ЭЛЕКТРОПЛИТА (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая полезная модель относится к электробытовым приборам. Известны два типа электроплит: стационарные кухонные в виде тумбочки и переносные настольные. В настольных электроплитах нагревательные элементы (конфорки) опираются непосредственно на корпус плиты. В стационарных электроплитах опирание конфорок осуществляется на рабочую поверхность плиты.
В обеих типах электроплит происходит потеря значительного количества тепловой энергии на нагрев корпуса плиты. Потеря тепловой энергии происходит за счет конвенционной передачи тепла от нижней поверхности конфорок во внутренний объем корпуса плиты и за счет теплопроводности по контакту конфорок с корпусом плиты.
В результате корпус плиты нагревается до температуры 300 и более градусов. Отверстия в стенках и днище корпуса для вентиляции внутреннего объема плит не дают необходимого результата. Перегрев корпуса плиты, помимо бесполезного расхода электроэнергии, приводит: к выходу из строя приборов управления и индикации, требует применения дорогостоящих материалов и красителей, дополнительных устройств для создания принудительной вентиляции, а также создает некомфортные условия для хозяйки, особенно в летний период.
Подавляющее большинство электроплит, имеют конфорки, состоящие из чугунного литого корпуса нагревательного элемента с плоской рабочей поверхностью или из трубчатого электронагревателя ТЭНА. Учитывая, что кастрюли и другая посуда для приготовления пищи не имеют, как правило, плоского дна, да и рабочая поверхность конфорок, со временем, становится не плоской, опирание посуды на конфорку становится точечным. В результате в этих точках происходит пригорание пищи. Особенно быстро происходит пригорание густой пищи (каши варенье и др.). В целях устранения этого недостатка в продаже имеется посуда с трехслойным днищем, но стоимость ее высока.
Так как верхняя поверхность корпуса настольной плиты и рабочей поверхности кухонной плиты нагревается до температуры 300 и более градусов, происходит быстрое образование пригара от сбежавшей пищи, удаление которого довольно трудоемкая процедура.
Для создания приемлемых температурных условий для приборов управления и индикации известны следующие предложения:
1. Размещение приборов управления и индикации в обособленной камере, отделенной от основной части корпуса плиты вертикальной перегородкой, а верхняя часть этой камеры выполнена в виде подставки, расположенной на уровне нагревательного элемента.(Патент на изобретение - RU 2112327).
2. Использование воздушных каналов в шарнирных соединениях и в крышке плиты для увеличения тяги и интенсификации отсоса теплого воздуха из корпуса настольной плиты за счет увеличения разницы высот между приточными и вытяжными отверстиям (Патент на изобретение - RU 2097944.)
3. Представляет интерес решение конструкции электроконфорки, состоящей из корпуса, размещенного в нем нагревательного элемента в виде галогенных ламп, отличающаяся тем, что корпус имеет не менее двух экранов из тонкого металлического листа. Экраны установлены с зазором, выполнены с отверстиями для циркуляции воздуха, смещенными друг относительно друга в смежных экранах, при этом сторона экрана, обращенная к нагревательному элементу, имеет высокую отражательную способность, а обратная сторона - низкую отражательную способность. Рабочая поверхность плиты выполнена из стеклокерамики - ситалла (Патент на изобретение - RU 2089789.)
4. В конструкции конфорки с чугунным литым корпусом тепловая изоляция выполнена из огнеупорной массы, представляющей собой композиционный материал на основе кварцевого песка. (Патент RU 2182407).
В конструкциях электроплит по пунктам 1 2 несколько улучшены тепловые условия для приборов управления. Однако они имеют следующие недостатки
В электроплите по пункту - 1 не устранен перегрев основной части корпуса плиты. Для ее нагрева бесполезно расходуется значительное количество электроэнергии, на изготовление корпуса расходуются дорогостоящие материалы, теплостойкие красители. Перегрев плиты приводит к образованию трудно удаляемого нагара на ее корпусе, создает не комфортные условия для хозяйки особенно в летний период.
В электроплите по пункту 2 несколько снижен перегрев корпуса плиты, однако, это достигнуто за счет дополнительного расхода материалов, не устранены бесполезный расход электроэнергии и не комфортные условия для хозяйки.
Несмотря на технические преимущества электроплиты с рабочей поверхностью из стеклокерамики - ситалла (пункт 3) не получили широкого распространения так как их стоимость превышает стоимость обычных плит в 6-8 раз.
Тепловая изоляция конфорки (пункт 4) явно недостаточна. К сожалению авторы не приводят данных позволяющих более точно определить ее теплоизолирующие свойства.
Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция электроплиты по 1-му пункту.
В предлагаемой конструкции электроплиты рис. 1-2-3-4 отсутствуют отмеченные выше недостатки.
Нижняя поверхность конфорок нагревается до температуры 300 и более градусов. Потеря тепловой энергии за счет конвекционной передачи тепла от нижней поверхности конфорок значительно сокращена.
В конфорках из чугунного литья путем устройства эффективной тепловой изоляции несколькими слоями минеральной ваты с прокладкой между слоями и снизу алюминиевой фольги.
Корпус конфорок с трубчатыми электронагревателями изготавливается из нержавеющей стали с полированной верхней поверхностью, которая отражает значительное количество тепловой энергии. Однако, через несколько месяцев эксплуатации, под воздействием высокой температуры, кислот и солей из сбежавшей пищи отражательная способность верхней поверхности корпуса конфорки значительно снижается. В результате корпус конфорки перегревается со всеми указанными выше последствиями. Восстановить отражательную способность полировкой даже с применением пасты ГОИ не удается.
Указанная проблема решена путем укладки в корпус конфорки нескольких слоев, слегка помятой, алюминиевой фольги. Помятой для создания между слоями воздушной прослойки. Верхний слой алюминиевой фольги укладывается гладким. Отражательная способность алюминиевой фольги, как известно, очень велика При загрязнении одного или более слоев алюминиевой фольги они заменяются.
В результате значительно снижается температура корпуса конфорки со всеми вытекающими последствиями. Указанное решение применяется несколько лет с положительными результатами.
Учитывая изложенное представляется возможным отказаться от бесполезного применения дорогостоящей нержавеющей стали для изготовления корпуса конфорки, имеющей трубчатый нагревательный электронагреватель.
О потере тепловой энергии за счет теплопередачи по контакту конфорки с корпусом плиты /с ободком между ними или без него/. Корпус плиты по периметру конфорки нагревается до 400 градусов и более. В предлагаемой конструкции, указанная
проблема решена путем отказа от применения корпуса плиты, заменой его поддоном с опирание конфорок на поддон при помощи стоек см. фиг.1. Приборы управления и индикации вынесены в отдельный настольный, настенный блок или совмещены с электрической вилкой.
Для устранения пригорания густой пищи в результате точечного контакта днища посуды с рабочей поверхностью конфорки предлагается следующее решение. На конфорку устанавливается съемное кольцо, обеспечивающее воздушный зазор между рабочей поверхностью конфорки и дном посуды. В результате изменяется сам процесс передачи тепловой энергии - вместо теплопроводности по контакту посуды с нагревательным элементом передача тепловой энергии происходит путем излучения и конвенции и следовательно исчезает явление местного перегрева, так как вся площадь дна посуды прогревается равномерно.
На практике это решение используется несколько лет. Имеется два сменных кольца обеспечивающие указанный зазор в 10 и 20мм., которые устанавливаются после начала загустевания пищи. Естественно, что при этом конфорки не следует включать на полную мощность да это и не требуется.
Поскольку в предлагаемой конструкции электроплит отсутствует корпус то отсутствует и явление образования пригара. Следовательно хозяйка навсегда избавлена от необходимости удалять пригар. Из-за низкой температуры поддона на его поверхности не происходит образования пригара. Кроме этого чашеобразная конструкция поддона настольных электроплит устраняет опасность попадания на стол сбежавшей пищи даже в больших количествах.
Предлагаемые решения имеют следующие преимущества:
1. снижается расход электроэнергии до 25 процентов;
2. обеспечиваются комфортные условия для приборов управления и индикации
3. что позволит применять сложные электронные устройства управления и регулирования;
4. значительно снижается расход дорогостоящих материалов: метала красителей;
5. упрощается технология изготовления;
6. хозяйка навсегда избавлена от процедуры удаления пригара на поверхности корпуса настольной плиты или рабочей поверхности стационарной кухонной плиты;
7. обеспечивается долговременная тепловая изоляция конфорок;
8. хозяйка избавляется от практически постоянного нахождения у плиты для помешивания густой пищи;
9. создаются более комфортные условия для хозяйки в результате снижения тепловыделений от корпуса плиты,
На чертеже фиг.1 показана настольная электроплита с конфоркой состоящей из литого чугунного корпуса с опиранием конфорки на поддон при помощи 4х. стоек. Конструкция тепловой изоляции, состоящей из 4х. слоев минеральной ваты с прокладкой между слоями и снизу алюминиевой фольги, условно не показана.
На чертеже фиг.2 показана конструкция настольной электроплиты с конфоркой состоящей из трубчатого электронагревателя с опиранием конфорки на поддон при помощи 4х. стоек.
На чертеже фиг.3 показана конструкция опирания конфорки состоящей из литого чугунного корпуса на рабочую поверхность стационарной кухонной плиты при помощи 4х. стоек. Аналогичная конструкция будет и при конфорки в которой применены трубчатые электронагреватели.
На чертеже 4 показана конструкция опирания конфорки на рабочую поверхность стационарной кухонной плиты при помощи 4х. стоек в случае переделки традиционной конструкции на предлагаемую.
На чертежах под номером 1 показана конфорка электроплиты; под номером 2 изображен поддон; под номером 3 стойки из металлического прута диаметром шесть мм.; под номером 4 съемное кольцо под номером 5 тепловая изоляция корпуса конфорки с трубчатыми электронагревателями; под номером 6 рабочая поверхность стационарной кухонной плиты; номером 7 трубчатый электронагреватель.
Технология изготовления электроплит значительно упрощается. Отпадает необходимость применения сложных штампов для изготовления объемной конструкции корпуса настольной электроплиты. Также отпадает необходимость устройства эмалевого покрытия.
Технология изготовления плит настолько проста что с применением готовых конфорок, несколько экземпляров плит разных типов были изготовлены в домашних кустарных условиях.