Сегодня промышленность выпускает множество бытовых электроприборов, широко используемых в домашнем хозяйстве. Принцип действия всех этих устройств основан на использовании свойств электрического тока, т. е. нагревание проводников, свечение проводников при сильном накале, образование магнитного поля вокруг проводника.

Для того чтобы тот или иной бытовой электроприбор служил долго и исправно, хозяину нужно знать немного о принципе работы устройства, конструктивных особенностях и пр.

Электрические нагревательные приборы

В домашнем хозяйстве широкое применение нашли такие нагревательные приборы, как электрические плитки, утюги, жарочные шкафы, электроводонагреватели, электрокипятильники и т. д. Самой главной частью любого нагревательного прибора является нагревательный элемент. Их изготавливают из сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление. Нагревательные элементы бывают открытого, закрытого и герметичного типа. Наиболее часто применяемыми являются трубчатые нагревательные элементы герметичного исполнения. Промышленность производит трубчатые электронагреватели, или тэн, длиной до 6 м и диаметром от 10 до 16 мм. Тэн — это тонкая металлическая трубка, имеющая внутри спираль из проволоки с высоким удельным сопротивлением (рис. 49). Концы спирали и контактные стержни соединены между собой и с внешней стороны имеют клеммы. Между трубкой и контактным стержнем смонтирован изолятор.

Рис. 49. Устройство трубчатого электронагревателя (тэна):
1 — металлическая оболочка; 2 — спираль; 3 — изолятор; 4 — периклаз

Электрические плитки

Плитки бывают открытого и закрытого типа, с одной и двумя конфорками, разных мощностей. Все плитки можно разделить на две группы:

1. с открытым нагревательным элементом;
2. с закрытым нагревательным элементом.

Эти устройства бывают с напряжением 127 или 220 В переменного тока. Нагревательные элементы (спирали) изготовляют из специальной жаростойкой проволоки высокого сопротивления (нихрома или фехраля) диаметром 0,3—0,6 мм. Плитки одноконфорочные открытого исполнения состоят из корпуса, нагревательного элемента, керамического основания и соединительного шнура (съемного или несъемного), армированного вилкой.

В пазах керамического основания укладывают спираль, концы которой заделаны в контактные пластинки и присоединены к зажимам, изолированным от корпуса фарфоровыми втулками. С наружной стороны плитки к зажимам подключен соединительный шнур, место присоединения которого закрыто металлическим козырьком. Преимуществом плиток с открытой спиралью является простота конструкции, быстрота нагрева, доступность осмотра и ремонта спирали; недостатком — возможность поражения током, соприкасание спирали с дном посуды, выход из строя спирали при попадании на нее воды, пищи и т. п.

Электрические плитки с закрытым нагревательным элементом выпускаются одно- и двухконфорочные, на одну или несколько степеней нагрева. В этих плитках установлены дисковые, кольцевые или трубчатые нагревательные элементы, которые бывают повышенной и малой теплоемкости.

Нагревательный элемент повышенной теплоемкости представляет собой спираль с нанизанными на нее фарфоровыми бусами, которая размещается в канавках чугунной конфорки и закрывается снизу теплоизоляционной массой. Большая теплоемкость увеличивает продолжительность разогрева до 15—20 мин. Элемент малой теплоемкости представляет собой спираль, запрессованную в порошкообразный диэлектрик между половинками корпуса из листовой стали.

В плитках открытого типа тепло передается путем излучения, в плитках закрытого типа — за счет теплопроводности и частично путем излучения. Срок службы плиток с закрытой спиралью значительно больше, чем плиток с открытой спиралью. Герметически закрытый корпус нагревательного элемента предохраняет спираль от попадания на нее воды, пищи и пыли, а также от короткого замыкания и значительно увеличивает срок службы плитки. Коэффициент полезного действия плиток закрытого типа равен 65—80%, а плиток открытого типа — 56—60%.

Наиболее совершенными являются плитки с трубчатым нагревательным элементом. В этих плитках нагревающая поверхность имеет специальные трубчатые ребра, на которые устанавливают посуду, а внутри трубок уложен нагревательный элемент, запрессованный в кварцевый песок.

Одноконфорочные плитки на одну степень нагрева состоят из металлической глухой обоймы — нагревательного элемента кольцевой формы диаметром 150 мм, металлической подставки диаметром 150 мм, на которой при помощи втулок и винтов установлен нагревательный элемент, трех ножек и несъемного соединительного шнура. Спираль запрессована в кольцевую обойму и изолирована специальной порошкообразной массой.

Жарочные шкафы, или духовки

Жарочные шкафы, или духовки, используют для приготовления мяса, выпекания всевозможных мучных изделий, тушения овощей и пр. Они бывают стационарного и переносного исполнения. Самым простым агрегатом является электрическая переносная духовка. Ее масса вместе с противнями и съемным шнуром составляет всего 9 кг. Она состоит из внутреннего и наружного корпусов, между которыми имеется теплоизоляция из листового асбеста. На верхней и нижней стенках внутреннего корпуса уложены нагревательные элементы, которые представляют собой спирали из нихромовой проволоки с надетыми на них фарфоровыми бусами. Мощность каждого элемента составляет 475 Вт, сопротивление — 25 Ом. Элементы соединены последовательно. В верхней стенке внутреннего корпуса сделаны отверстия для лучшего обогревания духовки. Наружный корпус состоит из кожуха, передней и задней стенок. На передней стенке укреплена открывающаяся вниз дверка с замком. Для переноски духовки на кожухе имеются две ручки. На задней стенке есть окно для подключения к клеммной колодке соединительного шнура.

В случае перегорания нагревательного элемента его нужно заменить. Для этого следует открутить четыре винта с задней стороны духовки, снять заднюю стенку и кожух, отсоединить концы элементов от клеммных штырей, отогнуть скобки, крепящие нагревательный элемент, вынуть его и перегоревшую спираль заменить новой.

Более сложным аппаратом является плитка-духовка. В одном агрегате соединены жарочный шкаф и двухконфорочная плитка. Корпус духовки состоит из двух частей: верхней и нижней. В верхней части в корпус вмонтированы две конфорки плитки, каждая из которых состоит из чугунного диска, керамического основания, в котором имеются две спирали, асбестовая прокладка и зажимной диск.

В нижнюю часть корпуса встроен духовой шкаф. Он подогревается двумя нагревательными элементами мощностью 700 Вт каждый, которые расположены сверху и снизу духовки. Для изоляции шкаф обернут асбестом и фольгой. Дверца шкафа имеет нажимную пружину, постоянно удерживающую дверцу в закрытом положении. На задней стенке шкафа находится панель, на которой установлены пять пакетных переключателей: четыре из них предназначены для включения, выключения и переключения нагревательных элементов плитки и шкафа на различные степени мощности, а пятый — для включения либо духовки, либо плитки, а также отключения их от сети. Ручки переключателей установлены на передней стенке плитки-духовки и соединены с ними металлическими тягами. Верхняя часть корпуса насажена на нижнюю и закреплена четырьмя винтами. Схема данного аппарата составлена так, что одновременное включение плитки и шкафа невозможно.

В табл. 30 приведены технические параметры некоторых электрических плит-духовок.

Электрические чайники

Электрические чайники представляют собой совокупность чайника с электрическим нагревательным элементом. Они бывают емкостью от 1 до 2 л, рассчитаны на работу от сети переменного тока 127 или 220 В. Чайник состоит из дна и поддона, между которыми размещен нагревательный элемент из нихромовой или фехралевой ленты, намотанной на теплостойкий миканит. Сверху и снизу элемент накрыт изоляционными пластинами.

Металлической пластиной и гайкой собранный нагревательный элемент плотно прижат к дну чайника и закрыт основанием. В чайниках новых конструкций нагревательный элемент сконструирован в виде нихромовой спирали, заложенной в изоляционные керамические бусы, а в некоторых моделях установлены нагревательные элементы трубчатого типа.

Электрические кофеварки

Кофеварка представляет собой металлический корпус, внутренняя часть которого служит емкостью для воды. Он плотно закрывается крышкой с резиновой уплотнительной прокладкой с помощью винта. Внутри емкости смонтирован нагревательный элемент. Корпус укреплен на пластмассовой стойке, а стойка — на основании. В стойке имеется углубление, в котором установлены две контактные клеммы для подключения соединительного шнура.

Принцип действия кофеварки такой. Вода в емкости закипает и превращается в пар, внутри емкости создается давление и пар проходит по трубке на водораспределительную пластину, под которой расположена чаша с фильтром, где находится молотый кофе, а затем в сборную чашу. В кофеварках установлена сигнальная лампа, которая горит при включении прибора в сеть, и предусмотрено автоматическое отключение кофеварки от сети после приготовления напитка.

Электросамовар

Он состоит из металлического корпуса, внутренняя часть которого служит резервуаром для воды. Корпус укреплен на основании, внутри которого смонтированы выводные концы спирали и контактных клемм. Внутри резервуара расположена металлическая трубка с нагревательным элементом, выполненным в виде спирали, намотанной на катушку, изолированной от внутренней части трубки. Самовары бывают напряжением 127 или 220 В, емкостью 2—3 л.

Электровафельница

Вафельница предназначена для выпечки из теста печенья. Она состоит из двух металлических кожухов с пластмассовыми ручками и подставками. В кожух встроены нагревательные элементы и выводные контакты для подключения соединительного шнура. Нагревательные элементы смонтированы на специальных угольниках. Обе половины кожуха соединены между собой шарнирными алюминиевыми формами с выступами. Для сборки прибора на выступах имеются отверстия.

Электрические утюги

Утюги выпускаются трех типов: без регулирования температуры нагрева; с терморегулятором; с терморегулятором и пароувлажнителем.

Утюги без регулирования температуры. Такие аппараты имеют нагревательный элемент мощностью 320—400 Вт. Масса утюга 2,1—3 кг, время разогрева подошвы до рабочей температуры составляет 15 мин. Подошва является рабочей частью и имеет площадь 160 см2. Толщина подошвы подбирается с таким расчетом, чтобы тепло быстро и равномерно распределялось и долго сохранялось в утюге. Подошва утюга без терморегулятора делается более массивной, чем в утюгах с терморегулятором. Это необходимо для большей аккумуляции тепла, поскольку утюги без терморегулятора имеют меньшую мощность.

В носовой части подошвы имеются две канавки, предназначенные для обхода пуговиц в процессе глажения. Подошва утюга хромируется или никелируется с последующей полировкой. Алюминиевая подошва полируется. Ручку утюга изготавливают из материала с малой теплопроводностью — дерева, пластмассы и т. п. Корпус (кожух) утюга — металлический штампованный. Наружную поверхность корпуса хромируют, никелируют или покрывают стекловидной эмалью. Концы нагревательного элемента присоединены к штифтам или зажимам, к которым подключен съемный или несъемный соединительный шнур.

Нагревательные элементы, применяемые в утюгах, трех типов: пластинчатые с намотанной на миканите нихромовой или фехралевой проволокой; спиральные в виде проволоки, намотанной спиралью с одетыми на нее фарфоровыми бусами; трубчатые, залитые или встроенные в подошву утюга. Пластинчатые и спиральные элементы рассчитаны не менее чем на 1000 ч работы, трубчатые — на 2000 ч.

Утюги без терморегуляторов имеют ряд недостатков: масса утюга для увеличения запаса аккумулированного тепла больше, чем утюга с терморегулятором. Нагрев утюга происходит медленно, расход электроэнергии намного больше. Утюг быстро охлаждается при глажении.

Рис. 50. Устройство электрического утюга с терморегулятором:
1 — ручка; 2 — корпус; 3 — подошва; 4 — биметаллический терморегулятор; 5 — лимб терморегулятора; .6 — тэн

Утюги с терморегулятором (рис. 50). При эксплуатации утюга основное значение имеет не масса, а количество выделяемого утюгом тепла и возможность регулирования температуры. Утюги с терморегуляторами обладают этими преимуществами. Они удобны в работе и экономичны по сравнению с утюгами без терморегуляторов. Терморегулятор автоматически поддерживает на подошве постоянную температуру, необходимую для глажения различных тканей. В зависимости от марки утюга нагревательные элементы могут быть спиральными или трубчатыми. Установка на нужную температуру производится рычажком терморегулятора согласно шкале (с точностью ± 10° С):

• вискоза (искусственный шелк), трикотаж — 85-115;
• шелк натуральный — 115—140;
• шерсть — 140—165;
• хлопчатобумажная ткань — 165—190;
• полотно (льняные ткани) — 190—230.

Действие терморегулятора основано на использовании свойств металлов расширяться (удлиняться) при нагревании. Биметаллическая пластинка, состоящая из двух слоев различных металлов с разным коэффициентом линейного расширения, является основной рабочей частью терморегулятора. Одним концом пластинка прикреплена к подошве утюга, другой конец остается свободным. При нагреве подошвы утюга до установленной температуры биметаллическая пластинка изгибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент линейного расширения, и при достижении заданной температуры размыкает контакты и отключает нагревательный элемент. При снижении температуры подошвы пластинка возвращается в первоначальное положение и включает нагревательный элемент.

Таким образом, температура нагрева утюга автоматически поддерживается в заданных пределах и обеспечивает среднюю температуру глажения. Сигнальная лампочка при включении утюга в сеть загорается, сигнализируя о том, что цепь нагревательного элемента замкнута. При достижении нужной температуры лампочка гаснет, указывая на готовность утюга к глажению. Дальнейшее включение и выключение лампочки характеризует нормальную работу утюга.

Рис. 51. Устройство утюга с терморегулятором и пароувлажнителем:
1 — лимб терморегулятора; 2 — корпус; 3 — бачок; 4 — биметаллический терморегулятор; 5 — подошва; 6 — каналы; 7 — клапан; 8 — тэн; 9 — отверстие для залива воды; 10 — ручка; . 11 — кнопка отпаривателя

Утюги с терморегулятором и пароувлажнителем (пароотпаривателем) (рис. 51). Универсальность этих утюгов определяется конструктивной особенностью, позволяющей пользоваться ими как обычными, для сухого глажения всех видов тканей, так и в качестве паровых — для отпаривания. Для этих целей имеется увлажнитель капельного типа, позволяющий при отпаривании поворотом ручки парорегулятора начать паровыделение через подошву утюга или прекратить парообразование.

Происходит это так. Вода из бачка поступает по каналам в подошву утюга, испаряется, и через отверстия в подошве пар поступает на ткань. Выделение пара прекращается также и в том случае, когда утюг стоит вертикально на задней опоре. Терморегулятор, установленный на температуру глажения, наиболее подходящую для данного вида тканей, автоматически регулирует нагрев подошвы утюга в соответствующих пределах. Утюги с терморегулятором и пароотпаривателем выпускают с трубчатыми нагревательными элементами.

Трубчатый нагревательный элемент, залитый в алюминиевую подошву утюга, обеспечивает равномерный нагрев подошвы. Нихромовая спираль, находясь в среде диэлектрика без доступа воздуха, обеспечивает продолжительный срок службы элемента. Рабочая поверхность подошвы утюга составляет 180—214 см. Время разогрева до заданной температуры равно 2—12 мин. Утюги оснащены сигнальными лампочками. Емкость бачка для воды составляет 120—150 см3.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

• Настилка полов из керамической плитки на клеящих мастиках и клеях
• Грунты и их технологические свойства
• Утепление массивной стены с облицовкой фасадным кирпичом - двухслойное решение - 2