Мультифункциональный генератор тепловых полей

Полезная модель относится к устройствам генерирования, аккумулирования и направления тепловой энергии для осуществления тепловой обработки пищевых продуктов посредством горения различных видов древесного топлива. Генератор предназначен для использования в быту и на предприятиях общественного питания для приготовления первых и вторых блюд.
Известно устройство для тепловой обработки пищевых продуктов (см. патент на полезную модель RU12649, МПК A47J 37/00, 23.07.1999), содержащее корпус с вентиляционными отверстиями, отверстия для крепления съемных опор и внутренний каркас, установленный в корпусе на упорах. В известном устройстве решается задача исключения риска ожога, за счёт двойных стенок корпуса, но при этом конструкция генератора тепловых полей получилась громоздкой. Недостатком известного генератора тепловых полей является то, что оно предназначено для единственного режима работы, заключающегося в обжарке пищи на решётке.
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели, который принят в настоящей заявке за прототип, является известно устройство для тепловой обработки пищевых продуктов (см. авторское свидетельство SU 1651847, МПК A47J 37/00, 27.12.1988), содержащее раму, со складными опорами съёмную полку, решётку, крышку, съемный поддон для топлива, на который возможна установка съемного короба. Съемный поддон для топлива крепится на раме при помощи подвеса и содержит вентиляционные отверстия, необходимые для притока воздуха в зону горения, а также отверстие для загрузки топлива. В известном устройстве, в отличие от известного генератора тепловых полей по патенту RU12649, за счёт наличия короба и крышки расширен функционал, что позволяет готовить пищу в нескольких режимах.
Общими недостатками известных устройств являются:
- невозможность регулировки интенсивности горения древесного топлива;
- невозможность обеспечить беспрерывную работу устройств при добавлении топлива и сборе остаточных продуктов горения (золы);
- неравномерное распределение теплового потока по объему обрабатываемого пищевого продукта;
- отсутствие технической возможности менять площадь теплового потока, направляемого непосредственно к пищевым продуктам;
-отсутствие возможности перемещения и фиксации приборов, удерживающих пищевые продукты, в вертикальном направлении над источником теплового потока;
- невозможность аккумулирования тепловой энергии и создания режимов минимального поддержания процесса горения топлива (тления);
- невозможность использования устройств в режиме замкнутого пространства, с полным помещением продукта в зону теплового воздействия;
- отсутствует возможность осуществлять раздельную очистку элементов конструкции устройств и мойку в посудомоечных машинах бытового предназначения;
,
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей известных устройств за счёт создания быстроразвёртываемого мультифункционального генератора тепловых полей для тепловой обработки пищевых продуктов, работающего в изменяемых тепловых режимах и с применением широкого спектра кухонных инструментов, обеспечение минимальных габаритных соотношений генератора в разборном виде при хранении и транспортировке с возможностью устанавливать генератор в различных положениях (лежа, боком, вертикально)а также устранение недостатков известных технических решений.
Поставленная задача решается за счёт создания мультифункционального генератора тепловых полей, состоящего из корпуса, комплекта тепловых экранов, включающего продольные тепловые экраны, верхние торцевые тепловые экраны и нижние торцевые тепловые экраны, регулировочных штанг, установленных на продольных тепловых экранах, колосниковой решетки, клапан-штанг, при этом каждый продольный тепловой экран имеет одну степень свободы перемещения, определяемую углом поворота экрана относительно соответствующей верхней кромки корпуса и выполнен с возможностью фиксации в заданном положении с помощью регулировочных штанг. Такая конструкция позволит обеспечить мультифункциональность генератору в виде различных режимов приготовления блюд, а также возможность устанавливать на генераторе кухонные принадлежности различных форм и размеров.
Поставленная задача решается так же тем, что в нижней части корпуса генератора тепловых полей, под колосниковой решёткой сформированы отверстия обеспечивающие приток воздуха в зону горения топлива, при этом размер отверстий регулируется посредством клапан-штанг. Такое техническое решение позволит контролировать количество воздуха поступаемого в зону горения, и обеспечивать требуемую интенсивность горения топлива.
Задача решается за счёт того, что корпус генератора тепловых полей, продольные тепловые экраны могут быть выполнены в виде дугообразной формы. Такая форма позволяет оптимально распределять тепловые потоки, создавая условия для равномерного прогрева пищевых продуктов, размещённых внутри генератора.
Поставленная задача так же решается за счёт создания многофункционального генератора тепловых полей, содержащего, по меньшей мере, один выдвигающийся поддон для сбора золы. Такое техническое решение позволяет своевременно извлекать отработанные продукты горения из генератора без прерывания процесса готовки.
Поставленная задача так же решается за счёт создания многофункционального генератора тепловых полей, который содержит два или более продольных тепловые экрана. Такое решение позволит расширить функционал предлагаемого генератора, разделить зону готовки на несколько участков, регулировать направление выхода сгенерированного теплового потока.
Исполнение генератора тепловых полей, в котором верхние торцевые тепловые экраны выполнены в виде каркаса с закрепленным на нём набором пластин, позволит размещать кухонные принадлежности в различных положениях, что позволит расширить функционал генератора тепловых полей.
Исполнение мультифункционального генератора тепловых полей, в котором штанги продольно тепловых экранов выполнены в виде стержня представляющего собой набор звеньев сваренных друг с другом.
Поставленная задача так же решается за счёт создания мультифункционального генератора тепловых полей, состоящего из корпуса, комплекта тепловых экранов, включающего продольные тепловые экраны, верхние торцевые тепловые экраны и нижние торцевые тепловые экраны, регулировочных штанг установленных на продольных тепловых экранах, колосниковой решетки, клапан-штанг, каждый продольный тепловой экран сопряжен с корпусом по соответствующей верхней кромке корпуса и имеет одну степень свободы, определяемую углом поворота экрана относительно соответствующей верхней кромки корпуса и может быть зафиксирован в заданном положении с помощью регулировочных штанг, при этом в нижней части корпуса под колосниковой решёткой размещены два выдвижных поддона, а также сформированы отверстия обеспечивающие подвод воздуха в зону горения, причем размер отверстий регулируется посредством клапан-штанг, корпус и продольные тепловые экраны выполнены в виде дугообразной формы, верхние торцевые тепловые экраны выполнены в виде каркаса с закрепленным на нём набором пластин, а штанги продольно тепловых экранов выполнены в виде стержня, представляющего собой набор звеньев цепи сваренных друг с другом. Такое исполнение генератора позволит создать универсальное устройство для тепловой обработки пищевых продуктов.
Исполнение мультифункционального генератора тепловых полей, содержащего опорную конструкцию, позволит удерживать генератор в заданном положении во время приготовления пищи, транспортировки или хранения.
Исполнение мультифункционального генератора тепловых полей, в котором колосниковая решётка, продольные тепловые экраны, верхние торцевые тепловые экраны, нижние торцевые тепловые экраны, рычаги клапан-штанг, ручки поддонов для сбора золы являются съёмными элементами. При таком техническом решении конструкция генератора, за счет отсутствия жестких связей между элементами, меньше подвержена тепловым деформациям, обладает возможностью простой замены составных элементов, позволяет производить чистку элементов в разобранном состоянии, в том числе, например, в посудомоечной машине.
Суть предлагаемого генератора тепловых полей поясняется следующими чертежами и описанием.
Фиг. 1 - Мультифункциональный генератор тепловых полей, общий вид;
Фиг.2 - Вид генератора тепловых полей в разрезе;
Фиг. 3 - Мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме транспортировки и хранения;
Фиг. 4 - Мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме
“Чаша для костра”.
Фиг. 5 - Мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме
“Мангал”.
Фиг. 6 - Мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме “Плита”.
Фиг. 7 - Мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме “Духовка”.
Фиг. 8 - Мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме “Смещения потока”.
На фиг. 1 показан мультифункциональный генератор тепловых полей содержащий корпус (1), колосниковую решётку (2), продольные тепловые экраны (3), верхние торцевые тепловые экраны (4) и нижние торцевые тепловые экраны (5), штанги продольно тепловых экранов (6), клапан-штанги (7), регулирующие приток воздуха через отверстия (8), ограничители перемещений (9) клапан-штанг (7), рычаги клапан-штанг (10), выдвигающиеся поддоны для сбора золы (11) с установленными на них посредством резьбового соединения ручками (12).
Каждый продольный тепловой экран (3) сопряжен с корпусом (1) по соответствующей кромке (13) корпуса (1) с возможностью вращения и может быть зафиксирован в заданном положении за счёт замкового соединения (14), образованного крепёжным элементом (15) установленным на верхнем торцевом тепловом экране (4) и крепёжным элементом (16) штанги продольных тепловых экранов (6). Каждая штанга продольных тепловых экранов (6) представляет собой жесткую конструкцию, содержит несколько крепёжных элементов (16) для фиксации продольных экранов (3) в различных положениях и может быть выполнена сварной из звеньев цепи.
Мультифункциональный генератор тепловых полей содержит перегородку (17), размещённую между выдвигающимися поддонами для сбора золы (11).
Клапан-штанги (7) регулируют объём воздуха поступающего через отверстия (8) в корпусе (1). Ограничитель (9) определяет крайние положения клапан-штанг (7), в которых отверстия (8) полностью открыты или закрыты. Поддон для сбора золы (11) позволяет своевременно извлекать отработанные продукты горения, в частности золу, из генератора тепловых полей без прерывания процесса готовки.
Верхние торцевые тепловые экраны (4) выполнены в виде жестких сварных каркасов, на которых размещены съемные пластины, при этом в комплект генератора тепловых полей могут входить дополнительные пластины, различающиеся по форме и размерам. Таким образом, появляется возможность размещать объект теплового воздействия вдоль корпуса на разной высоте, в соответствии с необходимым режимом готовки, например, в “режиме духовки” пища размещается внутри генератора, при этом обеспечивается равномерное тепловое воздействие по всему объему пищевых продуктов.
Мультифункциональный генератор тепловых полей разделяется на три функциональные зоны. На фиг. 2 показаны зона теплового потока (18), зона горения (19), зона зольной камеры (20).
Зона теплового потока (18) ограничена, двумя продольными тепловыми экранами (3) и двумя верхними торцевыми тепловыми экранами (4). Объем зоны теплового потока (18) может меняться, за счёт того, что продольные тепловые экраны (3) установлены на корпусе (1), при помощи цилиндрического шарнирного крепления, с возможностью вращения вокруг кромки (13) корпуса (1) при этом за счёт замковых соединений (14) могут быть зафиксированы в определённом положении. В зависимости от положения продольных тепловых экранов (3) обеспечивается требуемый режим работы многофункционального генератора тепловых полей. Отличительной особенностью зоны теплового потока (19) является то, что её размер, объем, и форма могут меняться в зависимости от режима работы генератора, при этом формируются различные по своим свойствам тепловые поля.
Зона горения (19) ограничена колосниковой решеткой (2), верхней частью корпуса (1), двумя нижними торцевыми тепловыми экранами (5). В зоне горения (19) в результате горения размещённого древесного топлива происходит генерирование тепловых полей.
Зона зольной камеры (20) ограничена колосниковой решёткой (2), дном корпуса (1) и двумя нижними торцевыми тепловыми экранами (5). В зоне зольной камеры (20) расположено два выдвигающихся поддона для сбора золы (11), четыре клапан штанги (7), обеспечивающие регулировку подвода приточного воздуха, через отверстия (8) в корпусе (1) многофункционального генератора тепловых полей, а также перегородка (17), являющаяся упором для поддонов (11).
Мультифункциональный генератор тепловых полей работает следующим образом.
В исходном положении (см. фиг. 3) генератор тепловых полей находится в разобранном виде в режиме транспортировки и хранения. Составные элементы генератора тепловых полей: один из продольно тепловой экранов (3), верхние торцевые тепловые экраны (4), рычаги клапан штанг (10), ручки (12), поддонов (11) размещены внутри корпуса (1) и сверху прикрыты вторым продольно тепловым экраном (3), который в режиме транспортировки и хранения выполняет роль “крышки”. При этом штанги (6) за счёт подвижного соединения с продольными тепловыми экранами (3) сложены внутри корпуса (1). Оставшееся свободное пространство, например, на совке под колосниковой решёткой, используется для хранения, кухонных приспособлений, шампуров, скребков, ножей, вилок и других предметов. Пространство между сложенными тепловыми экранами (3), колосниковой решёткой (2), можно использовать для хранения ножек, огнеупорной накидки, кухонных приспособлений.
На фиг. № 4 показан мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме работы “Чаша для костра”. Продольные тепловые экраны (3) широко развёрнуты относительно кромок (13) корпуса (1) на требуемый для такого режима работы угол раскрыва, и зафиксированы с помощью штанг (6) в замковых соединениях (14). В зависимости от объема закладываемого топлива на колосниковую решётку (2) угол раскрыва продольных тепловых экранов (3) можно менять. На выдвижной поддон (11) укладывается первичный запальный объем топлива, например, древесного. После поджига запального топлива, поддон (11) с помощью ручек (12) задвигается внутрь корпуса (1) до упора с внутренней перегородкой (17), в результате чего происходит последующий поджог основного объёма топлива, размещённого на колосниковой решётке (2). Посредством рычагов клапан штанг(10) осуществляется регулировка подачи воздуха в зону горения топлива через отверстия (8). С целью форсирования розжига древесного топлива продольные тепловые экраны (3) могут быть повёрнуты относительно кромок (13) корпуса (1) до положения с минимальным зазором между ними. По мере накопления твердых продуктов горения осуществляется выемка поддонов (11) и удаление продуктов горения из зольной камеры. При работе многофункционального генератора с минимальным количеством топлива, возможно размещение горючего топлива на колосниковой решетке над одним из выдвигающихся поддонов (11).
На фиг. № 5 показан мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме работы “Мангал”. В отличие от режима работы, показанного на фиг.4, в режиме работы генератора “Мангал” продольные тепловые экраны (3) сведены на значительно меньший угол раскрыва поворотом относительно верхних кромок (13) корпуса (1). В режиме “Мангала” формируется контролируемое направленное тепловое поле, позволяющее равномерно распределять тепловой поток по всей длине продукта, размещённого над зоной теплового потока (18). Шампуры с нанизанными пищевыми продуктами могут быть размещены на верхних кромках продольных тепловых экранов (3), при этом необходимая высота расположения шампуров устанавливается за счёт изменения угла раскрыва продольных тепловых экранов (3) при этом так же меняется плотность теплового потока выходящего непосредственно из зоны теплового потока (18). Регулировка интенсивности горения топлива осуществляется посредством рычагов клапан штанг (7).
На фиг. № 6 показан мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме работы “Плита”. Продольные тепловые экраны (3) поворотом относительно кромок (13) корпуса (1) устанавливаются по ширине решётки (21) и фиксируются в этом положении штангами (6) с помощью замковых соединений (14). Решетка (21) устанавливается на продольные тепловые экраны (3). Для приготовления пищи кухонная посуда, например, кастрюли сковородки или чайник, устанавливается на решётку (21). Для более надёжной фиксации на генераторе решётка (21) может быть выполнена с углублением, такое исполнение решётки (21) так же позволит исключить соскальзывание различных кухонных предметов установленных не решётке.
На фиг. № 7 показан мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме работы “Духовка”. Продольные тепловые экраны (3) полностью сомкнуты. Корпус (1), верхние торцевые тепловые экраны (4), нижние торцевые тепловые экраны (5) и продольные тепловые экраны (3) образуют замкнутое пространство, объединяющее в себе три зоны: зону теплового потока (18), зону горения (19) и зону зольной камеры (20). В режиме работы “Духовка” на верхних торцевых тепловых экранах (4) устанавливается шампур или вертел с нанизанной пищей, продольные тепловые экраны (3) полностью смыкаются и процесс приготовления пищи происходит в замкнутом пространстве как в духовке. Так же в режим работы “Духовка” объект теплового воздействия, например глиняная посуда с пищей, картофель “в мундире” или другой продукт, обернутый в фольгу, размещается на углях, разложенных на колосниковой решётке (2) или непосредственно на самой решётке (2).
На фиг. 8показан мультифункциональный генератор тепловых полей в режиме работы “ Смещения потока”, в котором первый продольный экран (3) раскрыт, на необходимый угол, а другой продольный экран (3) прикрыт. Таким образом, в режиме “ Смещения потока”, тепловой поток смещается и направляется в сторону раскрытого теплового экрана (3), что позволяет готовить пищу над раскрытым тепловым экраном (3), при этом образовывающиеся выделения жира от разогретой пищи не попадают в напрямую на огонь, а скапывают на раскрытый продольный тепловой экран (3), что исключает задымление и неконтролируемое повышение температуры вследствие возгорания жира, попавшего на раскалённые угли. Интенсивность горения топлива при этом регулируется клапан-штангами (7) только со стороны прикрытого продольного теплового экрана (3).
Результаты испытания опытного образца подтверждают решение поставленной задачи полезной модели, а именно создание универсального многофункционально генератора тепловых полей обеспечивающего различные режимы работы, «гибкость» при осуществлении термической обработки продуктов, повышенную энергоэффективность, высокий КПД.