ПАРОГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ
STEAM-GENERATING DEVICE AND DEVICE FOR COOKING FOOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к парогенерирующему устройству и использующему его устройству для приготовления пищи.
Предшествующий уровень техники
В патентном документе 1 раскрыто устройство для приготовления пищи, в котором используется обычное парогенерирующее устройство. В этом устройстве для приготовления пищи парогенерирующее устройство установлено на внешней стенке нагревательной камеры, в которую помещается пищевой материал для приготовления. Парогенерирующее устройство имеет кожух, изготовленный литьем под давлением из металла, например из алюминия и т.п. В кожухе имеется полость, а в верхнюю и нижнюю поверхность стенки встроены литые нагреватели. На внутренней стенке кожуха сформировано множество ребер.
В центральном участке в вертикальном направлении боковой поверхности кожуха проходит впускное отверстие для воды. Впускное отверстие для воды соединено с водоподающей емкостью, и через впускное отверстие для воды вода поступает в кожух. В верхнем участке кожуха имеется вывод для пара, обращенный к нагревательной камере.
При подаче воды через впускное отверстие для воды в парогенерирующее устройство вода сохраняется на нижнем участке кожуха, и при активации нагревателя генерируется пар. Пар поднимается в кожухе и касается поверхности высокотемпературной стенки и ребер кожуха для дополнительного нагрева. В результате образуется перегретый пар и через вывод подается в нагревательную камеру. Таким образом, приготовление пищевого материала производится с помощью перегретого пара, подаваемого в нагревательную камеру.
Сущность изобретения
Однако в вышеупомянутом обычном парогенерирующем устройстве использованные для изготовления кожуха парогенерирующего устройства алюминий и алюминиевый сплав являются легкоплавкими и имеют высокую теплопроводность. Соответственно, кожух имеет низкую температуру плавления (660°C в случае с алюминием) и размягчается при приблизительно 400°C. В результате чего необходимо поддерживать температуру встроенного в кожух нагревателя ниже 400°C, а температура поступающего с вывода перегретого пара становится равной 200°C или ниже. Соответственно, существует проблема низкой температуры перегретого пара, и становится невозможным качественно приготовить пищу.
Задачей настоящего изобретения является создание парогенерирующего устройства, которое в состоянии производить высокотемпературный перегретый пар, и устройства для приготовления пищи, способного качественно приготовить пищу с использованием парогенерирующего устройства.
Средства решения задач
Для решения вышеупомянутой задачи парогенерирующее устройство согласно настоящему изобретению включает в себя: металлический кожух; впускное отверстие для воды, через которое вода поступает в кожух; парогенерирующий нагреватель, который встроен в нижний участок кожуха и выпаривает воду, поступающую через впускное отверстие для воды; нагреватель, увеличивающий температуру пара, который поднимает температуру пара, произведенного парогенерирующим нагревателем; и вывод, через который вытекает перегретый пар, произведенный нагревателем, увеличивающим температуру пара; в котором парогенерирующее устройство дополнительно содержит разделительный элемент, образующий паровой путь, направляющий пар, произведенный парогенерирующим нагревателем, через близлежащий нагреватель, увеличивающий температуру пара, на вывод.
В соответствии с данной конструкцией при подаче воды в кожух через впускное отверстие для воды вода поступает в нижний участок кожуха, и при активации нагревателя генерируется пар. Генерированный пар течет по паровому пути, образованному разделительным элементом, и его температура дополнительно растет с помощью нагревателя, увеличивающего температуру пара. В результате образуется перегретый пар, который удаляется через вывод.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, парогенерирующий нагреватель генерирует тепло с температурой, более низкой, чем температура размягчения кожуха; а нагреватель, увеличивающий температуру пара, генерирует тепло с температурой, более высокой, чем температура размягчения кожуха. В соответствии с данной конструкцией, например, в случае когда кожух выполнен из алюминия литьем под давлением, парогенерирующий нагреватель генерирует тепло с температурой ниже 400°С, а нагреватель, увеличивающий температуру пара, генерирует тепло с температурой выше 400°С.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, нагреватель, увеличивающий температуру пара, расположен над парогенерирующим нагревателем и удален от внутренней стенки кожуха на заданное расстояние. В соответствии с данной конструкцией произведенный пар поднимается в кожухе, и его температура дополнительно повышается с помощью нагревателя, увеличивающего температуру пара, который удален от внутренней стенки кожуха на заданное расстояние.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, разделительный элемент вмещает нагреватель, увеличивающий температуру пара, удаленный от внутренней стенки кожуха, а между кожухом и разделительным элементом образован паровой путь. В соответствии с данной конструкцией пар, генерированный в нижнем участке кожуха парогенерирующим нагревателем, течет между разделительным элементом и внутренней стенкой и поступает в пространство, окруженное разделительным элементом. Температура пара, поступившего в пространство, окруженное разделительным элементом, дополнительно повышается с помощью нагревателя, увеличивающего температуру пара, и пар подается на вывод.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, паровой путь в пространстве, окруженном разделительным элементом, имеет змеевидную форму.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, теплостойкость разделительного элемента выше, чем кожуха.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, кожух выполнен из алюминия или алюминиевого сплава, а разделительный элемент выполнен из нержавеющей стали.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, поверхность разделительного элемента, обращенная к нагревателю, увеличивающему температуру пара, имеет темный цвет. В соответствии с данной конструкцией разделительный элемент поглощает тепловое излучение от нагревателя, увеличивающего температуру пара, и повышение температуры кожуха ограничивается. Кроме того, предотвращается электролитическая коррозия на переходном участке из различных металлов между разделительным элементом и кожухом.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, разделительный элемент снабжен ребрами теплообмена. В соответствии с данной конструкцией пар, текущий по разделительному элементу, осуществляет теплообмен с теплом, подаваемым с нагревателя, увеличивающего температуру пара, на ребро.
Кроме того, в парогенерирующем устройстве, имеющем вышеупомянутую конструкцию согласно настоящему изобретению, поверхность кожуха, через которую проходит вывод, выступает за пределы нижнего участка, в который встроен парогенерирующий нагреватель. В соответствии с данной конструкцией при установке кожуха с формующей поверхностью вывода, обращенной к нагревательной камере и пр., в которую подается пар, нижний участок кожуха, в который встроен парогенерирующий нагреватель, расположен на удалении от монтажной поверхности.
Кроме того, устройство для приготовления пищи согласно настоящему изобретению включает в себя: парогенерирующее устройство, которое может иметь любую из вышеупомянутых конструкций; нагревательную камеру, в которой размещается пищевой материал для приготовления и в которую подается перегретый пар с вывода; циркуляционный вентилятор, осуществляющий циркуляцию пара в нагревательной камере; и циркуляционный нагреватель, который нагревает пар, циркулирующий с помощью циркуляционного вентилятора. В соответствии с данной конструкцией перегретый пар поступает из парогенерирующего устройства в нагревательную камеру, перегретый пар циркулирует с помощью циркуляционного вентилятора, и производится приготовление пищи. Пар, циркулирующий с помощью циркуляционного вентилятора, нагревается циркуляционным нагревателем, таким образом, поддерживается заданная температура пара.
Преимущества изобретения
Согласно предлагаемому настоящим изобретением парогенерирующему устройству парогенерирующий нагреватель встроен в нижний участок кожуха, а нагреватель, увеличивающий температуру пара, расположен на удалении от внутренней стенки кожуха на заданном расстоянии, что обеспечивает ограничение роста температуры кожуха даже при повышении температуры нагревателя, увеличивающего температуру пара. Соответственно, можно подавать перегретый пар, имеющий более высокую температуру, чем обычный пар.
Кроме того, согласно предлагаемому настоящим изобретением устройству для приготовления пищи, поскольку в нагревательную камеру подается перегретый пар с температурой выше, чем у обычного пара, повышается качество приготовления пищи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен вид спереди устройства для приготовления пищи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 представлен вид слева устройства для приготовления пищи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 представлен перспективный вид устройства для приготовления пищи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлен вид спереди в разрезе парогенерирующего устройства устройства для приготовления пищи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 представлен вид в разрезе по линии А-А, показанный на фиг.4.
На фиг.6 представлен вид спереди в разрезе парогенерирующего устройства устройства для приготовления пищи согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Далее варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на чертежи. Фиг.1, фиг.2 и фиг.3 представляют собой соответственно вид спереди, вид слева и перспективный вид устройства для приготовления пищи согласно первому варианту осуществления. Устройство для приготовления пищи 10 имеет нагревательную камеру 11 с формой по существу прямоугольного параллелепипеда, в которой помещен пищевой материал для приготовления. В нагревательной камере 11 в два ряда, верхний и нижний, расположены лотки 17, на которых размещен пищевой материал.
На боковой стенке 11а нагревательной камеры 11 установлено парогенерирующее устройство 1, снабжающее паром нагревательную камеру 11 через вывод 8. Под парогенерирующим устройством 1 расположена съемная водоподающая емкость 20. За водоподающей емкостью 20 расположен водоподающий насос 21, подключенный к впускному отверстию 3 для воды (см. фиг.4) парогенерирующего устройства 1. При установке водоподающей емкости 20 водоподающую емкость 20 подключают к водоподающему насосу 21 с помощью соединения (не показано). При запуске водоподающего насоса 21 вода подается на парогенерирующее устройство 1 из водоподающей емкости 20.
За нагревательной камерой 11 расположен циркуляционный канал 12. Циркуляционный канал 12 имеет воздухоприемное отверстие 14 на центральном участке задней стенки нагревательной камеры 11 и множество отводящих выводов 13 вдоль окружного участка задней стенки нагревательной камеры 11. В циркуляционном канале 12 расположен циркуляционный нагреватель 15, включающий в себя кольцеобразный армированный нагреватель и циркуляционный вентилятор 16.
На фиг.4 показан вид спереди в разрезе парогенерирующего устройства 1. Кроме того, на фиг.5 представлен вид в разрезе по линии А-А, показанный на фиг.4. Парогенерирующее устройство 1 имеет кожух 2, выполненный из металла литьем под давлением. Что касается кожуха 2, открытая поверхность коробчатого основного корпусного участка 2а закрыта участком 2b крышки, который фиксируется винтом 2, и внутри образуется полость. В качестве материала для кожуха 2 желательно использовать алюминий или алюминиевый сплав, поскольку они легкоплавкие и обладают высокой теплопроводностью.
Через участок 2b крышки кожуха 2 впускное отверстие для воды 3, соединенное с водоподающим насосом 21 (см. фиг.1), открывается на центральном участке в вертикальном направлении. Основной корпусной участок 2а оснащен множеством выводов 8, обращенных к боковой стенке 11а нагревательной камеры 11.
В нижнем участке кожуха 2 расположен парогенерирующий нагреватель 4, включающий в себя армированный нагреватель. Парогенерирующий нагреватель 4 сформован и встроен в кожух 2, и находится в тесном контакте с кожухом 2, так что тепло от парогенерирующего нагревателя 4 эффективно передается кожуху 2. В результате чего вода, поступающая из впускного отверстия для воды 3 и содержащаяся в нижнем участке кожуха 2, испаряется от жары, которая передается с парогенерирующего нагревателя 4 кожуху 2, и, таким образом, генерируется пар.
Формующая поверхность вывода 8 расположена так, что она выступает за пределы нижнего участка кожуха 2, куда встроен парогенерирующий нагреватель 4. Соответственно, нижний участок кожуха 2, который нагревается до высокой температуры парогенерирующим нагревателем 4, расположен на удалении от поверхности стенки 11а нагревательной камеры 11. В результате становится возможным упростить теплостойкую конструкцию нагревательной камеры 11.
В верхнем участке кожуха 2 нагреватели 5, увеличивающие температуру пара, включающие в себя армированный нагреватель, имеющий спиральную форму, расположены так, что они образуют множество линий, идущих слева направо. Нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, установлен в кожухе 2 с помощью фланцевого участка 5а, который представляет собой не генерирующий тепло участок; при этом генерирующий тепло участок расположен на удалении от внутренней стенки кожуха 2 на заданном расстоянии.
Вокруг нагревателя 5, увеличивающего температуру пара, расположен коробчатый разделительный элемент 7, имеющий открытую верхнюю поверхность и окружающий нагреватель 5, увеличивающий температуру пара. Вывод 8 имеет цилиндрическую форму, проникающую в разделительный элемент 7, при этом вывод 8 расположен в нижнем участке основания разделительного элемента 7. Кроме того, разделительный элемент 7 опирается на свой участок, соединенный с кожухом 2 и удаленный от внутренней стенки кожуха 2 на заданное расстояние. В результате чего образуется паровой путь 6, направляющий пар из нижнего участка кожуха 2 на вывод 8 через нагреватель 5, увеличивающий температуру пара.
Паровой путь 6 включает в себя: внешний путь 6а снаружи разделительного элемента 7 и внутренний путь 6b внутри разделительного элемента 7. Внешний путь 6а и внутренний путь 6b сообщаются друг с другом на верхнем конце разделительного элемента 7; при этом вывод 8 расположен в нижнем участке пространства, окруженного разделительным элементом 7. В результате чего длина пути парового пути 6 больше, чем высота кожуха 2, даже в наиболее коротком варианте.
Разделительный элемент 7 выполнен из металла или керамики, теплостойкость которого выше, чем у кожуха 2, при этом более предпочтительно использование нержавеющей стали и т.п., имеющей отличную коррозионную стойкость и теплопроводность. На поверхность разделительного элемента 7, обращенную к нагревателю 5, увеличивающему температуру пара, наносится жаростойкое темное покрытие, таким образом, эта поверхность может иметь темный цвет. В результате разделительный элемент 7 поглощает тепловое излучение от нагревателя 5, увеличивающего температуру пара, и повышение температуры кожуха 2 становится ограниченным. Кроме того, предотвращается электролитическая коррозия переходного участка из различных металлов между разделительным элементом 7 и кожухом 2.
В имеющем вышеупомянутую конструкцию устройстве для приготовления пищи 10 установлена водоподающая емкость 20, в которой хранится вода, на лоток 7 помещают пищевой материал, и начинается приготовление пищи. В начале приготовления пищи запускается водоподающий насос 21, затем запускаются парогенерирующий нагреватель 4 и нагреватель 5, увеличивающий температуру пара. Вода подается в кожух 2 парогенерирующего устройства 1 из впускного отверстия 3 для воды водоподающим насосом 21, как показано стрелкой В.
Вода, поступающая в кожух 2, содержится в нижнем участке кожуха 2 и выпаривается парогенерирующим нагревателем 4, при этом образуется пар. Одновременно парогенерирующий нагреватель 4 генерирует тепло с температурой, которая ниже температуры размягчения кожуха 2. Кроме того, нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, находится на удалении от кожуха 2 и изолирован от кожуха 2 разделительным элементом 7, при этом нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, генерирует тепло с температурой выше температуры размягчения кожуха 2.
Например, в случае, когда кожух 2 выполнен из алюминия или алюминиевого сплава, температура размягчения составляет около 400°C. Соответственно, поскольку парогенерирующему нагревателю 4 требуется выпаривать воду, парогенерирующий нагреватель 4 генерирует тепло с температурой около 200°C. Кроме того, для выработки высокотемпературного перегретого пара, нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, генерирует тепло с температурой около 600°C.
Пар, генерированный в нижнем участке кожуха 2, поднимается по паровому пути 6, как показано стрелкой C1, и проходит через внешний путь 6а снаружи разделительного элемента 7, как показано стрелкой С2. Пар, протекающий через внешний путь 6а, осуществляет теплообмен с разделительным элементом 7, который поглощает тепловое излучение от нагревателя 5, увеличивающего температуру пара. Кроме того, пар, протекающий через внешний путь 6а, осуществляет теплообмен с кожухом 2, так что при этом кожух 2 охлаждается. В этой связи ребро теплообмена может быть расположено на внешней поверхности разделительного элемента 7 или на внутренней стенке кожуха 2. Это обеспечивает улучшение эффективности теплообмена.
Пар, текущий внутри разделительного элемента 7 из верхнего участка, идет вниз из-за давления пара и подается в вывод 8. При этом пар выполняет теплообмен с внутренней поверхностью разделительного элемента 7 и нагревателем 5, увеличивающим температуру пара, в результате чего его температура возрастает. Как следствие, генерируется перегретый пар и подается с вывода 8 нагревательной камеры 11, как показано стрелкой C3. Ребро теплообмена может быть расположено на внутренней поверхности разделительного элемента 7.
Пищевой материал на лотке 17 готовится с помощью перегретого пара, поступающего в нагревательную камеру 11. Кроме того, пар в нагревательной камере 11 поступает в циркуляционный канал 12 через воздухоприемное отверстие 14 с помощью циркуляционного вентилятора 16. Пар, протекающий через циркуляционный канал 12, нагревается циркуляционным нагревателем 15 и отводится в нагревательную камеру 11 через отводящий вывод 13. В результате температура пара в нагревательной камере 11 поддерживается на заданном уровне.
Согласно настоящему варианту осуществления парогенерирующий нагреватель 4 встроен в нижний участок кожуха 2, а нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, удален от внутренней стенки кожуха 2 на заданное расстояние, что обеспечивает ограничение роста температуры кожуха 2 даже при возрастании температуры нагревателя 5, увеличивающего температуру пара. Соответственно, можно выдавать пар, температура которого (например, 300°С или выше) выше, чем у обычного пара. В результате качество приготовления пищи повышается.
Кроме того, парогенерирующий нагреватель 4 генерирует тепло с температурой, которая ниже температуры размягчения кожуха 2, а нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, генерирует тепло с температурой, которая выше температуры размягчения кожуха 2, что обеспечивает предотвращение тепловой деформации кожуха 2 и беспрепятственную выработку высокотемпературного перегретого пара.
Кроме того, разделительный элемент 7 образует паровой путь 6, который направляет пар, произведенный парогенерирующим нагревателем 4, на вывод 8 через нагреватель 5, увеличивающий температуру пара. Таким образом, можно предотвратить закорачивание пути, при котором пар вытекал бы непосредственно из вывода 8 без прохождения через нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, из нижнего участка кожуха 2, и обеспечивать получение перегретого пара.
Кроме того, разделительный элемент 7 вмещает в себя нагреватель 5, увеличивающий температуру пара, при этом разделительный элемент 7 расположен на удалении от внутренней стенки кожуха 2, что обеспечивает предотвращение перегрева кожуха 2. Кроме того, пар проходит через паровой путь 6 (внешний путь 6а) между кожухом 2 и разделительным элементом 7 для охлаждения кожуха 2, что обеспечивает дополнительное предотвращение перегрева кожуха 2.
Кроме того, поверхность разделительного элемента 7, направленная к нагревателю 5, увеличивающему температуру пара, может иметь темный цвет, так чтобы разделительный элемент 7 был способен поглощать тепловое излучение от нагревателя 5, увеличивающего температуру пара, для дополнительного предотвращения перегрева кожуха 2. Кроме того, это обеспечивает предотвращение электролитической коррозии переходного участка из различных металлов между разделительным элементом 7 и кожухом 2.
Далее фиг.6 представляет собой вид спереди в разрезе парогенерирующего устройства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Для удобства описания такие же участки, что и в первом варианте осуществления, показанные на приведенных выше фиг.1-5, обозначены теми же ссылочными позициями. Форма разделительного элемента 7 в настоящем варианте осуществления отличается от первого варианта осуществления. Другие участки такие же, что и в первом варианте осуществления.
Разделительный элемент 7 имеет воронкообразную форму с открытым участком нижней поверхности спереди в разрезе; а паровой путь 6 сформирован разделительным элементом 7 змеевидным с U-образным профилем. Пар, генерированный в нижнем участке кожуха 2, поднимается по паровому пути 6: часть пара течет внутрь разделительного элемента 7, тогда как остальной пар циркулирует снаружи разделительного элемента 7, и затем поступает внутрь разделительного элемента 7.
В результате средняя длина парового пути 6 увеличивается в два раза или более относительно высоты кожуха 2, что обеспечивает увеличение площади теплообмена для пара. Соответственно, обеспечивается достижение того же эффекта, что и в первом варианте осуществления и получение высокотемпературного перегретого пара из вывода 8.
В настоящем варианте осуществления разделительный элемент 7 имеет воронкообразную форму во фронтальном разрезе, однако паровой путь 6 может быть выполнен змеевидным путем размещения вывода 8 спереди и сзади и путем придания участку верхней поверхности воронкообразной формы в разрезе сверху. Кроме того, поочередно выступая из поверхности стенки от противоположного разделительного элемента 7, паровой путь 6 может принимать вид змеевика S-образной формы, или же паровой путь 6 может принимать вид змеевика лабиринтной формы.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение применимо в парогенерирующем устройстве, генерирующем перегретый пар, и устройстве для приготовления пищи, использующем парогенерирующее устройство.
Перечень ссылочных позиций
1 парогенерирующее устройство
2 кожух
3 впускное отверстие для воды
4 парогенерирующий нагреватель
5 нагреватель, увеличивающий температуру пара
6 паровой путь
7 разделительный элемент
8 вывод
10 устройство для приготовления пищи
11 нагревательная камера
12 циркуляционный канал
13 отводящий вывод
14 воздухоприемное отверстие
15 циркуляционный нагреватель
16 циркуляционный вентилятор
20 водоподающая емкость
21 водоподающий насос