Электрическая конфорка

 

Использование: нагревательные устройства для кухонных электроплит. Сущность: основание электроконфорки со сплошной рабочей поверхностью выполнено из композиционного материала со следующим составом и соотношением компонентов, мас.%: железо 65 - 80, медь 20 - 35. 1 ил, 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, в частности в нагревательным устройствам для кухонных электроплит.

Известна электроконфорка к тепловым аппаратам [1], содержащая плоское основание, установленную под ним опорную плиту, в каналах которой уложены трубчатые электронагреватели, прижимную пружину, установленную под плитой, снабженная с целью повышения тепловой эффективности путем уменьшения коробления основания биметаллической пластиной, установленной в выемке, выполненной на внутренней поверхности основания в центральной зоне электроконфорки, и обращенной стороной с меньшим коэффициентом температурного расширения к опорной плите.

Недостатком известной электроконфорки является невысокая тепловая эффективность, обусловленная возникновением в рабочем режиме сплошного воздушного зазора на пути передачи теплового потока от нагревательных элементов к рабочей поверхности, который обладает значительным термическим сопротивлением.

Известна также электроконфорка для тепловых аппаратов [2], содержащая верхнее тонколистовое металлическое основание с гладкой рабочей поверхностью прямоугольной формы, установленную под ним с зазором изоляционную опорную плиту, скрепленную с основанием, на которой уложены в каналах двумя группами симметрично продольной ее оси с равномерным шагом трубчатые электронагреватели, при этом с целью повышения тепловой эффективности путем уменьшения коробления рабочей поверхности указанный зазор S связан с толщиной основания δ соотношением 2δ≅S≅3δ, расстояние между группами нагревателей составляет 1/3-1/4 ширины конфорки В при длине конфорки L 1,2B ≅ L ≅ 1,7B.

Недостатком известной электроконфорки является также невысокая тепловая эффективность, обусловленная наличием воздушного зазора на пути передачи теплового потока от нагревательных элементов к рабочей поверхности основания электроконфорки, который обладает значительным термическим сопротивлением.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электроконфорка [3] , имеющая корпус со сплошной рабочей поверхностью из композиционного материала на основе железа с добавкой других металлов с выполненным на нижней стороне корпуса множеством узких и плоских пазов, в которые вложена проволока нагревательного элемента.

Недостатком известной электроконфорки является невысокая тепловая эффективность вследствие коробления рабочей поверхности, обусловленная применением композиционного материала с неопределенным составом и соотношением компонентов.

Цель изобретения - повышение тепловой эффективности электроконфорки за счет снижения коробления рабочей поверхности корпуса.

Это достигается тем, что основание электроконфорки со сплошной рабочей поверхностью с установленным беззазорно под нижней его поверхностью электронагревателем выполнено из композиционного материала на основе железа с добавкой меди при следующем соотношении компонентов, мас.%: Железо 65-80 Медь 20-35 На чертеже изображена электроконфорка, поперечный разрез.

Электроконфорка содержит круглое основание 1 из композиционного материала на основе железа с добавкой меди. Под нижней поверхностью основания 1, беззазорно к ней установлен электрический нагреватель 2, выполненный либо в виде трубчатого электронагревательного элемента. Под нижней поверхностью электронагревателя 2 установлен теплоизолятор 3, выполненный из теплоизоляционного материала. Под теплоизолятором расположен корпус 4 из листовой стали, соединенный с основанием винтовой парой 5.

Электроконфорка работает следующим образом.

После включения в электросеть тепло, выделяемое электронагревателем 2, передается от его верхней поверхности к беззазорно примыкающей к ней нижней поверхности основания 1. При этом вследствие конструктивных и технологических разбросов параметров электронагревателя 2 в плоскости между верхней поверхностью электронагревателя 2 и нижней поверхностью основания возможно образование зон с различной температурой нагрева. В процессе последующего теплопереноса от нижней поверхности температура нагрева тела основания выравнивается. Выравнивание температуры в теле основания обеспечивается наличием меди в композиционном материале основания, имеющей более высокую по отношению к железу теплопроводность. Выравнивание температуры исключает образование внутренних локальных зон с различными линейными (объемными) температурными расширениями материала основания, а, следовательно, и внутренние механические перенапряжения, приводящие к короблению рабочей поверхности основания.

Переносу тепла, выделяемого электронагревателем 2 с нижней поверхности, к корпусу 4 препятствует термическое сопротивление теплоизолятора 3.

Для экспериментальной проверки заявляемой электроконфорки было изготовлено шесть опытных образцов основания. В качестве основного компонента композиционного материала основания электроконфорки использовали порошок железный ПЖР, а в качестве добавки - порошок медный ПМС. Смеси получали простым смешиванием компонентов. Основание изготавливали прессованием с последующей термообработкой. Мощность электрического нагревателя при испытаниях составляла 1200 Вт. Результаты испытаний приведены в таблице.

Из таблицы следует, что заявляемая электроконфорка обладает повышенной устойчивостью к короблению, что обеспечивает повышение тепловой эффективности.

Использование изобретения позволяет повысить КПД, эксплуатационную стойкость, экономию электроэнергии.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНФОРКА, содержащая основание со сплошной рабочей поверхностью из композиционного материала на основе железа с добавками других металлов, установленные под ним беззазорно электрический нагреватель, теплоизолятор и корпус из листовой стали, отличающаяся тем, что основание электроконфорки выполнено из композиционного материала со следующим составом и соотношением компонентов, мас.%: Железо 65 - 80 Медь 20 - 35

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2