СЕКЦИОННАЯ ПОСУДА
PARTITIONED KITCHENWARE

Изобретение относится к области бытовой техники, а именно к кухонной посуде для варки пищи, и может быть использовано для одновременного приготовления различных блюд на одной конфорке переносного или постоянного источника тепла в стационарных и преимущественно, в походных условиях, в том числе для путешественников, альпинистов и участников различных экспедиций.
Существует проблема использования вторичных ресурсов в бытовой технике, а именно утилизация тепла отходящих газов и паров для здорового и быстрого приготовления пищи, а также ее сохранения в горячем состоянии, особенно в экстремальных условиях эксплуатации: тундровые, ледовые, высокогорные походы, учитывая необходимость максимальной экономии горючего при небольшом весе и габаритах используемой посуды.
Известна кастрюля (А.С. СССР №1738251, кл. A47J 27/02, опубл. 1992.06.07), содержащая внутреннюю емкость с днищем и крышкой, а также дополнительную емкость в виде разрезного тора, установленную снаружи основной емкости с зазором, снабженную кольцевой крышкой с наружной и внутренней отбортовками.
Недостаток кастрюли в том, что по мере нагрева продуктов в емкостях кастрюли температура выходящего теплового потока из кольцевой полости также повышается и далее рассеивается в атмосферу, то есть потери тепла не исключены, а загромождение кольцевой полости крюкообразными элементами и отогнутыми кромками ограничивает циркуляцию теплового потока вдоль стенок емкостей, снижая эффективность теплообмена. Наконец, кастрюля неудобна в эксплуатации, так как необходимо осторожно, но с усилием проводить установку крышки внутренней емкости с последующим ее разворотом до взаимодействия с крюкообразными элементами, что особенно осложняется в процессе варки продуктов.
Указанные недостатки приводят к снижению эффективности нагрева и неудобству в ее использовании.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению, выбранной в качестве прототипа, является секционная посуда, защищенная патентом на полезную модель РФ №38098, кл. A47J 27/12, опубл. 2004.05.27.
Секционная посуда, содержащая концентрические внутреннюю цилиндрическую и наружную емкости с кольцевой крышкой, состоящей из основания с наружной и внутренней отбортовками, с заливным отверстием и сливным краном в наружной емкости, внешняя стенка которой выполнена в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным вниз, образующие между собой кольцевую полость, снабжена по меньшей мере одной дополнительной емкостью с крышкой и днищем, боковая стенка которой выполнена в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным вниз, установленной на раструб упомянутой внутренней емкости, при этом по верхнему торцу дополнительной емкости в качестве уплотнительного бурта закреплен кожух, выполненный в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным вверх, с верхними выпускными отверстиями и ручками на боковой поверхности, между основанием которого и крышкой наружной емкости образован щелевой зазор для выхода шарнирных ручек внутренней емкости.
Дополнительные емкости с закрепленными на них кожухами установлены одна на другую с образованием блока аналогичных секций, в котором верхняя емкость установлена на раструб кольцевой крышки, закрепленной на торце нижней емкости, а в ее центральной части по периферии раструба выполнены отверстия для выпуска паров, причем в зазоре между концентрически расположенными кожухами выше основания кожуха верхней емкости выполнен козырек, контактирующий с кожухами.
Недостатком известной посуды является то, что не в полной мере используется тепло отходящих газов и паров для нагрева дополнительных емкостей, так как по мере прохождения отходящих газов и паров к верхним выпускным отверстиям, обогревая дополнительные емкости, часть тепла рассеивается в атмосферу нагретыми кожухами, что снижает эффективность нагрева дополнительных емкостей с продуктами. Часть тепла рассеивается поверхностью крышки наружной емкости, а также через щелевой зазор для выхода шарнирных ручек внутренней емкости, образованный между основанием кожуха и крышкой. Кроме того, тепло теряется с паром, выходящим через заливное отверстие для воды, а также через неплотности сопрягаемых поверхностей крышки с емкостью. После отключения нагревательного прибора восходящие тепловые потоки воздуха, образованные при смывании нагретых элементов конструкции, способствуют рассеиванию тепла в атмосферу через выпускные отверстия, при этом повышается скорость остывания приготовленных продуктов. Посуда имеет недостатки при ее эксплуатации, так как не обеспечивается надежная фиксация и устойчивое положение дополнительных емкостей, установленных на раструбы нижней дополнительной емкости и кольцевой крышки, а также с помощью козырька, контактирующего с кожухом по образующей. При самостоятельном использовании для приготовления пищи блока дополнительных емкостей или отдельных секций кольцевая кромка основания кожуха скользит по рабочей поверхности поддерживающей решетки нагревательного прибора, что не исключает падение посуды.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание секционной посуды, позволяющей использовать тепло отходящих газов и паров для ее нагрева при медленном остывании приготовленных продуктов, а также расширение ее функциональных возможностей.
Технический результат от применения изобретения заключается в повышении эффективности использования тепловой энергии и повышении удобства пользования.
Указанный результат достигается тем, что в секционной посуде, содержащей концентрические внутреннюю цилиндрическую емкость с ручками и наружную емкость с кольцевой крышкой, состоящей из основания с наружной и внутренней отбортовками, с заливным отверстием, сливным краном и ручками в наружной емкости, внешняя стенка которой выполнена в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным вниз, образующие между собой кольцевую полость, а также установленные на раструбы цилиндрической емкости и кольцевой крышки дополнительные емкости, боковые стенки которых выполнены в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным вниз, с зазором и козырьком между концентрически установленными и закрепленными к уплотнительным буртам кожухами с выпускными отверстиями и ручками на внешней стенке, выполненной в виде усеченного конуса, меньшим основанием, обращенным вверх, она снабжена теплосберегающей емкостью, установленной с внутренней стороны кожуха нижней дополнительной емкости с зазором между боковыми стенками упомянутых емкостей, при этом ее верхняя кольцевая кромка прикреплена к кожуху ниже выпускных отверстий, а кольцевое днище примыкает к основанию кольцевой крышки с расположенными на его поверхности диаметрально противолежащими группами полукольцевых каналов, соединенных в каждой из них последовательно, между которыми расположены радиальные раздающий и собирающий каналы, причем подающие концы соединенных в группы полукольцевых каналов подсоединены к раздающему каналу, а отводящие концы подсоединены аналогично к собирающему, при этом в зоне раздающего канала выполнено отверстие в полость наружной емкости, а собирающий канал сообщен с выпускной полостью через щелевой зазор между боковыми стенками теплосберегающей емкости и внутренней отбортовки основания кольцевой крышки.
Теплосберегающая емкость выполнена с боковой стенкой в виде цилиндрической обечайки с верхним раструбом и замыкающими ее элементами в виде отогнутой горизонтально нижней кромки обечайки, прикрепленной к нижнему торцу кожуха, с образованием кольцевого днища теплосберегающей емкости и аналогично отогнутой кольцевой верхней кромки раструба, прикрепленной к кожуху ниже выпускных отверстий, причем на поверхности кожуха выполнен сливной носик, а на отогнутой кольцевой верхней кромке раструба выполнен заливной вырез с крышкой.
Нижняя дополнительная емкость выполнена с разъемом по наружному срезу уплотнительного бурта, с возможностью контакта с выемкой, расположенной в верхней части кожуха, при этом выше среза к уплотнительному бурту прикреплены ручки емкости, проходящие по боковой стенке кожуха в зазоре между кожухами емкостей с загибом под основание вышеустановленного кожуха, а шарнирные ручки внутренней емкости расположены между боковыми стенками дополнительной и теплосберегающей емкостей.
К нижнему торцу кожуха верхней дополнительной емкости прикреплена горизонтально кольцевая пластина с центральной кольцевой отбортовкой вверх с возможностью контакта с нижним кожухом, а между днищем и боковой стенкой каждой из дополнительных емкостей выполнены цилиндрические пояски с возможностью контакта цилиндрического пояска нижней дополнительной емкости с цилиндрической стенкой внутренней емкости и цилиндрического пояска верхней дополнительной емкости с центральной отбортовкой вниз, выполненной на кольцевой крышке.
Далее изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми чертежами.
На фиг.1 изображена секционная посуда, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Д на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 - узел Г на фиг.1; на фиг.7 - узел Е на фиг.1; на фиг.8 - блок дополнительных и теплосберегающей емкостей, общий вид.
Секционная посуда содержит внутреннюю емкость 1, с расположенными в ее верхней части втулками 2, в которых установлены с возможностью вращения съемные шарнирные ручки 3, а также выполнены отверстия 4 для выпуска паров и концентрично ей наружную емкость 5 с кольцевой крышкой 6, заливным устройством 7 с запорной резьбовой пробкой 8, сливным краном 9 и ручками 10. В кольцевой полости 11 расположены направляющие ребра 12. Кольцевая крышка 6 содержит наружную 13 и внутреннюю 14 отбортовки. На основании 15 выполнены диаметрально противолежащие группы полукольцевых каналов 16, соединенных между собой радиальными каналами: раздающим 17 с отверстием 18 и собирающим 19. В каждой группе каналы 16 соединены последовательно. Верхние кромки наружной 13 и внутренней 14 отбортовок выполнены с пазами 20, контактирующими с кромками стенок 21 наружной емкости 5. Внутри паза 20 установлена герметизирующая упругая прокладка 22. На внутреннюю емкость 1 установлена нижняя дополнительная емкость 23 с цилиндрическим пояском 24 между днищем 25 и боковой стенкой 26, контактирующим с внутренней стенкой емкости 1. Боковая стенка 26 выполнена в виде усеченного конуса с меньшим основанием, обращенным вниз, разъемной с кожухом 27 по уплотнительному бурту 28, контактируя с выемкой 29, выполненной на верхней кромке кожуха 27. К уплотнительному бурту 28 прикреплены ручки 30 емкости 23. Кожух 27 выполнен в виде усеченного конуса с большим основанием, обращенным вниз. С внутренней стороны кожуха 27 расположена теплосберегающая емкость 31, состоящая из внутренней цилиндрической обечайки 32 с раструбом 33, отогнутой горизонтально нижней кромки обечайки 32, прикрепленной к торцу кожуха 27, образующей кольцевое днище 34, аналогично отогнутой верхней кольцевой кромки 35 раструба 33 с заливным вырезом 36 и крышкой 37. На поверхности кожуха 27 расположены ручки 38, сливной носик 39. К кожуху 27 прикреплена верхняя кольцевая кромка 35 ниже выпускных отверстий 40. Теплосберегающая емкость 31 с кожухом 27 с помощью ручек 38 устанавливается на основании 15 кольцевой крышки 6, замыкая сверху полукольцевые каналы 16, при этом центрирующий выступ 41, образованный в месте соединения кожуха 27 и кольцевого днища 34, примыкающий к наружной отбортовке 13, обеспечивает равномерный щелевой зазор 42 между внутренней отбортовкой 14 и обечайкой 32, сообщающийся с собирающим радиальным каналом 19. Между боковыми стенками обечайки 32, раструба 33 и боковой стенкой 26 емкости 23 образована выпускная полость 43, в которой расположены шарнирные ручки 3. На нижнюю дополнительную емкость 23 с кольцевой крышкой 44 и отверстиями 45 для выпуска паров установлена с помощью ручек 38 верхняя дополнительная емкость 46 с закрепленным кожухом 27, при этом образуется блок аналогичных емкостей с кожухами, размещенными с зазором 47 между кожухами 27 для прохода теплового протока. Для исключения подсоса холодного воздуха, придания блоку емкостей 23 и 46 устойчивости, а также для устранения возможности скольжения по решетке нагревательного прибора при их самостоятельном применении и сбора стекающего конденсата, к основанию кожуха 27 верхней дополнительной емкости 46 ниже выпускных отверстий 40 прикреплена горизонтально кольцевая пластина 48 с центральной отбортовкой 49 вверх, контактирующей с нижним кожухом 27. Кольцевая крышка 44 в качестве переходного фиксирующего элемента 50 по наружному периметру контактирует с уплотнительным буртом 28, а отогнутой вниз центральной отбортовкой 51 - с цилиндрическим пояском 24 верхней дополнительной емкости 46. Верхняя дополнительная емкость 46 закрывается крышкой 52, в которой съемная ручка 53 выполнена с возможностью вращения во втулках 54 и может примыкать к основанию впадины 55, расположенной в центральной части крышки 52. Крышка 52 выполняет функцию тарелки. После отключения нагревательного прибора выпускные отверстия 56 закрываются манжетой 57. Для подъема кольцевой крышки 6 (по необходимости) используются съемные ручки 3, установленные с возможностью вращения в закрепленных втулках 58. Для использования секционной посуды в особых условиях эксплуатации с внутренней стороны основания 15 кольцевой крышки 6 крепится перепускной клапан 59.
Нагревание пищевых продуктов и жидкостей в секционной посуде, согласно заявленному изобретению, происходит следующим образом.
Наружную емкость 5 герметично закрывают кольцевой крышкой 6, при этом сопряжение центрирующих пазов 20 с упругой прокладкой 22 относительно соответствующих стенок 21 емкости 5 осуществляется по скользящей посадке с образованием лабиринтного уплотнения. С помощью заливного устройства 7 емкость 5 заполняют водой и закрывают резьбовой пробкой 8, используя ручки 10, устанавливают на источник тепла. Внутреннюю емкость 1 с продуктами с помощью шарнирных ручек 3 опускают по направляющим 12 на источник тепла. Далее поочередно устанавливают: на основание 15 кольцевой крышки 6 с каналами 16, 17, 19 теплосберегающую емкость 31 с кольцевым днищем 34 и кожухом 27 с помощью ручек 38; нижнюю дополнительную емкость 23 с кольцевой крышкой 44 с помощью ручек 30 до взаимодействия с центрирующей внутренней выемкой 29 кожуха 27 с буртом 28 емкости 23; верхнюю дополнительную емкость 46 с кожухом 27 и крышкой 52 с помощью ручек 38. Блок секций с емкостями 23 и 46 своим весом воздействует на кольцевую крышку 6, которая пазами 20 сжимает упругие прокладки 22 к стенкам 21 емкости 5, при этом достигается окончательная герметизация емкости 5. При нагреве тепловой поток охватывает днище внутренней емкости 1 и частично наружную стенку и днище наружной емкости 5, большая часть теплового потока поступает в кольцевую полость 11, воздействуя на образующие ее цилиндрические стенки и далее двигается вверх под действием самотяги, образованной в результате нагрева газа в нижней части кольцевой полости 11, при этом температура выходящего потока из кольцевой полости 11 повышается по мере нагрева содержимого в емкостях 1 и 5. Далее тепловой поток поступает в полость 43, расположенную между емкостями 23 и 31, омывая расширяющуюся кверху боковую стенку 26 емкости 23 по всей ее длине, а также обечайку 32, раструб 33 и замыкающую кольцевую кромку 35 емкости 31. Поступает через отверстия 40 и зазор 47 под кожух 27 верхней дополнительной емкости 46, омывая ее боковую стенку, и далее через отверстия 56 охлажденный тепловой поток выходит в атмосферу. Содержимое емкостей 23, 31, 46 также подогревается горячими парами, которые образуются при варке продуктов, нагревая днище 25, боковую стенку 26 и стенки цилиндрической обечайки 32 и раструба 33 указанных емкостей, поступая в полость 43 и далее в зазор 47 под кожух 27 верхней емкости 46 через отверстия 4, 40, 45, что способствует быстрому и равномерному нагреву продуктов во всем объеме. Содержимое теплосберегающей емкости 31 также подогревается горячими парами, образованными в процессе нагрева воды в емкости 5, омывающими кольцевое днище 34 по распределяющим каналам 16, 17, 19, расположенным на основании 15 кольцевой крышки 6 с входным отверстием 18 в наружную емкость 5, и далее через щелевой зазор 42 поступает в выпускную полость 43. Движение подогревающих паров по указанным распределяющим каналам осуществляется под воздействием самотяги, а также перепада давления паров в емкости 5 и выпускной полости 43, сообщающейся с атмосферой.
Увеличение теплового режима для нагрева наружной емкости 5 приводит к увеличению количества образовавшихся паров и к повышению давления в паровой полости емкости 5, при этом циркуляция паров в каналах 16 повышается. В этой связи эффективность нагрева повышается. Равномерный распределенный поток паров омывает кольцевое днище 34 емкости 31 при его малом термическом сопротивлении, что интенсифицирует процесс теплообмена. Интенсификации теплообмена также способствует развитая теплопередающая поверхность в виде внутренней обечайки 32 с раструбом 33 и кольцевым днищем 34, а также распределенный скоростной поток паров, выходящих через отверстие 45 кольцевой крышки 44, который эжектирует тепловые потоки, увеличивая их циркуляцию вблизи боковых стенок емкости 46. В дальнейшем для устранения перекипания воды в наружной емкости 5 при достижении температуры кипения и сохранения витаминов в продуктах тепловой режим нагревательного прибора снижается и вода в емкости 5 не перекипает, а в емкостях 1, 23, 31, 46 варка продукта продолжается с меньшими тепловыми потоками, при этом многократно из емкости 5 горячая вода может быть слита с помощью крана 9 и заливаться для подогрева с помощью заливного устройства 7. При этом восходящие тепловые потоки с паром поступают в распределяющие каналы 16 для подогрева емкостей аналогично описанному. Некоторые виды продуктов для варки требуют дополнительной затраты тепла. Для повышения эффективности нагрева теплосберегающей емкости 31 и дополнительных емкостей 23 и 46 один из указанных временных циклов нагрева воды в емкости 5 может проводиться на максимальном режиме при температуре кипения с использованием паров для подогрева емкостей, как указано выше, при этом остаток воды в емкости 5 используется для бытовых нужд. После отключения нагревательного прибора полости 11, 43, 47 заполнены нагретым воздухом с температурой, близкой к температуре содержимого в емкостях, а теплообмен через воздушные прослойки в значительной мере исключен, что сохраняет продукты в горячем состоянии. Для более длительного сохранения продуктов в горячем состоянии выпускные отверстия 56 закрываются манжетой 57. В результате устраняются восходящие тепловые потоки и рассеивание тепла в окружающую среду через отверстия 56. Таким образом, создаются условия для сохранения содержимого в емкостях длительное время в горячем состоянии и возможность доваривания продуктов после отключения нагревательного прибора, а в готовой пищи - сохранение витаминов и высокие вкусовые качества. При небольшой мощности источника тепла, а также необходимости приготовления пищи в небольших объемах теплосберегающая емкость 31 с дополнительными емкостями 23 и 46, изображенные на фиг.8, могут быть использованы самостоятельно в виде блока секций с возможностью его наращивания. Также могут быть использованы в различных сочетаниях между собой для нагрева на небольшой конфорке переносного источника тепла с рассекающей решеткой (не показаны), при этом движение тепловых потоков газа и пара происходит аналогично описанному. При использовании секционной посуды на севере, а также альпинистами и горными туристами, где температура кипения воды понижается, возникает необходимость в повышении давления паров и тем самым температуры кипения воды в герметично закрытой емкости 5. Для этого с внутренней стороны основания 15 с отверстием 18 кольцевой крышки 6 крепится перепускной клапан 59, отрегулированный на заданное давление срабатывания, перепуская пары с повышенным давлением из емкости 5 через специальные отверстия в клапане (не показаны), отверстие 18 и систему каналов 16, 17, 19, зазор 42 в выпускную полость 43. В этом режиме крышка 6 дополнительно крепится специальными скобами (не показаны).
Секционную посуду изготавливают методом штамповки или ротационного выдавливания на токарных станках из коррозионностойких металлов для пищевого применения, например нержавеющей стали, титана, алюминия. Также посуда может быть изготовлена из литого алюминия, а дополнительные емкости с кожухами - из пищевой жести.
Такая конструкция секционной посуды позволяет получить заявленный технический результат: повышается эффективность использования тепловой энергии и повышается удобство пользования ею.
Посуда удобна в эксплуатации, так как на одной конфорке источника тепла (одноконфорочные газовые или электрическая плиты, таган и другое) представляется возможным готовить одновременно разную пищу от быстрого кипячения, варки, до медленного тушения при отключенном нагревательном приборе и медленном остывании продуктов во всех емкостях посуды. Такой режим нагрева и остывания продуктов создает условия варки "русской печи" и способствует сохранению в них витаминов, а готовой пищи - высокие вкусовые качества. Использование тепла отходящих газов и паров повышает кпд нагревательного прибора. Конструкция секционной посуды компактна, имеет небольшой вес, выполнена разборной с возможностью наращивания из отдельных секций, сохраняя их устойчивость, и удобна для переноски в рюкзаке в походных условиях, различных экспедициях, а также для использования альпинистами, в автотранспортных перевозках, подразделениями МЧС, рыбалки, садоводами.
Изобретение может быть осуществлено таким образом, что наружная емкость 5 делится радиальными перегородками (не показаны) на несколько герметичных полостей. Одна из полостей с заливным устройством 7 и спускным краном 9 используется для выработки пара (выполняет функцию парогенератора), в других полостях готовится разная пища в режиме скороварки. Для этого кольцевая крышка 6 поджимается специальными скобами (не показаны) к емкости 5 для повышения надежности соединения между собой, а с помощью закрепленного перепускного клапана 59 устанавливается заданное давление в паровом пространстве емкости 5. Пар с повышенной температурой (более 100°С) используется для ускоренной варки продуктов в теплосберегающей и дополнительных емкостях 23, 31, 46. Секционную посуду можно использовать для приготовления пищи на пару. С этой целью необходимо выполнить отверстия в днище 25 нижней и верхней емкостях 23, 46.