Наибольшие неудобства электрических спиралей проявлялись при нагреве воды. Решение было найдено с помощью трубчатых электронагревателей (ТЭНов), изготовляемых в виде стальных или алюминиевых трубок, внутрь которых вдевались спирали с керамическими бусами (рис. 172а), или со слюдой, асбестом и т. д. Такие ТЭНы ещё и сейчас можно встретить в эксплуатации и даже в продаже. Несмотря на сложность сборки (особенно при сложных формах трубки, сгибавшейся в основном до закладки в неё спирали с бусами), такие ТЭНы в ряде случаев были очень удобны из-за того, что допускали разборку, сборку и ремонт на месте.

В последние десятилетия разборные ТЭНы были вытеснены неразборными конструкциями (рис. 1726), которые стали основной покупной элементной базой вместо спиралей. Суть технического решения состоит в следующем. В вертикально удерживаемую металлическую трубку вдевают и точно центрируют по оси (в том числе дополнительной вспомогательной трубкой, временно вставляемой в трубку) металлическую проволоку или спираль так, чтобы проволока или спираль не касались трубки. Затем трубку с виброутряской засыпают некомкующимся, хорошо сыпучим (лучше сфероидизированным и суспендированным в воде) диэлектрическим тугоплавким порошком. После этого металлическую трубку обжимают (катают, сдавливают) с уменьшением диаметра, например, с 15 мм до 12 мм и ещё меньше, в результате чего порошок в трубке уплотняется, причём в основном во внешних слоях) и прочно фиксирует спираль, не допуская её касания стенок. Концы спиралей обжимаются в металлических токопроводящих мундштуках-контактах и уплотняются герметиком. Ценным свойством такой конструкции является возможность согнуть её кольцами или спиралями (из-за сыпучести порошка) в компактную конструкцию. Ясно, что чем ближе спираль к трубке и чем плотнее порошок между спиралью и трубкой, тем лучше ТЭН. Так что технология изготовления ТЭНов сложна и ответственна.

В настоящее время ТЭНы выпускаются сотнями предприятий по всему миру для тысяч назначений. Поэтому конструкции их бывают самыми разнообразными. Для нагрева воды (кипятильники, чайники, котлы, стиральные и посудомоечные машины и т. п.) и масла (электрообогреватели, полотенцесушители и т. п.) при температуре до 100°С используются алюминиевые, латунные, стальные никелированные трубки, кварцевый песок и пластмассовый или стеклоэмалевый герметик. Для нагрева воздуха при температурах 100-500°С используются стальные (в том числе нержавеющие) трубки, порошки плавленной окиси кремния (кварца) или перикла-за (окиси магния), легкоплавкое стекло в качестве герметика. Для инфракрасных нагревателей с температурами 500-900°С используются жаростойкие трубки из хромистых сталей (в том числе из сплава «инкал-лой») с керамическим покрытием, порошки высокочистой плавленной окиси магния и керамические спекаемые герметики.

Рис. 172. Принцип устройства трубчатого электрического нагревателя (ТЭНа): а

Рис. 172. Принцип устройства трубчатого электрического нагревателя (ТЭНа): а - устаревшая конструкция с фарфоровыми бусами, электроизолирующими нихромовую спираль трубки, б - современная конструкция с электроизолятором в виде засыпки порошком тугоплавкой окиси. 1 - металлическая трубка (например, стальная), 2 - керамические изоляционные кольца (бусы), охватывающие спираль, 3 - нихромовая спираль, 4 - фарфоровый торцевой изолятор, закреплённый на трубке, 5 - токоподводящий зажим болтовой со сквозным проходом нихромовой проволоки, 6 - токоподводящий зажим болтовой с болтовым закреплением проволоки, 7 - порошок диэлектрической окиси, 8 - металлическая трубка (например, из нержавеющей стали или коррозионностойкого сплава «инкал-лой», или латуни, или алюминия), 9 - нихромовая проволока или лента, 10 - электроизолирующий герметик (пластмасса, стекло, керамика), 11 - металлический контакт, напрессованный чулком на конец проволоки.

Страницы: 1 2 3 4 5 6