УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В НЕМ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА
COOKING DEVICE AND AIR DIRECTION ELEMENT USED IN IT

Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления пищи, содержащему камеру для приготовления пищи, имеющую воздухопроницаемую нижнюю стенку и верхнее выпускное отверстие для воздуха; вентилятор для последовательного перемещения горячего воздуха через нижнюю стенку, камеру для приготовления пищи и выпускное отверстие; средство направления воздуха для возврата воздуха, выходящего из выпускного отверстия, к нижней стенке, минуя камеру для приготовления пищи; теплоизлучающее средство, расположенное в верхней части камеры для приготовления пищи, и средство направления воздуха, расположенное под камерой для приготовления пищи, на верхней поверхности дна, для направления воздушного потока по существу вверх в пищу, находящуюся в указанной камере.
Такое устройство позволяет осуществлять способ приготовления пищи путем ее одновременного нагрева снизу, за счет конвекции (воздушным потоком) и сверху с помощью теплового излучения (теплоизлучающего средства). Воздух, нагретый с помощью теплоизлучающего средства, циркулирует внутри устройства, осуществляя приготовление пищи (жарение, варку).
В устройствах, где пища нагревается путем конвекции, происходят значительные потери тепла по причине того, что энергия воздушного потока уменьшается из-за сопротивления на его пути. Кроме того, во многих известных устройствах воздух циркулирует без контакта с пищей.
Известны устройства, в которых воздух может проходить только по поверхности пищи. В таких устройствах улучшен процесс передачи тепла пище, поскольку передача тепла определяется количеством тепла в воздушном потоке и площадью поверхности, с которой он контактирует в течение заданного времени.
В известных устройствах значительная часть этой энергии теряется из-за сопротивления воздушному потоку внутри устройства. Это отрицательно влияет на воздушный поток, скорость приготовления пищи и качество выпечки.
В известных устройствах воздушный поток перемещается по существу вертикально или в виде вихря. Благодаря большой скорости восходящий вертикальный воздушный поток является очень эффективным, поскольку перед тем, как снова достигнуть источника тепла, воздух проходит короткий путь. Однако чтобы получить такой вертикальный поток, требуется большое количество энергии для отклонения воздуха, который уже начал циркулировать с помощью вентилятора. Это приводит к существенным потерям воздушного потока, времени и ухудшению качества варки и требует большой мощности вентилятора. В итоге это приводит к увеличению расхода энергии.
В известных устройствах с вихревым воздушным потоком вращение потока определяется формой камеры для приготовления пищи. Воздух движется по внутренней стенке с большой окружной скоростью, а в центральном столбике воздух по существу неподвижен. Скорость восходящего воздуха минимальна. Это приводит к разным результатам готовки пищи, находящейся в центральной области камеры, и пищи, находящейся во внутренней стенке камеры. Хотя на создание вихревого воздушного потока затрачивается много кинетической энергии, результаты готовки пищи будут хуже и не будут каждый раз одинаковыми.
Целью изобретения является создание усовершенствованного устройства для приготовления пищи.
Согласно изобретению, средство направления воздуха содержит по меньшей мере одно направляющее ребро, расположенное по кривой, проходящей по существу к центральной области дна, и имеющее вогнутую боковую поверхность, которая, если смотреть на вертикальный разрез направляющего ребра, по меньшей мере на части его протяженности вдоль указанной кривой образует с дном угол менее 90°.
Благодаря такой специфической форме средства направления воздуха в камере для приготовления пищи создается такой характер воздушного потока, который обеспечивает преимущества вертикального воздушного потока и преимущества вихревого воздушного потока: высокую скорость движения вверх по вертикали и малое сопротивление потоку. При этом высокая вертикальная скорость сочетается с наличием расположенной в центре сердцевины вращающегося воздуха. Это обеспечивает низкое сопротивление воздушному потоку и эффективную передачу тепла при его равномерном распределении, лучшее качество приготовленной пищи и меньшее время готовки.
В предпочтительном варианте выполнения устройства указанный угол изменяется вдоль направляющего ребра, например уменьшается или увеличивается в направлении к центральной области. Путем изменения указанного угла можно получить требуемый характер воздушного потока внутри камеры для приготовления пищи.
Указанный угол может также оставаться по существу неизменным на всей протяженности направляющего ребра.
Устройство согласно изобретению предпочтительно имеет более одного направляющего ребра. Направляющие ребра могут быть расположены с равными интервалами в окружном направлении. Благодаря этому воздух, поступающий со всех сторон, будет отклоняться одинаково.
Если устройство содержит более одного направляющего ребра, то они могут сходиться в центральной области. Направляющие ребра могут сходиться друг с другом непосредственно или с образованием в центральной области дополнительного по существу конического элемента для направления воздуха. Этот конический направляющий элемент дополнительно способствует созданию благоприятного характера воздушного потока в камере для приготовления пищи.
Возможен также вариант выполнения устройства, в котором направляющие ребра оканчиваются недалеко от центральной области, т.е. не соединяются друг с другом.
Устройство может содержать только одно направляющее ребро. В этом случае воздух будет поступать по существу только с одной стороны.
Это единственное направляющее ребро может в центральной области переходить в дополнительный, по существу конический направляющий элемент.
Каждое направляющее ребро предпочтительно является сплошным, но оно может состоять из нескольких отдельных направляющих пластин, расположенных по линии, близкой к указанной кривой линии. По меньшей мере некоторые из этих направляющих пластин могут быть плоскими или криволинейными.
Далее изобретение описано подробно со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 схематично изображает в разрезе вертикальную проекцию устройства согласно изобретению и
фиг.2-7 изображают в аксонометрии варианты выполнения средства направления воздуха.
Как показано на фиг.1, устройство содержит наружный кожух 1, который может быть изготовлен из пластмассы. Внутри кожуха 1 расположена двухстенная камера 2 для приготовления пищи, окруженная внутренней стенкой 3 и наружной стенкой 4. Внизу внутренняя стенка 3 имеет воздухопроницаемый нижний участок 5, а наверху имеет выпускное отверстие 6 для выхода воздуха.
Над выпускным отверстием 6 установлен вентилятор 7, работающий от электродвигателя 8 с регулируемой скоростью вращения. В результате низкого давления на одной стороне вентилятора 7 воздух из камеры 2 для приготовления пищи засасывается через выпускное отверстие 6 и подается под высоким давлением в канал 9, образованный между внутренней стенкой 3 и наружной стенкой 4. Воздух проходит по каналу 9 к воздухопроницаемому нижнему участку 5 внутренней стенки 3 и, пройдя через него, возвращается в камеру 2 для приготовления пищи.
Хотя на фиг.1 показано, что канал 9 между внутренней стенкой 3 и наружной стенкой 4 полностью окружает камеру 2, т.е. является кольцевым каналом, в устройстве могут быть предусмотрены несколько отдельных каналов, идущих от вентилятора 7 к нижнему участку 5, или только один локальный канал.
В верхней части камеры для приготовления пищи установлено одно теплоизлучающее средство 10 (или несколько таких средств), которое не только излучает тепло в камеру к находящейся в ней пище, но и нагревает воздух, циркулирующий в устройстве и текущий вверх мимо указанного средства 10.
Таким образом, находящаяся в камере 2 пища нагревается одновременно теплом, излучаемым средством 10, и горячим воздухом, проходящим через нее снизу.
Под нижним участком 5, на дне 12 расположено средство 11 направления воздуха (показано схематично). Конструкция и/или форма этого средства (подробно описанная далее) такова, что поступающий воздух направляется через нижний участок 5 в камеру 2 вертикально вверх с большой скоростью с одновременным вращением, образуя при этом регулярный поток. Это значит, что средство 11 направления воздуха создает направленный по существу вверх и вращающийся воздушный поток, проходящий через находящуюся в камере 2 пищу. В результате по всему поперечному сечению камеры 2 достигается оптимальное взаимодействие между нагретым воздухом и пищей.
Как показано на фиг.1, нижний участок 5 внутренней стенки 3 камеры для приготовления пищи по меньшей мере частично открыт для воздуха, например выполнен в виде решетки или сетки.
На фиг.2-7 показаны варианты выполнения средства 11 направления воздуха. Согласно фиг.2, средство направления воздуха содержит четыре направляющих воздух ребра 3, каждое из которых проходит по кривой линии по существу в направлении к центральной области дна 12. Каждое направляющее ребро 13 имеет вогнутую боковую поверхность 14, которая, если смотреть на вертикальный разрез направляющего ребра 13, по меньшей мере на части его протяженности по указанной кривой линии образует с дном 12 угол α менее 90°. В варианте, показанном на фиг.2, угол α изменяется вдоль направляющих ребер 13 так, что он больше в области наружной части ребер, чем вблизи центральной области, где направляющие ребра 13 сходятся.
В центральной области направляющие ребра 13 сходятся с образованием дополнительного, по существу конического направляющего элемента 15, который сужается в направлении от дна 12 вверх.
Воздух, поступающий из канала 9 в направлении, показанном стрелками 16, будет направляться ребрами 13 и дополнительным направляющим элементом 15 так, что образуется высокоскоростной воздушный поток, направленный вертикально вверх, а также небольшая центральная сердцевина вращающегося воздуха.
Вариант, показанный на фиг.3, аналогичен варианту, показанному на фиг.2, за исключением того, что вогнутые боковые поверхности 14 направляющих ребер 13 образуют с дном 12 угол α, который остается по существу одинаковым на всем протяжении направляющих ребер 13. Благодаря этому отличию в варианте, показанном на фиг.2, на периферии камеры 2 скорость восходящего воздушного потока будет больше, чем в варианте согласно фиг.3.
Согласно фиг.4, средство направления воздуха содержит четыре направляющих ребра 13, имеющих вогнутые боковые поверхности 14, образующие с дном 12 угол α, который может изменяться или оставаться неизменным. В данном варианте направляющие ребра 14 оканчиваются недалеко от центральной области и не сходятся друг с другом. Благодаря этому в данном варианте сердцевина вращающегося воздуха, которая образуется в центральной области, будет больше, чем в предыдущих вариантах, но скорость вертикального воздушного потока будет меньше.
Фиг.5 изображает вариант, который обеспечивает отклонение воздуха, поступающего с двух противоположных сторон, как показано стрелками 17. В данном варианте имеется только два направляющих ребра 13 с вогнутыми боковыми поверхностями 14. Как и на фиг.4, направляющие ребра 13 оканчиваются недалеко от центральной области и не сходятся друг с другом.
На фиг.6 показан вариант выполнения средства направления воздуха, которое содержит только одно направляющее ребро 13, имеющее вогнутую боковую поверхность 14. Этот вариант предназначен для отклонения воздушного потока, поступающего только с одной стороны, как показано стрелками 18. Согласно фиг.6, направляющее ребро 13 оканчивается дополнительным коническим элементом 15 для направления воздуха. Это средство направления воздуха тоже создает вертикальный воздушный поток, имеющий по меньшей мере центральную вращающуюся сердцевину.
Средство направления воздуха, показанное на фиг.7, содержит четыре расположенных на равных расстояниях направляющих ребра 13, каждое из которых включает несколько отдельных направляющих пластин 19, 20 и 21. Вместе или в сочетании друг с другом, эти направляющие пластины расположены по линии, приближающейся к указанной выше кривой линии. Вогнутая боковая поверхность такого составного направляющего ребра 13, по меньшей мере на части его протяженности (в частности, на пластине 21), образует с дном 12 угол менее 90°.
На фиг.7 показаны плоские направляющие пластины 19-21, однако они могут иметь криволинейные поверхности, так что форма составного направляющего ребра 13 будет достаточно близка к оптимальной кривой линии. Кроме того, направляющие пластины могут быть выполнены за одно целое с дном, в виде отходящих от него вверх выступов.
Изобретение не ограничено описанными выше вариантами его осуществления и допускает различные изменения в пределах объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой.