КАСТРЮЛЯ

КАСТРЮЛЯ
Полезная модель относится к области бытовой техники, а именно к кухонному оборудованию для приготовления пищи и тепловой обработки пищевых продуктов и может быть использована для одновременного приготовления различных блюд в стационарных и походных условиях на постоянных и переносных источниках тепловой энергии.
Известна посуда для тепловой обработки пищевых продуктов (I), содержащая внутреннюю цилиндрическую емкость, установленную с зазором в термоизоляционном кожухе, выполненном в виде усеченного конуса, большее основание которого обращено вниз. В зазоре на термоизоляционном кожухе укреплена направляющая для направления нагретого воздуха ближе к стенкам внутренней емкости. Кроме того, термоизоляционный кожух имеет верхние отверстия для проасода газа и нижние отверстия для подачи кислорода в зону горения.
Недостаток указанной посуды состоит в том, что интенсивность теплопередачи от нагретых газов недостаточна, вследствие того, что часть теплового потока через стенки термоизоляционного кожуха рассеивается в атмосферу. Кроме того, отверстия в верхней части кожуха ограничивают проходное сечение и циркуляцию потока газа вдоль стенок цилиндрической емкости, а в нижней части кожуха удалены от зоны горения и ограничивают подачу кислорода в зону горения, что приводит к ухудшению процесса горения.
ШШ б А 47 а 27/00
- 2 Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к предполагаемой полезной модели является кастрюля (2), содержащая внутреннюю цилиндрическую емкость с днищем и крышкой, установленную с зазором относительно наружной емкости - кожуха с днищем, крыщкой и с центрирующим элементом, расположенным со стороны зазора. Центрирующий элемент выполнен в виде отогнутой внутрь зазора
кромки с отверстиями, расположенной по всей внутренней
боковой поверхности внешней емкости кожуха. Центрирующий элемент, в таком исполнении, является одновременно опорой
для внутренней емкости. Внутренняя емкость имеет опорные крючкообразные элементы, при помощи которых она опирается на внешнюю емкость, выполненную в виде разрезного тора. В данной кастрюле можно одновременно приготовить несколько разных блюд.
Однако, отогнутая внутрь зазора опорная кршка с отверстиями, расположенная по всей боковой поверхности наружной емкости, а также крючкообразные элементы и прерывистые кромки внутренней ёмкости загромождают зазор и ограничивают направленную циркуляцию газов вдоль стенок по высоте емкости. Кроме того, выполнение наружной емкости в виде тора с развитой поверхностью приводит к медленному нагреву содержимого, так как внутренняя её цилиндрическая стенка, а также
днище в недостаточной мере охватывается пламенем газовой горелки или горячим воздухом при расположении конфорки газовой или электрической плиты под центральной частью
внутренней ёмкости, при этом язычки пламени (или горячий воздух) в значительно большей мере охватывают днище и боковую стенку внутренней ёмкости. Процесс горения на газовых конфорках ухудшается, т.к. днище наружной ёмкости препятствует подводу воздуха в зону горения. Замковое соединение наружной ёмкости с внутренней при помощи крюкообразных элементов имеет недостаточную эксплуатационную надежность (трещины, отколы). Наконец, кастрюля неудобна в обращении, так как необходимо осторожно, с усилием проводить установку крышки внутренней емкости с последующим ее разворотом до взаимодействия с крюкообразными элементами, что особенно осложняется в процессе варки продуктов, при этом возможны ожоги паром. Все вышеуказанные недостатки приводят к снижению эффективности нагрева и неудобству использования кастрюли в процессе приготовления и подогрева пищи.
Задачей создания полезной модели являлось уменьшение потребляемой энергии и сокращение времени тепловой обработки пищевых продуктов и жидкостей, упрощение эксплуатации кастрюли.
Для решения поставленной задачи предложена кастрюля, содержащая внутреннюю цилиндрическую емкость с днищем и крышкой, концентричную ей наружную ёмкость с днищем и крышкой, расположенные между собой с зазором, образующим между ёмкостями кольцевую полость, в которой размещен центрирующий элемент, закрепленный на внутренней стенке наружной ёмкости, в такой кастрюле, согласно предложению,
центрирующий элемент выполнен в виде по меньшей мере трех аналогичных упоров, расположенных на одном уровне равномерно по внутренней стенке наружной емкости, расположенных с проходным зазором к боковой стенке внутренней емкости и выполненных в виде вертикальных тонкостенных ребер с плавно скошенными кромками, обращенными вверх, а наружная емкость выполнена с внешней стенкой ввиде усеченного конуса, меньшее основание которого обращено вниз, и днищем в виде опорного кольца. В такой кастрюле зазор между емкостями выполнен сквозным и с оптимальной величиной 5  7 мм. В крышке наружной .емкости выполнено заливное отверстие, а в нижней части наружной емкости установлен кран для слива жидкости.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена кастрюля, общий вид; .на фиг.2 - вид сверху; на фиг.З - сечение по Б-Б (на фиг.2); на фиг.4 - график, поясняющий тепловой процесс кастрюли. Кастрюля содержит внутреннюю цилиндринескую емкость I с днищем 2 крышкой 3 и ручками 4, концентричную ей наружную емкость 5, установленную относительно внутренней емкости I со сквозным зазором, образующим кольцевую полость б. Днище 7 наружной емкости 5 с кольцевой крышкой и ручками 9 выполнено в виде опорного кольца. Внешняя стенка наружной емкости 5 выполнена в виде усеченного конуса с меньшим основанием, направленным вниз. Емкость 5 снабжена центрирующим элементом в виде не менее трех равномерно расположенных и закрепленных на её внутренней стенке упоров 10,
-4 выполненных на уровне крышки 8. Центрирующие 4/поры 10 выполнены в виде вертикальных тонкостенных рёбер, толщиной 0,5-0,8 мм с плавно скошенными кромками, обращенными вверх.
Зазор между наружной поверхностью емкости I и внутренней поверхностью емкости 5 целесообразно выполнять  мм. В крышке 8 наружной емкости 5 выполнено заливное отверстие II, а в нижней части емкости установлен сливной кран 12.
Нагревание пищевых продуктов и жидкости в кастрюле, согласно заявляемой полезной модели, происходит следующим образом. Наружную емкость например, с холодной водой, с закрытой крышкой 8 с помощью ручек 9 ставят на источник тепла. Далее внутренняя емкость I с определенным содержанием продуктов с закрытой крышкой 3 с помощью ручек 4 свободно опускается на источник тепла по скошенным кромкам центрирующих упор-ребер 10. Внутренняя емкость I скользит по скошенным поверхностям ребер 10 и одновременно фиксируется относительно наружной емкости 5, при этом сопряжение центрирующих ребер 10 относительно боковой стенки емкости I осуществляется по скользящей посадке. При нагреве тепловой поток охватывает днище 2 внутренней емкости I, и днище 7, выполненное в виде опорного кольца, поступает в полость б, охватывая образующие ее цилиндрические стенки. Поскольку наружная емкость 5 выполнена с внешней стенкой в виде усеченного конуса с меньшим основанием, направленным вниз, а днище 7 в виде опорного кольца, небольшой объем воды, расположенный в нижней части емкости, подвергается интенсивному нагреву высокотемпературным потоком горящего газа или горячим воздухом, что способствует лучшему конвективному перемешиванию воды во всем объеме емкости и более быстрому ее нагреву в целом.
Вертикальные центрирующие шоры 10, выполненные в виде тонких пластин толщиной 0,5-0,8 мм, закрепленные в трех местах через 120° на внутренней боковой поверхности наружной емкости, с зазором к внутренней, не препятствуют направленной циркуляции горячего воздуха по высоте сквозной полости 6, что способствует интенсификации теплообмена в процессе нагрева содержимого обеих емкостей, (см.график фиг.4 ). Кастрюля может быть снабжена дополнительными упорами 10. Дополнительное количество центрирующих упоров-ребер 10, равнорасположенных по окружности и закрепленных по высоте внутренней боковой поверхности наружной емкости 5 может быть использовано в качестве оребрения, что дополнительно интенсифицирует процесс ее нагрева за счет увеличения площади теплообмена.
Скошенные кромки центрирующих ребер 10 направляют и позволяют скользить без перекосов внутреннюю емкость I относительно внешней 5 при опускании её на источник тепла, при этом внутренняя емкость быстро устанавливается, свободно опускается и поднимается относительно наружной емкости, что способствует упрощению конструкции кастрюли и удобству ее эксплуатации.
-6 Для размещения кастрюли на компактных конфорках переносных нагревательных приборах и повышения эффективности нагрева наружный диаметр днища 7 в виде опорного кольца не превышает 200 мм, а её ширина 20-25 мм, при этом фронтальное сечение полости 6 располагается в высокотемпературной зоне, а узкое днище 7 полностью охватывается и прогревается частью высокотемпературного потока, не использованного в полости б. В этих условиях щелевой зазор 5-7 мм является оптимальным, обеспечивая максимальное схватывание высокотемпературным потоком газа поверхности стенок полости б (см.график на фиг А ), при этом образуется значительная величина самотяги (см.Л.П.Раскоп, Ю.Е.Спокойный Обеспечение тепловых режимов при конструировании РЭА, Советское радио, стр.206-215) и большая часть высокотемпературного потока горячих газов затягивается в полость бис повышенной скоростью циркулирует вдоль её стенок вверх, тем самым интенсифицируется теплообмен.
Увеличение зазора между стенками полости 6 выше верхнего предела ( 7мм) приводит к снижению охвата тепловым потоком внутренней стенки наружной емкости 5.
При величине зазора ниже нижнего предела « 5мм) ограничивается циркуляция теплового потока вдоль поверхности стенок полости б, а нижняя часть наружной поверхности внешней стенки емкости 5 частично охватывается тепловым потоком и рассеивается в атмосферу, при этом емкость I в меньшей мере подвергается нагреву, что увеличивает время процесса подогрева пищевых продуктов и расход энергоносителя.
- 7 Для увеличения обогреваемой поверхности и снижения тепловых потерь в окружающую среду, а также продления времени остывания содержимого во внутренней емкости I, отношение высоты кольцевой полости б к её среднему диаметру целесообразно выбирать равным 1,5. При отключении нагревательного прибора теплообмен содержимого в емкости I через воздушную прослойку в полости б с атмосферным воздухом в значительной мере исключен, что создает условия доваривания пищевых продуктов и после отключения нагревательного прибора и длительного его сохранения в горячем состоянии. Для удобства пользования в крышке 8 наружной емкости выполнено заливное отверстие II, а для слива горячей воды она снабжена краном 12. По мере расхода кипяченой воды из емкости 5 с помощью крана 12 при длительном приготовлении продукта во внутренней емкости I, возможно многократное использование подогретой воды при её доливе через отверстие II и вода практически всегда находится в горячем состоянии.
Для дополнительной интенсификации теплообмена в кольцевой полости б между емкостями I и 5 центрирующие упорыребра 10 могут быть выполнены в виде винтовых полосовых вставок, закрепленных к внутренней стенке наружной емкоети 5, что обеспечивает закачивание теплового потока при его движении вверх. Учитывая значительную протяженность обогреваемой тепловым потоком полости б между емкостями I и 5, последние могут быть выполнены по высоте составными для приготовления дополнительного количества блюд и сохранения их в
- 8 - 9 горячем состоянии после отключения нагревательного прибора.
Такая кастрюля повышает её потребительские качества, т.к. одно конфорочное место (источник тепловой энергии) обеспечивает возможность одновременного приготовления разной пищи от быстрого кипячения, варки до медленного тушения при отключенном нагревательном приборе и медленном охлаждении приготовленных продуктов без перестановки посуды, при этом сокращается расход тепловой энергии, повышается КЦЦ нагревательного прибора. Конструкция кастрюли повышает удобства пользования ею, компактна, имеет небольшой вес, выполнена разборной и удобна для переноски в рюкзаке и может быть использована на любых источниках тепла в походных условиях, дальних автотранспортных рейсах, рыбалке, в магазинах с круглосуточной работой, дачных домиках.
Изготовлен опытный образец такой кастрюли, в котором одновременно нагревали воду и готовили первое блюдо.
Время нагрева одной внутренней емкости I с водой (4л) до температуры кипения на конфорке переносной газовой плиты с нормальной тепловой мощностью 1,7 кВт составило 27 мин. В тех же условиях при нагреве воды (4л) в емкости I совместно с емкостью 5 (2,5л воды) до температуры кипения время нагрева в обеих ёмкостях составило 23 мин. В этих условиях КПД газовой конфорки больше на 20%. Доваривание продукта во внутренней ёмкости I может происходить после отключения нагревательного прибора, при этом во внутренней емкости I температура 96-72 С поддерживалась в течение 2-х часов, а температура 96-42 С в течение 10 часов. Такой режим нагрева и остывания продукта создает условия варки русской печи и сохранение в продуктах витаминов, обеспечивающих готовой пище высокие вкусовые качества.
- 10 йстотшики информации:
1.А.с. СССР № 1659006 кл.А 473 27/00, 3.09.01.89, опубл.30.06.91, Посуда для тепловой обработки пищевых продуктов, аналог.
2.А.с. СССР № I73825I кл. А 47 d 27/02, з. 14.05.90 опубл. 07.06.92г. Кастрюля, прототип.