СПОСОБ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЧАЙНИКА
ELECTRIC KETTLE OPERATION METHOD

Изобретение относится к способу работы кухонной посуды для кипячения воды, а именно к способу работы электрического чайника.
Известен чайник электрический (RU 2156103 С2, от 30.10.1997) и способ его работы. Электрический чайник состоит из корпуса, нагревательного элемента, закрепленного на боковой поверхности стенки корпуса в отверстии.
К недостаткам этого чайника и способа его работы можно отнести необходимость использования водонепроницаемого соединения головки, в которую вмонтирован электрический нагревательный элемент, и корпуса чайника, т.к. головка с электрическим разъемом расположена ниже уровня воды в чайнике.
Такая конструкция требует использования уплотнительного кольца, выполненного из резины или другого материала с аналогичными свойствами, а это приводит к известным недостаткам, заключающимся в ненадежности и недолговечности службы чайника, что вызвано старением материала уплотнителя.
Кроме того, нагревательный элемент напрямую контактирует с водой и при эксплуатации покрывается накипью.
Известен также электрический чайник и способ его работы (RU №128088 U, МПК A47J 27/21, 11.08.2011), принятый за прототип, состоящий из корпуса, терморегулятора, блока управления электрическим чайником, отличающийся тем, что в корпусе находится отверстие, закрытое пластиной, пропускающей ультрафиолетовое излучение, на внешней стороне корпуса напротив отверстия закреплена ультрафиолетовая лампа с защитным экраном, которая связана с блоком управления ультрафиолетовой лампы, соединенным с терморегулятором и блоком управления электрическим чайником.
Согласно известному способу работы электрического чайника используют бак для воды, ультрафиолетовую лампу, а блок управления чайника осуществляет подогрев воды с помощью нагревательного элемента. При включении ультрафиолетовой лампы ультрафиолетовое излучение свободно проходит через отверстие в корпусе чайника, герметично закрытое пластиной, пропускающей ультрафиолетовое излучение, и облучает воду в чайнике.
Блок управления ультрафиолетовой лампы обеспечивает несколько режимов работы электрического чайника:
- предварительное ультрафиолетовое облучение воды и последующий ее нагрев, кипячение;
- одновременное ультрафиолетовое облучение воды и ее нагрев, кипячение;
- ультрафиолетовое облучение холодной воды без ее нагрева, кипячения;
- нагрев, кипячение воды без ультрафиолетового облучения.
Достоинством данного чайника и способа его работы является то, что нагреватель напрямую не контактирует с водой. Нагреваются не стенки корпуса, а излучением нагревается непосредственно вода, и при этом на стенках корпуса не образуется накипь, поскольку кипение происходит в толще воды.
Недостатком такого чайника и способа его работы является то, что вода в чайнике напрямую контактирует с атмосферой, поэтому при охлаждении воды в чайнике до приемлемой для употребления температуры в воде растворяется большое количество газов.
Задачей изобретения является получение горячей и охлажденной дегазированной воды за счет поддержания воды в чайнике при температуре кипения и охлаждения разливаемой воды до приемлемой для употребления температуры.
Технический результат достигается тем, что в способе работы электрического чайника, по которому используют бак для воды, а блок управления осуществляет получение горячей воды с помощью нагревательного элемента, согласно изобретению, используют бак для воды, который снабжен датчиком давления в баке, герметичной крышкой, имеющей защитный клапан, выходной трубкой, расположенной в нижней части бака и имеющей датчик температуры выходной воды, ответвление выхода горячей воды с первым клапаном и ответвление выхода охлажденной воды, соединенное с радиатором, охлаждаемым вентилятором, и имеющее второй клапан, а также датчик температуры охлажденной воды, а блок управления осуществляет получение горячей и охлажденной дегазированной воды с помощью датчика давления в баке, датчика температуры выходной воды, датчика температуры охлажденной воды и вентилятора, при этом защитный клапан стравливает давление в баке тогда, когда давление превышает пороговое значение Рmax, давление Ρ в баке контролируют датчиком давления, блок управления включает нагревательный элемент тогда, когда давление Ρ в баке опускается ниже порогового значения Ро, при этом величина Ро выше внешнего атмосферного давления, блок управления выключает нагревательный элемент при давлении Ρ в баке выше порогового значения Ро, воду разливают под действием избыточного давления в баке, горячую воду разливают непосредственно из бака, охлажденную воду перед розливом пропускают через радиатор, который охлаждают вентилятором, температуру Tгор воды в баке и температуру Тохл охлажденной воды контролируют датчиками температуры, блок управления выключает нагревательный элемент при превышении температуры Тгор воды в баке выше максимального значения Тmax, при повышении или при понижении температуры Тохл разливаемой охлажденной воды выше или ниже заданной, блок управления включает или отключает вентилятор.
Для достижения технического результата - получения дегазированной воды необходимо довести воду до кипения и разливать воду с быстрым охлаждением, при этом вода в чайнике постоянно поддерживается при температуре кипения, а разливаемая охлажденная вода проходит через радиатор охлаждения.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид электрического чайника.
На чертеже цифрами обозначены:
1 - бак для воды,
2 - нагреваемая вода,
3 - нагревательный элемент,
4 - блок управления,
5 - герметичная крышка,
6 - защитный клапан,
7 - выходная трубка,
8 - первый клапан (клапан горячей воды),
9 - второй клапан (клапан охлажденной воды),
10 - радиатор,
11 - вентилятор,
12 - датчик температуры выходной воды,
13 - датчик температуры охлажденной воды,
14 - датчик давления в баке,
15 - ответвление выхода горячей воды,
16 - ответвление выхода охлажденной воды,
17 - поток охлаждающего воздуха.
Электрический чайник содержит бак 1 для воды 2, нагревательный элемент 3, соединенный с блоком управления 4.
В предлагаемом электрическом чайнике бак 1 для воды снабжен датчиком 14 давления в баке, герметичной крышкой 5, имеющей защитный клапан 6, выходной трубкой 7, расположенной в нижней части бака 1 и имеющей датчик 12 температуры выходной воды, ответвление 15 выхода горячей воды с первым клапаном 8 и ответвление 16 выхода охлажденной воды, соединенное с радиатором 10, охлаждаемым вентилятором 11, и имеющее второй клапан 9, а также датчик 13 температуры охлажденной воды, при этом блок 1 управления соединен с датчиком 14 давления в баке, датчиком 12 температуры выходной воды, датчиком 13 температуры охлажденной воды, вентилятором 17.
Таким образом, в предлагаемом электрическом чайнике бак 1 закрыт герметичной крышкой 5, которая имеет защитный клапан 6. Кроме того, выходная трубка 7 для отбора воды 2 из бака 1 расположена в нижней части бака 1. Вода разливается под действием избыточного давления в баке 1. При этом через клапан 8 ответвления 15 разливается горячая вода, а через клапан 9 ответвления 16 разливается охлажденная в радиаторе 10 охлаждения вода. Радиатор 10 обдувается для охлаждения вентилятором 11. Температура воды в баке 1 контролируется датчиком 12 температуры выходной воды, температура охлажденной воды контролируется датчиком 13 температуры охлажденной воды. Датчик 14 давления в баке 14 контролирует давление в баке 1. Все указанные датчики 12, 13, 14, а также вентилятор 11 охлаждения соединены с блоком 4 управления.
Работа предлагаемого электрического чайника происходит следующим образом.
Согласно предлагаемому способу работы электрического чайника используют бак 1 для воды, а блок 4 управления осуществляет получение горячей воды с помощью нагревательного элемента 3.
Вода 2, помещенная в бак 1, нагревается нагревательным элементом 3 до температуры кипения. Поскольку бак 1 закрыт герметичной крышкой 5, при кипении воды 2 давление Ρ в баке 1 поднимается выше атмосферного (наружного) давления, в баке 1 создается избыточное давление, которое контролируется датчиком 14 давления в баке. При этом датчик 14 давления может измерять абсолютное давление в баке 1, или может измерять относительное, избыточное давление: разность давлений в баке 1 и наружного атмосферного давления.
При достижении Ρ заданного давления (Ро порядка 1,5 атмосферы, или 0,5 атмосферы избыточного давления) блок 4 управления прекращает нагрев (отключает нагревательный элемент 3). При понижении температуры воды 2 в баке 1 ниже температуры кипения происходит конденсация паров воды в баке 1, и понижение давления Ρ в баке 1 ниже Ро, равном примерно 1,5 атмосферы, и блок 4 управления включает нагрев (включает нагревательный элемент 3).
Таким образом, в баке 1 поддерживается температура воды 2 на уровне температуры кипения, и давление Ρ на уровне Ро, равном примерно 1,5 атмосферы, при этом вода теряет большую часть растворенных в воде газов.
Вода, из которой частично удален газ, растворенный в воде, становится биологически активной и ее иногда называют «живой водой». При этом дегазированная вода не только безвредна, но она может оказывать на человека оздоровительное действие, повышая устойчивость к различным заболеваниям и неблагоприятным факторам среды.
Для приготовления дегазированной воды в домашних условиях воду нагревают до кипения (при этом из воды выходит большая часть растворенных в ней газов) и принудительно быстро охлаждают (быстрота охлаждения нужна для того, чтобы вода обратно не набрала растворенных газов).
Срок хранения «живой воды» в открытом сосуде зависит от объема воды, но не превышает одного часа. То есть сразу после приготовления «живую воду» необходимо употребить.
Горячая вода из бака 1 разливается через клапан 8 горячей воды. Через клапан 9 вода попадает в радиатор 10 охлаждения. Радиатор 10 охлаждается вентилятором 11 охлаждения, который создает поток охлаждающего воздуха 17. Температура Тохл разливаемой охлажденной воды контролируется датчиком 13 температуры охлажденной воды. При повышении или при понижении температуры Тохл разливаемой охлажденной воды выше или ниже заданной блок 4 управления включает или отключает вентилятор 11 охлаждения. При этом разливаемая горячая и охлажденная вода не контактирует с атмосферой, и разливается дегазированная «живая» вода.
Защитный клапан 6 предназначен для сброса давления Ρ в баке 1 при отказе системы контроля давления в баке 1 (отказ датчика 14 давления или отказ блока 4 управления), ограничивая давление в баке 1 до безопасного уровня (Рmax, равном примерно 3 атмосферы).
Температура воды 2 в баке 1 дополнительно контролируется датчиком температуры 12 выходной воды. При повышении температуры Tгор выходной воды выше Тmax, равном примерно 150 градусов Цельсия (например, при пустом баке 1) блок 4 управления отключает нагревательный элемент 3. При понижении температуры выходной воды Tгор ниже 98 градусов Цельсия (например, при отказе нагревательного элемента 3) - блок 4 управления выдает сигнал «Не готовность».
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ работы электрического чайника имеет значительные преимущества. За счет того, что вода в чайнике постоянно поддерживается при температуре кипения, а разливаемая охлажденная вода проходит через радиатор охлаждения - чайник позволяет получать дегазированную «живую» воду.