Электроутюг
Иллюстрации
Реферат
. СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 D 06 F 75/24
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
19 О U g g ig
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
® "Jij jj-)j.";,, (21) 4762646/12 (22) 28.11.89 (46) 30.04.92. Бюл. (Ф 16 (71) Лысьвенский турбогенераторный завод (72) П.А. Быков, Е.П. Першина и В,Л. Реутов (53) 648.425(088,8) (56) Патент США М 4430553, кл. D 06 F 75/24, 1984.
Изобретение относится к производстау электроутюгов, других бытовых электронагревательных приборов и электротермического оборудования.
Известен электроутюг, содержащий подошву, термоэлектрический нагреватель, кожух с ручкой и терморегулятор.
Недостатком электроутюга является то, что он не позволяет гладить изделия при оптимальной температуре из каждой ткани.
Терморегулятором можно установить один из следующих диапазонов: 80-110 С для капрона, 140-160 С для шелка, 160 — 180 С для шерсти, 180-200 С для хлопка, 200—
240 .С для льна. Разброс температур в каждом диапазоне неоправданно велик в
20 — 40 С. Термореле в терморегуляторе часто смыкает и размыкает контакты, что приводит к их подгоранию и быстрому выходу из строя терморегулятора, а последний определяет долговечность всего электроутюга.
Наиболее близким к предлагаемому является электроутюг, содержащий подошву, термоэлектрический нагреватель, кожух с ручкой и терморегулятор.
„„ Ы,„, 1730293 А1 (54) ЭЛЕКТРОУТЮГ (57) Использование: для глажения изделий в быту и на производстве. Сущность изобретения: устройство содержит тепловой аккумулятор, выполненный в виде герметичной емкости, заполненной легкоплавким материалом, или из двух частей, между которыми размещен термоэлектрический нагреватель и имеет привод в виде клинового механизма. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Однако он не позволяет гладить изделия при оптимальной температуре из каждой ткани. Терморегулятором можно установить один из следующих диапазонов:
75-115 С для капрона, 105 — 1550C для шелка, 145-205 С для хлопка, Разброс температур в каждом диапазоне недопустимо велик в 40 — 60 С. Шерстяные и льняные ткани и изделия из них исчезли из глажения вообще. Термореле в терморегуляторе часто (хотя и реже по сравнению с первым аналогом) смыкает и размыкает контакты, что приводит к их подгоранию и быстрому выходу из строя терморегулятора, а терморегулятор определяет долговечность всего утюга.
Увеличение разброса температур в каждом диапазоне по сравнению с первым аналогом обусловлено удлинением циклов между смыканиями и размыканиями контактов в терморегуляторе и некоторым увеличением за счет этого долговечности терморегулятора, а значит и всего утюга в целом. Однако увеличение долговечности достигнуто в ущерб потребительским свойствам электроутюга. Если гладить шелковые и хлопчатобумажные ткани на низких пре1730293
20
50
55 дельных температурах для их диапазонов, то разглаживания изделий практически не происходит. В конечном итоге это ведет к снижению производительности при глажении и дополнительному расходу электрической энергии.
Цель изобретения — повышение производительности труда и уменьшение расхода электроэнергии на глажение путем использования самых оптимальных температур (режимов) глажения, предотвращение порчи (прожогов) изделий при глажении путем стабилизации температуры нагрева подошвы, а также увеличение долговечности электроутюга за счет повышения долговеч- 1 ности терморегулятора путем удлинения цикла между смыканиями и размыканиями контактов и уменьшения их подгорания.
Поставленная цель достигается тем, что электроутюг снабжен тепловым аккумулятором, установленным над подошвой с возможностью вертикального перемещения и имеющим привод вертикального перемещения, привод вертикального перемещения выполнен в виде клинового механизма, перемещаемого винтом, при этом тепловой аккумулятор выполнен нижней и верхней частями, между которыми установлен термоэлектрический нагреватель, а в тепловой аккумулятор помещен легкоплавкий материал с температурой плавления, равной максимальной температуре подошвы при глажении изделий.
На фиг, 1 показан электроутюг, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 2.
Электроутюг состоит из кожуха 1, бачка
2, теплового аккумулятора 3, термоэлектрического нагревателя 4, подошвы 5, терморегулятора 6, термометра 7. На кожухе 1 закреплен кронштейн 8, брус 9, выполнено отверстие 10 и паз 11. На кронштейне 8 установлена ручка 12 и кронштейн 13, На брусе 9 закреплены пружинные контакты
14, соединенные с электрошнуром (присоединение электрошнура и терморегулятора 6 не показано).
Бачок 2 предназначен для образования пара, он состоит из корпуса 15, крышки 16, плунжера 17, уплотнительного (резинового) кольца 18, теплоизоляционной (асбестовой) прокладки 19, иглы 20 с кнопкой 21, шайб
22, пружин 23 и 24, винтов 25, гаек 26, На бачке выполнено отверстие для заливки воды 27, заглушенное пробкой (ни отверстие, ни пробка не показаны).
Тепловой аккумулятор 3 установлен над подошвой 5, он выполнен нижней 28 и верхней 29 частями. Нижняя часть 28 образована корпусом 30 и крышкой 31, а верхняя часть 29 — корпусом 32 и крышкой 33. В нижнюю 28 и верхнюю 29 части теплового аккумулятора 3 помещен легкоплавкий материал 34 с температурой плавления, равной максимальной температуре подошвы
5 утюга при глажении изделий. Между нижней 28 и верхней 29 частями теплового аккумулятора 3 установлен термоэлектрический нагреватель 4, состоящий из трубки 35, нихромовой или фехралевой спирали 36 и электроизоляционного материала 37 (например окиси бериллия, имеющей высокую теплопроводность), Тепловой аккумулятор 3 установлен с возможностью вертикального перемещения и снабжен приводом вертикального перемещения, причем привод вертикального перемещения выполнен в виде клинового механизма, образованного клиновой вилкой 38, перемещаемой винтом 39 с ручкой 40 (в ручке 40 выполнено радиальное резьбовое отверстие, в которое ввинчен стопор: резьбовое отверстие и стопор не показаны), причем винт 39 ввинчен в резьбовое отверстие кронштейна 41, закрепленного на корпусе 30.
На подошве 5 закреплена планка 42, которая с подошвой 5 образует паровую камеру 43 и торцовой паз 44 для установки в него термометра 7. На подошве 5 выполнены вертикальные отверстия 45 для подачи пара в зону глажения. Терморегулятор 6 установлен в нише 46, образованной в тепловом аккумуляторе 3, Терморегулятор 6 снабжен регулировочным винтом 47, который поворачивают отверткой через отверстие 10 в кожухе 1. В подошву 5 ввинчены шпильки 48, на которые надеты пружины
49, втулки 50 и навинчены гайки 51. В деталях 15, 16 и 42 выполнены кольцевые канавки, в которые вставлены уплотнительные кольца 52.
Детали 5, 15, 16, 30 — 33, 35 и 42 выполнены из материала с высокой теплопроводностью (например из алюминиевого сплава), а детали 1, 8, 13, 20, 39 — 41, 48 — из материала с низкой теплопроводностью (напримерр, из титанового сплава или из нержавеющей стали), Пока не известна оптимальная верхняя температура подошвы, необходимая для глажения льняных тканей, то в качестве легкоплавкого материала 34 принимают один из следующих материалов
ОЛОВО Тдд = 232 С
Соль Тпл = 236 С
Соль Тлд = 241 С
Соль Тпл = 241 С
Соль Тлд = 247 С
Соль Tnn = 254 С
Соль Тпл = 254 С
1730293
20
35
45
Соль Тг л = 255 С.
Помимо чистых металлов и солей в качестве легкоплавкого материала могут быть использованы органические вещества и сплавы металлов с узким температурным интервалом кристаллизации, Электроутюг работает следующим образом.
После r oäà÷è электроэнергии к нагревателю 4 происходит нагрев аккумулятора 3 до температуры плавления материала 34.
При дальнейшем подводе электроэнергии к нагревателю 4 происходит плавление материала 34 при постоянной (или близкой к постоянной) температуре. После расплавления всего материала 34 температура аккумулятора 3 вновь начинает расти.
Терморегулятор 6, отрегулированный на определенный верхний предел температуры; отключает подвод электроэнергии к нагревателю 4 при небольшом превышении температуры аккумулятора 3 над температурой плавления материала (например при превышении на 2 — 3 С), Если клиновая вилка 38 выведена в крайнее правое положение (фиг, 3) и аккумулятор 3 лежит на подошве 5, то последнее нагревается практически до такой же температуры, до какой нагревается аккумулятор
3. Если же аккумулятор 3 не лежит всей плоскостью на верхнем торце подошвы, а лежит только на клиньях вилки 38, а между аккумулятором 3 и подошвой 5 (а также планкой 42) имеется зазор, то нагрев подошвы 5 отстает от нагрева аккумулятора 3, причем, чем больше зазор между аккумулятором 3 и подошвой 5, тем больше отставание в нагреве подошвы 5 от нагрева аккумулятора 3. Это обусловлено низкой теплопроводностью воздуха, находящегося в зазоре между аккумулятором 3 и подошвой 5, и малым контактом аккумулятора 3 с подошвой 5 через другие детали, выполненные из материалов с низкой теплопроводностью (при низких температурах, до которых нагревается аккумулятор 3, тепло передается практически только за счет теплопроводности материалов, в т.ч. и теплопроводности воздуха), Имея в подошве
5 термометр 7 поворачивают в винт 39, вдвигая или выдвигая клиновую вилку 38, легко устанавливая нужный зазор между аккумулятором 3 и подошвой 5, а имея на ручке 40 градуправку в градусах температуры легко устанавливают температуру подошвы, при которой собираются гладить изделия.
Опытным путем легко подбирают нужную температуру для глажения каждой ткани, которую приходится гладить.
При нагреве аккумулятора 3 от него нагревается бачок 2, а в последнем нагревается вода 27. При нагреве воды до 100 С вода начинает кипеть, образуется пар, в бачке 2 создается давление пара, которое стремится поднять бачок 2 относительно плунжера
17 за счет разности площадей верхнего и нижнего торцов бачка на величину площади плунжера 17. Пока давление пара в бачке 2 мало, последний удерживается в нижнем положении за счет веса самого бачка, силы трения между бачком 2 и уплотнительным кольцом 18, а также усилием пружин 24.
Однако с ростом температуры бачка 2 возрастает в нем давление пара и он поднимается. Между бачком 2 и аккумулятором 3 образуется зазор, подвод тепла к бачку 2 уменьшается или прекращается практически полностью, В бачке 2 находится вода и пар под определенным давлением, на которое отрегулированы пружины 24. При необходимости пропаривания изделий при глажении, нажимают на кнопку 21, перемещают иглу
20 вниз, при этом радиальное отверстие иглы 20 соединяется с полостью бачка 2. В данное отверстие иглы 20 устремляется пар, Из радиального отверстия пар перемещается в осевое отверстие иглы 20, а из него s паровую камеру 43. Из камеры 43 пар выходит через вертикальные отверстия 45 подошвы 5 и попадает на разглаживаемое изделие, распаривая его. При уменьшении давления пара в бачке пружины 24 отпускают бачок 2, приближая его к аккумулятору 3, а это приводит к увеличению подвода тепла к бачку 2 и возрастанию в нем давления пара. При прекращении приложения усилия к кнопке 21 пружина 23 возвращает иглу 20 в верхнее положение, радиальное отверстие иглы 20 перекры вается крышкой 16, подача пара в камеру 43 прекращается, При работе утюгом аккумулятор 3 постоянно снабжает теплом бачок 2 и подошву 5, однако температура аккумулятора 3 остается практически постоянной. Это обусловлено тем, что в нем происходит кристаллизация материала 34 и выделение теплоты кристаллизации. Постоянство температуры аккумулятора 3 сохраняется до тех пор, пока в нем не затвердеет весь материал 34. B дальнейшем температура аккумулятора 3 начинает понижаться. Однако, как только температура аккумулятора понизится на 2 — 3 С по сравнению с температурой кристаллизации материала 34, терморегулятор 6 сомкнет контакты и электроэнергия вновь начнет поступать к нагревателю 4, он вновь начнет питать теплом
1730293
10
20
55 аккумулятор 3 и вновь будет плавиться материал 34.
Электроутюг имеет четыре температурные зоны, Наиболее нагретой зоной является аккумулятор 3. Поддержание постоянства температуры в данной зоне осуществляется за счет плавления и кристаллизации материала 34, Предотвращение перегрева жидкого материала 34, охлаждение твердого материала 34 осуществлят терморегулятор б, Менее нагретой зоной является (как правило) подошва 5, Уменьшение температуры подошвы 5 на определенную величину по отношению к аккумулятору 3 осуществляется изменением зазора между аккумулятором 3 и подошвой
5. Контроль температуры подошвы 5 осуществляется термометром 7, постоянно показывающим фактическую температуру (термометр установлен со спиральной биметаллической пластиной, которая при нагреве и охлаждении изменяет угол закручивания).
Еще менее нагретой зоной электроутюга является бачок 2, давление в котором регулируется пружинами 24, т.е. изменение температуры бачка регулируется своеобразным реле давление, выполненным пружинами 24.. Во всех известных утюгах распаривать изделия при глажении можно только в тех случаях, когда подошва нагрева выше температуры 100 С, в предлагаемом электроутюге подошва может быть нагрета до более низкой температуры по сравнению с температурой бачка 2. Четвертая зона, имеющая самую низкую температуру, — это кожух 1 и закрепленные на нем детали. При выполнении кожуха 1 из материала с низкой теплоп роводностью, отсутствие непосредственного контакта его с нагревательным бачком 2, аккумулятором 3 и подошвой 5 должно привести к ничтожно малому разогреву кожуха 1 во время работы электроутюга.
Таким образом, предлагаемый электроутюг позволяет вести глажение изделий на самых оптимальных режимах глажения, что предотвращает порчу изделий, снижает расход электроэнергии на глажение, повышает производительность труда при глажении и увеличивает долговечность электроутюга за счет увеличения срока службы терморегулятора, поскольку последний в электроутюге будет срабатывать намного реже, чем в существующих электроутюгах, и его контакты будут служить намного дольше по времени. Использование в качестве материала 37 окиси бериллия приводит к снижению температуры нагрева спирали
36, а это увеличивает долговечность нагревателя 4.
При падении известного утюга, прежде всего ломается ручка. При падении предлагаемого электроутюга ручка 12 остается целой, так как ее предохранит кронштейн 8. Не сломается и кнопка 21, ее предохранит кронштейн 13. Если у электроутюга все же выйдет из строя нагреватель 4, то он легко может быть заменен новым, В подавляющем большинстве выпускаемых электроутюгов нагреватель 4 залит в подошву и при выходе из строя нагревателя 4 приходится выбрасывать вместе с нагревателем и подошву, т.е, весь электроутюг. Предлагаемый электроутюг имеет более высокие потребительские свойства, большую долговечность и поддается ремонту.
Формула изобретения
1. Электроутюг, содержащий подошву, термоэлектрический нагреватель, кожух с ручкой, терморегулятор, тепловой аккумулятор, установленный над подошвой с возможностью вертикального перемещения, привод вертикального перемещения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации и долговечности электроутюга, тепловой аккумулятор выполнен в виде герметичной емкости, заполненной легкоплавким материалом с температурой плавления, равной максимальной температуре подошвы при глажении изделий.
2, Электроутюг по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что тепловой аккумулятор выполнен из нижней и верхней частей, между которыми установлен термоэлектрический нагреватель.
З,Электроутюг по п.1,отличаюшийся тем, что привод вертикального перемещения теплового аккумулятора выполнен в виде клинового механизма, перемещаемого винтом.
1730293
/":у
1
l ! !
I !
1730293 7
1730293 Г
1 ! ! !
I ! ! ! ,1
Составитель П. Быков
Редактор Н, Шитев Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова
Заказ 1496 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101