ЧАЙНИК
KETTLE

Изобретение относится к предметам домашнего обихода, точнее - к кухонной посуде для кипячения воды, а именно - к чайникам.
Известны различные виды чайников. Все известные чайники (SU 15136, 1930; SU 1205887, 1986; SU 1450820, 1989; SU 1659003, 1991; SU 1741766, 1992; SU 1797482, 1993; SU 1801044, 1993) содержат корпус для воды и ручку для переноски и наклона. Корпус чайника содержит также крышку и носик для слива (налива) воды. Корпус чайника чаще всего изготавливают из металла: алюминия, нержавеющей стали или из стали, покрытой эмалью. Такой чайник можно устанавливать на нагревательный элемент или на источник тепла (газ, огонь).
Известны также электрические чайники (RU 2073478, 1997; RU 2156103, 2000; RU 2284140, 2006), содержащие нагревательный элемент, расположенный внутри корпуса. Корпус электрического чайника обычно изготавливают из нержавеющей стали или из пластмассы, а ручку чаще всего - из пластмассы.
Очень важной, неотъемлемой частью чайника является ручка для переноски и наклона, которая может быть соединена с корпусом жестко или шарнирно и с помощью которой осуществляется большинство функций, необходимых при использовании чайника. Пользователь берет чайник рукой за ручку для того, чтобы поднять чайник, залить воду из-под крана, перенести чайник, установить на нагревательный элемент, снять чайник с кипятком и не обжечься, наклонить чайник для слива воды (кипятка) через носик, а также установить чайник в необходимом месте.
Ручка для переноски и наклона в чайниках обычно целиком изготавливается из материала, плохо проводящего тепло (например, из пластмассы), или содержит теплоизоляционный материал на металле.
Ручки для переноски и наклона в чайниках разделяются на С-образные и консольные. С-образные ручки имеют два вида крепления на чайнике: жесткое или шарнирное. В первом случае С-образная ручка прикреплена неподвижно к корпусу в двух местах и расположена в центральной вертикальной плоскости чайника, проходящей через сливной носик. Во втором случае С-образная ручка прикреплена шарнирно к корпусу так, чтобы была обеспечена возможность ее поворота вокруг горизонтальной оси, лежащей в центральной вертикальной плоскости чайника и в плоскости ручки (SU 15136, 1930; SU 1205887, 1986).
Консольные ручки обычно имеют Г-образную форму и жестко закреплены на корпусе чайника в центральной вертикальной плоскости. Чайники с консольными ручками отличаются по месту расположения ручки: на корпусе сверху или сбоку и по расположению ее длинной части, которая может быть направлена к носику или от него (SU 1797482, 1993; SU 1801044, 1993; SU 1659003, 1991).
Чайники чаще всего изготавливают с крышкой, через которую воду наливают и выливают. В тех конструкциях, в которых крышка отсутствует, воду наливают и сливают через носик, который имеет соответствующую форму, открытую сверху (SU 1787429, 1993).
Недостатком известных чайников является трудность определения количества налитой в него воды.
Для определения количества воды в чайнике в его корпус устанавливают (или к корпусу чайника прикрепляют вертикально) водомерную трубку, которая связана с основным объемом чайника как сообщающиеся сосуды, или устанавливают водомерное стекло (RU 2284140, 2006; GB 2003723, 1979; GB 2337194, 1999; GB 2332522, 1999; FR 2766692, 1999).
Чайники с водомерной трубкой (стеклом) обеспечивают возможность определения количества налитой воды, но имеют множество недостатков, главными из которых являются следующие.
Во-первых, по водомерной трубке пользователь не может определить количество воды в чайнике в процессе наливания воды из-под крана. Для определения количества воды в этом случае пользователю приходится прекратить наливать воду.
Во-вторых, трудность определения количества воды в чайнике по водомерной трубке заключается в том, что глаза пользователя должны находиться на уровне воды и вблизи шкалы, находящейся на трубке. В результате пользователю приходится либо чайник поднимать, не наклоняя, на уровень глаз, либо устанавливать на горизонтальную поверхность (например, на стол). Затем приходится наклоняться к водомерной трубке, которая со временем мутнеет, и по шкале определять количество воды в чайнике.
В-третьих, трудно обеспечить герметичность металлического чайника в месте соединения корпуса с водомерной трубкой из-за различий температурных коэффициентов расширения металла и стекла в диапазоне температур (10-100)°С.
Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению следует считать известный чайник (GB №855031, 1960). В этом патенте описан чайник, в котором на корпусе между носиком и С-образной ручкой для переноски и наклона чайника закреплен безмен (springbalance).
Безмен содержит специальную ручку, за которую при определении количества воды пользователь должен держать чайник. Ручка безмена перемещается вертикально по телескопическим направляющим, которые снабжены упругим элементом (пружинами) и измерителем деформации упругого элемента со шкалой и указателем.
Достоинством известного чайника - ближайшего аналога - является то, что с его помощью можно определить количество воды, налитой в чайник, без водомерной трубки. Однако такой чайник имеет много недостатков, поэтому пользоваться им трудно и неудобно.
Во-первых, на корпусе известного чайника - ближайшего аналога - установлено известное устройство с дополнительной ручкой, за которую пользователь должен поднимать чайник только для определения количества воды. Для переноски и наклона чайника такую ручку использовать невозможно.
Во-вторых, для определения количества воды необходимо данный известный чайник поднимать за ручку безмена на уровень глаз, для оценки перемещения указателя по шкале, что тяжело и неудобно. Кроме того, безмен расположен между носиком и ручкой для переноски и наклона, т.е. смещен относительно центральной вертикальной оси, поэтому чайник при таких измерениях наклоняется и для предотвращения выливания воды из чайника на пользователя приходится воду в чайник не доливать.
В-третьих, в ручке безмена известного чайника может поместиться всего один или два пальца пользователя, поэтому держать на пальце чайник массой 1,5-3 кг и разглядывать шкалу, болезненно.
В-четвертых, в чайнике, выбранном в качестве ближайшего аналога, трудно обеспечить наиболее часто востребованную функцию: определение количества воды в чайнике в процессе наливания воды из-под крана.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение удобства использования чайника.
Поставленная задача, согласно предлагаемому изобретению, решена тем, что чайник, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, корпус с носиком для слива воды, ручку для переноски и наклона чайника рукой пользователя, упругий элемент и измеритель деформации упругого элемента, отличается от ближайшего аналога тем, что в нем упругий элемент установлен в месте передачи силового воздействия от руки пользователя на корпус через ручку для переноски и наклона.
Предлагаемый чайник отличается от ближайшего аналога тем, что упругий элемент выполнен в виде плоской или витой пружины и расположен на ручке для переноски и наклона.
Кроме того, предлагаемый чайник может отличаться тем, что упругий элемент расположен на ручке для переноски и наклона снизу и содержит подвижный элемент, выполненный и установленный с возможностью взаимодействия с рукой пользователя и находящийся во взаимодействии с ручкой и с измерителем деформации упругого элемента.
Кроме того, предлагаемый чайник отличается тем, что упругий элемент выполнен в виде плоской или витой пружины и установлен с возможностью взаимодействия с корпусом и с ручкой для переноски и наклона.
В предлагаемом чайнике ручка для переноски и наклона или часть ее может быть выполнена в виде упругого элемента, измеритель деформации которого расположен на ручке и/или на корпусе.
Предлагаемый чайник отличается от ближайшего аналога также тем, что измеритель деформации упругого элемента содержит преобразователь деформации в электрический сигнал, подключенный к индикатору.
Кроме того, предлагаемый чайник отличается тем, что упругий элемент с преобразователем деформации в электрический сигнал и/или индикатор могут быть расположены на ручке для переноски и наклона и/или на корпусе.
Технический результат, заключающийся в повышении удобства использования чайника, достигнут благодаря тому, что в предлагаемом изобретении упругий элемент установлен в месте передачи силового воздействия от руки пользователя на корпус через единственную ручку для переноски и наклона чайника.
В рассмотренных в предлагаемом изобретении различных конструктивных схемах реализации предлагаемого чайника, обусловленных способом крепления ручки для переноски и наклона к корпусу, а также выполнением упругого элемента, технический результат достигается также тем, что все функции, необходимые при использовании предлагаемого чайника, в том числе и определение количества воды в чайнике, пользователь выполняет с помощью одной единственной ручки для переноски и наклона.
Преимуществом предлагаемого изобретения перед известными является то, что пользователю обеспечена возможность взять чайник за ручку для переноски и наклона один раз и впервые сразу же, без водомерного стекла, определить количество воды в чайнике, в том числе и в процессе наливания воды из-под крана, а также осуществить все операции, необходимые при использовании чайника.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1-9, на которых в качестве примеров реализации предлагаемого изобретения изображены различные конструктивные схемы предлагаемого чайника. На фиг.1 изображен предлагаемый чайник, в котором упругий элемент и измеритель деформации расположены на ручке для переноски и наклона. На фиг.2 изображен шток отсчетного устройства измерителя деформации упругого элемента, показанного на фиг.1. На фиг.3 - предлагаемый чайник, в котором упругим элементом является подвижный элемент. На фиг.4 - предлагаемый чайник с шарнирной ручкой и упругим элементом в виде двух разнесенных пружин, расположенных между ручкой и корпусом. На фиг.5 изображен вид А, а на фиг.6 - вид Б, указанные на фиг.4. На фиг.7 изображен чайник с консольной ручкой и с упругим элементом в виде витой пружины сжатия. На фиг.8 - чайник с консольной ручкой и с упругим элементом в виде витой пружины растяжения. На фиг.9 изображен чайник с преобразователем деформации упругого элемента в электрический сигнал и электронным индикатором.
На фиг.1-9 приняты следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - носик;
3 - крышка;
4 - ручка для переноски и наклона;
5 - ось поворота ручки 4;
6 - подвижный элемент упругого элемента;
7 - пружина;
8 - измеритель деформации;
9 - упор;
10 - указатель измерителя 8;
11 - ось указателя измерителя 8;
12 - преобразователь деформации упругого элемента в электрический сигнал;
13 - источник питания;
14 - электронный индикатор.
На фиг.1 изображен предлагаемый чайник, в котором на корпусе 1 с носиком 2 и крышкой 3 расположена С-образная ручка 4 для переноски и наклона, установленная шарнирно с возможностью поворота вокруг двух осей 5, находящихся в плоскости ручки 4 и в центральной вертикальной плоскости чайника, которая проходит через носик 2. Упругий элемент, содержащий подвижный элемент 6, установленный с возможностью взаимодействия с рукой пользователя и пружиной 7, расположен на ручке 4 снизу и находится во взаимодействии с измерителем 8 деформации, расположенным также на ручке 4. Измеритель 8 деформации может быть выполнен, например, в виде штока (фиг.2), установленного на подвижном элементе 6, с нанесенными на нем контрастными кольцами (рисками), выступающими над ручкой 4 при сжатии пружины 7.
Предлагаемый чайник (фиг.1) может быть выполнен с ручкой 4 для переноски и наклона, жестко закрепленной на корпусе 1 в положении, показанном на фиг.1. В этом случае оси 5 отсутствуют.
Другой пример расположения упругого элемента и измерителя деформации на ручке 4 показан на фиг.3.
На фиг.3 изображен чайник, содержащий корпус 1, носик 2 и крышку 3, в котором на консольной ручке 4 для переноски и наклона, жестко закрепленной на корпусе 1, расположен снизу подвижный элемент 6, выполняющий функцию упругого элемента за счет упругих свойств материала, из которого он изготовлен. Подвижный элемент 6 установлен с возможностью взаимодействия с рукой пользователя, с ручкой 4 для переноски и наклона и с измерителем деформации 8, который может быть выполнен также в виде штока (фиг.2).
На фиг.4 показан чайник, в котором на корпусе 1 с носиком 2 и крышкой 3 установлена шарнирно на осях 5 С-образная ручка 4 для переноски и наклона. Упругий элемент выполнен в виде двух пружин 7, находящихся во взаимодействии с ручкой 4 и с корпусом 1.
Указанные на фиг.4 вид А и вид Б изображены, соответственно, на фиг.5 и на фиг.6. Как показано на фиг.4-6 на ручке 4 установлены упоры 9, находящиеся во взаимодействии с пружинами 7, а также указатели 10 двух измерителей 8 деформации, расположенных для удобства пользователя с двух сторон ручки. На отсчетном устройстве измерителя 8 нанесены контрастные полосы (риски), по которым пользователь определяет количество воды в чайнике.
На фиг.7 показан чайник с жесткой консольной ручкой 4 для переноски и наклона, упор 9 которой находится во взаимодействии с упругим элементом, выполненным в виде витой пружины 7 сжатия, расположенной между ручкой 4 и корпусом 1. Отсчетное устройство измерителя 8 деформации расположено на противоположном конце ручки 4 и содержит контрастные кольца и указатель 10. Указатель 10 может быть выполнен, например, в виде полого конуса, установленного с возможностью поворота вокруг оси 11.
В предлагаемом чайнике ручка 4 для переноски и наклона, аналогично показанной, например, на фиг.7, или часть ее может быть выполнена из упругого материала, например из резины. В этом случае (не показано) упругая ручка 4 закрепляется с одной стороны на корпусе 1 (без элементов 5, 7 и 9), а ее изгиб оценивается по отсчетному устройству 8 с указателем 10.
На фиг.8 показан чайник с консольной ручкой 4, которая находится во взаимодействии с пружиной 7 растяжения и с корпусом 1. Указатель 10, расположенный на ручке 4, установлен с возможностью перемещения над контрастными полосами измерителя 8 деформации, расположенными, например, на корпусе 1.
На фиг.9 показан чайник, который выполнен с возможностью передачи усилия, с которым пользователь держит поднятый чайник, через ручку 4 для переноски и наклона и упор 9 на электронный преобразователь 12 усилия в электрический сигнал, установленный, например, на корпусе 1. Преобразователь 12 соединен электрически с электронным индикатором 14, выполненным с возможностью отображения количества воды в чайнике. Индикатор 14 может быть выполнен цифровым или содержать линейку светодиодов. Для питания устройств 12 и 14 такой чайник снабжен, в общем случае, источником 13 питания, например аккумуляторной батареей.
На фиг.1-9 второстепенные детали, обеспечивающие необходимое функционирование предлагаемого чайника, не показаны.
Работа предлагаемого чайника (фиг.1 и 2) основана на том, что пользователь поднимает чайник рукой за ручку 4 снизу, т.е. за подвижный элемент 6. Усилие по подъему чайника передается от руки пользователя на корпус 1 через подвижный элемент 6, пружину 7 и ручку 4. Чем больше воды налито или наливается в чайник, тем больше деформируется (сжимается) пружина 7 и тем на большую величину шток измерителя 8 деформации выдвигается из ручки 4. Положение штока измерителя 8 деформации при подъеме пустого чайника удобно совместить с началом отсчета, тогда количество воды, налитой в чайник, легко оценивается по числу появившихся над ручкой контрастных колец, отличающихся, например, по цвету (минимально: белый - черный). Обычно для бытовых целей достаточно определить количество воды в долях: 0,25; 0,5; 0,75 или 1,0 от полного (1,0) чайника, т.е. на штоке достаточно иметь четыре кольца. При необходимости увеличения точности измерения количество колец (рисок) может быть увеличено.
Ручка 4 в предлагаемом чайнике, в отличие от ближайшего аналога, является единственной, за нее удобно браться пользователю для подъема, переноски и наклона чайника и удобно оценивать количество воды налитой и/или наливаемой в чайник. Контрастные кольца измерителя деформации расположены на единственной ручке 4 сверху, т.е. всегда находятся в поле зрения пользователя, поэтому для определения количества воды предлагаемый чайник нет необходимости устанавливать на горизонтальную плоскость или поднимать на уровень глаз.
В предлагаемом чайнике не существует ограничений для пользователя по выполняемым функциям. Пользователь берет чайник один раз за единственную ручку 4 для переноски и наклона и может поднимать его, наливать в него воду, определять количество воды в чайнике, устанавливать чайник для нагрева воды, снимать чайник с нагревательного устройства, наклонять чайник и сливать воду через носик 2 или через крышку 3.
Преимуществом предлагаемого чайника (фиг.1) по сравнению с известными является то, что в нем решена поставленная задача: обеспечено повышение удобства использования чайника.
С помощью предлагаемого чайника пользователь может выполнить все необходимые операции, а при определении количества налитой или наливаемой из-под крана воды не испытывает неудобств, перечисленных выше для ближайшего аналога.
Работа предлагаемого чайника (фиг.3) аналогична описанной для чайника (фиг.1), от которого он отличается консольной ручкой 4, жестко закрепленной на корпусе 1, и конструкцией упругого элемента, содержащего упругую подвижную часть 6.
Работа предлагаемого чайника, показанного на фиг.4, основана на том, что при необходимости поднять чайник пользователь берет рукой чайник за шарнирную ручку 4 для переноски и наклона. Ручка 4 поворачивается вокруг осей 5 до тех пор, пока упоры 9 не войдут во взаимодействие с упругими элементами 7. Под действием усилия от руки пользователя, которое передается через ручку 4, упоры 9 и пружины 7 на корпус 1, пружины 7 сжимаются. Чем больше воды наливается или налито в чайник, тем больше деформируются (сжимаются) пружины 7 и тем на большую величину по отсчетным устройствам 8 перемещаются указатели 10. По величине перемещения какого-либо из указателей 10 (спереди или сзади ручки) пользователю удобно оценить количество воды налитой и/или наливаемой в чайник.
Работа предлагаемых чайников, изображенных на фиг.7 и 8, отличающихся конструкцией и дизайном, т.е. положением консольной ручки 4 и пружинами 7 (сжатия/растяжения), для пользователя практически аналогична. Усилие, с которым пользователь держит чайник с водой, передается через ручку 4 и пружину 7 на корпус 1. В зависимости от количества воды в чайнике пружина 7 упруго деформируется: на фиг.7 пружина 7 сжимается, на фиг.8 - растягивается. Эта деформация измеряется по кольцам (рискам) измерителя 8 с указателем 10.
Работа чайника (фиг.9) основана на том, что усилие, с которым пользователь поднимает чайник, прикладывается через ручку 4 и упор 9 к преобразователю 12 усилия в электрический сигнал, расположенному между ручкой 4 и корпусом 1. Преобразователь 12 содержит упругий элемент (например, мембрану), измеритель деформации которой выполнен, например, в виде резистивной матрицы, преобразующей деформацию изгиба мембраны под действием усилия в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на электронный индикатор 14, на котором он отображается, например, в виде цифр или в виде загорающихся участков линейки светодиодов, по которым пользователь определяет количество воды в чайнике.
Таким образом, во всех рассмотренных выше примерах выполнения предлагаемого чайника подтверждено, что поставленная задача: повышение удобства использования чайника - решена благодаря тому, что упругий элемент расположен в месте передачи силового воздействия от руки пользователя на корпус через ручку для переноски и наклона.
В предлагаемом изобретении отображены основные места расположения упругого элемента.
Во-первых, - это расположение упругого элемента на ручке 4 для переноски и наклона (фиг.1-3).
Во-вторых, - это расположение упругого элемента между ручкой 4 для переноски и наклона и корпусом 1 (фиг.4-8).
В-третьих, ручка 4 для переноски и наклона (или часть ее) может быть выполнена в виде упругого элемента, расположенного между рукой пользователя и корпусом 1 чайника.
В-четвертых, упругий элемент и измеритель деформации упругого элемента могут быть выполнены в виде преобразователя 12 усилия в электрический сигнал и расположены на ручке 4 для переноски и наклона или между ручкой 4 и корпусом 1 чайника (фиг.9).
На фиг.1-8 упругий элемент изображен в виде кольцевой пружины условно для понимания существа изобретения. При реализации предлагаемого изобретения упругий элемент может быть выполнен, например, в виде плоской витой пружины, плоской (изогнутой) упругой пластины или другого упругого устройства.
В качестве преобразователя 12 усилия в электрический сигнал (фиг.9) может быть применен, например, датчик фирмы Honeywell типа FS03. В датчиках такого типа изгиб мембраны составляет несколько микрон и в таких же пределах в предлагаемом чайнике ограничено перемещение упора 9. В результате пользователю очень удобно совершать необходимые манипуляции с чайником (фиг.9), не подозревая, что ручка 4 закреплена на корпусе 1 нежестко.