Електрична конфорка

Електрична конфорка, що містить ізольований сталевий диск, на плоскій поверхні якого з одного боку нанесений плоский плівковий нагрівальний елемент у вигляді резистивної доріжки певної конфігурації, що виключає локальний перегрів, яка відрізняється тим, що вона додатково забезпечена плоским плівковим компенсуючим елементом Винахід відноситься до області електричного нагріву і може бути використаний для виготовлення електроконфорок та інших нагріваючих приладів з питомими потужностями до и більше 2,5Вт/см2 та максимальною робочою температурою до 600°С Наприклад, електроконвектор, електровентилятор, електропраска, електронагрівач, електросковорода, електропаяльник і т і Відомий нагріваючий пристрій для односторонньої тепловіддачі [Див патент ГДР №293240, НО5ВЗ/10,1990р ], який призначений для прасок та кухонних плит і містить резистивні елементи з позитивним температурним коефіцієнтом опору Недоліком цього нагріваючого пристрою являється те, що наявність позитивного(як і негативного) температурного коефіцієнту опору(ТКО) в матеріалі резистивного елементу нагріваючого пристрою не може забезпечити заданої величини опору електричному струмові, отже заданої потужності тепловиделення при експлуатації, тобто інша зміна теплового контакту теплового опору між нагрівачем та нагріваючим середовищем буде призводити до підвищення температури нагріваючого елементу, тобто до підвищення опору електричному струмові та зниження тепловиділення Наявність в матеріалі ТКО пред'являє високі вимо у вигляді резистивної доріжки та термообмежувальним пристроєм, причому в ізолюючому покритті сталевого диска виконано вікно, яке забезпечує безпосередній контакт термообмежувального пристрою з металевою поверхнею сталевого диска, при цьому один кінець компенсуючого елемента електрично з'єднаний з одним з КІНЦІВ нагрівного елемента та одним з контактів термообмежувального пристрою, а другий кінець компенсуючого елемента електрично з'єднаний з другим контактом термообмежувального пристрою та є одним з контактів для підключення до електромережі, інший же кінець нагрівального елемента є другим контактом для підключення конфорки до електромережі ги до електромереж, що живлять нагрівач Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу є плоский електронагріваючий елемент [Див заявку Великобританії №2296847, НО5ВЗ/26,1994р ], який містить ізольований сталевий диск, на поверхні якого нанесені друковані електропровідні та нагріваючі резистивні доріжки, з підібраною певним чином конфігурацією, яка виключає локальний нагрів Матеріал нагріваючих резистивних доріжок має великий позитивний ТКО, завдяки якому при локальному перегрівові забезпечується зниження тепловиділення Нагріваючий елемент має також один або декілька запобіжників, які перегорають при значному перегрівові, які поєднані електропровідною доріжкою з нагріваючими резистивними доріжками Недоліком цього пристрою є те, що високе значення ТКО матеріалу нагріваючих резистивних доріжок не може забезпечити заданої величини опору електричному струмові, отже заданої потужності тепловиділення Високе значення ТКО призводить також до високих змін величини струму споживання між холодними(у мить включення) та нагрітим(до номінальної температури) станом нагріваючого елементу, що накладає обмеження або на потужність нагріваючого елементу або на підключення його до тих чи інших електропитомим о со ю СО Ю 53753 мережам з-поза високих кидань струму Використання перегораючих запобіжників у відомому електронагріваючому елементові не дає можливості використовувати це технічне рішення, зокрема в електроконфорках, де режим ненормальної тепловіддачі(режим перегріву) виявляється експлуатацюним режимом Наприклад, при нормальній тепловіддачі, коли на робочій поверхні конфорки знаходиться об'єкт, що нагрівається(каструля, чайник і т і) температура нагріваючого елементу не привищує 350 - 400°С, при знятті з конфорки об'єкту - режим ненормальної тепловіддачі, температура нагріваючого елементу різко росте вище 600°С В основу винаходу поставлено задачу створити електричну конфорку з плоским плівочним нагріваючим елементом, яка б мала більш високі експлуатаційні та надійні характеристики, а саме, стійко та надійно працювала при високих значеннях питомої енергетичної потужності, а також автоматично забезпечувала зниження споживчої електроенергії у режимі холостого ходу(у режимі без корисного навантаження) Задача досягається тим, що електрична конфорка, яка містить ізольований сталевий диск, на пласкій поверхні якого з одного боку нанесений плоский плівочний нагріваючий елемент у вигляді резистивної доріжки певної конфігурації, яка виключає локальний перегрів, та виконаний з матеріалу, який має невеликий температурний коефіцієнтів опору, додатково забезпечена плоским плівочним компенсуючим елементом у вигляді резистивної доріжки та термообмежувальним приладом, причому в ізолюючому покритті сталевого диску виконано вікно, яке забезпечує безпосередній контакт термообмежувального приладу з металевою поверхнею сталевого диску, при цьому один кінець компенсуючого елементу електрично з'єднаний з одним з КІНЦІВ нагріваючого елементу та одним з контактів термообмежувального приладу, а другий кінець компенсуючого елементу електрично з'єднаний з другим контактом термообмежувального приладу та виявляється одним з контактів для підключення до електромережі, інший же кінець нагріваючого елементу виявляється другим контактом для підключення конфорки до електромережі Введення додатково плоского плівочного компенсуючого елементу у вигляді резистивної доріжки спільно з термообмежувальним приладом дозволяє підвищити строк служби конфорки за рахунок виключення можливості перегріву нагріваючого елементу конфорки в умовах роботи в холосту, а також дозволяє виготовлювати електроконфорки з плоскими плів очними нагріваючими елементами з високими значеннями потужностей Запропоноване технічне рішення надасть можливість відмовитись від застосування в електроконфорках резистивних матеріалів з високими значеннями температурного коефіцієнту опору, і тим самим знизить можливі струмові навантаження на електромережі, які живляться при включенні у них холодних конфорок Встановлення термообмежувального приладу безпосередньо на металеву поверхню сталевого диску за рахунок вікна, яке виконано в його ізолюючому покритті, забезпечує поліпшення тепловіддачі від матеріалу сталевого диску до термообмежувального приладу та тим самим підвищує швидкодію спрацювання термообмежувального приладу На фіг 1 зображений загальний вигляд електричної конфорки, на фіг 2 - розріз А-А на фіг 1, на фіг 3 відображена принципова електрична схема конфорки Електрична конфорка містить сталевий диск 1, ізолююче покриття 2, на яке з одного боку нанесений плоский плівочний нагріваючий елемент 3 у вигляді резистивної доріжки, як мінімум однієї, певної конфігурації, яка виключає локальний перегрів і виконаний з матеріалу, який має невеликий позитивний температурний коефіцієнт опору, плоский плівочний компенсуючий елемент 4, у вигляді резистивної доріжки В ізолюючому покритті 2 є вікно 5, в якому встановлений термообмежувальний прилад 6, який має контакти, які розмикаються при нагріванні цього приладу Один з контактів термообмежувального приладу 6, поєднаний з одним з контактів компенсуючого 4 та нагріваючого 3 елементів Другий контакт термообмежувального приладу 6 з'єднаний з другим контактом компенсуючого елементу 4 та підключається до електромережі Другий контакт електромережі підключається до другого контакту нагріваючого елементу З Принцип роботи електричної конфорки наступний При подачі електричного струму до КІНЦІВ елементів 3 та 4, струм через замкнуті контакти термообмежувального приладу 6 проходить через нагріваючий елемент 3, де відбувається перетворення електричного струму у теплову енергію, яка розігріває конфорку Компенсуючий елемент 4 за допомогою замкнутих контактів термообмежувального приладу 6 виявляється короткозамкнутим, струм через нього не йде При досягнені конфоркою температури 600°С, спрацьовує термообмежувальний прилад 6, його контакти розмикаються та електричний струм проходить через елементи З і 4, до того ж загальний опір елементів різко росте, а потужність падає При цьому сумарна виділяєма потужність не забезпечує росту температури нагрівача і вона залишається на протязі усього часу незмінною При встановленні на конфорку навантаження (чай ник, каструля и т і), відбувається відбір теплової енергії у конфорки, и температура знижується і термообмежувальний прилад 6 вертається в початкове положення(контакти замикаються) і компенсуючий елемент 4 закорочується(тобто відключається) Сумарний опір елементів падає, а потужність тепловиділення збільшується При знятті з конфорки навантаження та зменшенні теплоспоживання температура конфорки зростає до часу спрацьовування термообмежувального приладу 6 і цикл, у випадку необхідності, повторюється Таким чином, введення додаткового компенсуючого елементу, спільно з термообмежувальним приладом, дозволяє підвищити строк служби конфорки за рахунок виключення можливості перегріву нагріваючого елементу конфорки вище максимальної робочої температури в умовах його роботи в холосту, а також виготовлювати електро 53753 конфорки з плоскими плівочними нагріваючими елементами з високими значеннями потужностей Запропоноване технічне рішення надасть можливість відмовитись від застосування в електроконфорках резистивних матеріалів з високими значеннями температурного коефіцієнту опору, й тим самим виключити можливі струмові навантаження на живильні електромережі при включенні в них холодних конфорок ФІГ.1 Фіг.2 Фіг.З ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24