятий общественного питания и бытового назначения.