ОБОРУДОВАНИЕ К ПОСУДЕ ДЛЯ УСКОРЕННОГО НАГРЕВАНИЯ
DISHWARE EQUIPMENT FOR ACCELERATED HEATING

Изобретение относится к бытовой технике, в частности к хозяйственной посуде типа кастрюли, таганка, чугунка, горшочка, ковшика, сковороды и т.п., имеющей, как правило, ручку или ушки для переноски, а также к теплоэнергетике, например к устройствам нагревания, например, воды, различных продуктов, составов или материалов внешним нагревателем, скажем, в виде газовой горелки на плите в бытовых условиях или плова в кастрюле на костре и т.д. В качестве конкретного примера рассматривается вариант ускоренного нагревания ковшика и кастрюли на бытовой газовой плите, что по своей сути подходит к ускоренным нагревам иных объектов по размерам и формам от иного внешнего энергоносителя и в иных условиях.
Проблема излишней траты газа/топлива возникает из-за того, что языки пламени газовой горелки (или костра) часто выходят за наружную поверхность нагреваемой емкости, а потому тепло/жар во многом в основном просто теряется в окружающем воздухе, уменьшая эффективность разогревания и увеличивая как длительность нагрева, так и расход энергоносителя (газа/топлива). Причем, когда языки пламени даже не выходят на наружную поверхность нагреваемой емкости, часть энергии горения безвозвратно теряется в окружающую среду, в большей или меньшей степени обдувающей и охлаждающей наружную поверхность емкости.
Патент РФ Способ изготовления кастрюли для приготовления горячей пищи (№2136202, A47J 33/00, опубл. 10.09.1999). Корпус выполнен из алюминиевой фольги прямоугольной складывающейся формы. Ускоренного экономного нагрева нет. Патент SU Посуда №1567178, A47J 33 - Походные кастрюли без встроенных нагревательных устройств (дорожные кастрюли с одной горелкой A47J 36/26; прочие варочные устройства, обогреваемые с помощью бензиновых, керосиновых, спиртовых и т.п. горелок F24C). Ручка посуды выполнена с предохранением от перегрева. Устройство для тепловой обработки пищевых продуктов (патент SU №1824181, 30.06.93, бюл. N. 24 (71)). Устройство имеет достаточно сложную конструкцию для сборки с язычками и пазами для фиксации; энергосбережение при нагревании не предусмотрено. Кастрюля - патент №2176470 РФ, МПК A47J 27/00, опубл. 10.12.2001: содержит корпус с отбортовкой в верхней части и крышку, отличается тем, что отбортовка представляет собой плоское горизонтальное кольцо с концентрично расположенным в нем углублением и выполненным в последнем отверстием. Ускоренного нагрева не предусмотрено. Патент Походная кастрюля - самовар. РФ, №141591, МПК: A47J 27/21 содержит корпус, жестко соединенный с теплопроводящей юбкой и дымогарной трубой, совместно образующие камеру сгорания, внутри которой расположен колосник-экран. Достаточно сложная конструкция без экономии энергии теплоносителя. Патент МПК A47J 36/36, RU №2064285 Способ приготовления пищи в емкости с кожухом и приспособление для его реализации обеспечивает подачу горячего газа на дно нагреваемой емкости, экранирование потока горячего газа с последующим направлением его вверх между стенками емкости и стенками кожуха, отличающийся тем, что поток горячего газа предварительно закручивают. Система достаточно громоздкая и не универсальная из-за фиксированной формы кожуха. Устройство для нагрева воды над газовой плитой (патент SU 286173) включает корпус, соединенный подводящим трубопроводом через дроссельное устройство с тройником на напорной линии. Конструкция сложная и не обеспечивает заметной экономии тепла нагревателя. Патент Устройство нагрева жидких и газовых сред (РФ №2231003) содержит в своей основе источник акустических колебаний, фильтр и замкнутый контур циркулирующей массы теплоносителя. Является сложным и не обеспечивает минимизацию расхода энергии при нагревании. Патент Устройство для нагрева жидкости (РФ №2517986) не решает задачу максимального использования энергии теплоносителя и громоздко (опубл. 10.06.2014). Известна также электроплита энергосберегающая, многофункциональная, экологически чистая и безопасная для человека - патент РФ №2475679, опубл. 20.02.2013, класс F24C 7/00 Печи или плиты, нагреваемые электроэнергией и класс F24C 13/00. Система громоздкая, дорогая и имеет малый КПД по нагреву. Основным элементом плиты является инжекционная газовая горелка - устройство, в котором происходит смешивание воздуха и горючего газа. Воспламенение смеси происходит на ее выходе из конфорки, состоящей из рассекателя (металлического раструба), необходимого для обеспечения равномерного горения, и крышки, закрывающей рассекатель сверху.
Наиболее близким по своей сути к заявленному техническому решению относится прототип - Патент МПК A47J 36/36, RU №2142099 Устройство для экономии тепловой энергии в процессе приготовления пищи на газовых плитах, которое содержит теплоизоляционный поддон с отверстием для факела газовой горелки, цилиндр, ограждающий емкость для приготовления пищи, и крышку, позволяющие ограничить пространство для конвекционных потоков воздуха вокруг емкости и тепловые потери. Конструкция включает в себя теплоизоляционный поддон с отверстием для факела горелки, емкость для варки или жарки, ограждающий цилиндр и крышку. Довольно сложная, далекая от универсальности конструкция, лишь частично экономящая энергию теплоносителя.
Цель предложения - разработать достаточно унифицированное оборудование в виде фасонной наружной жаростойкой рубашки к бытовой посуде, ускоряющее процесс нагревания пищи или среды (например, растворов) с одновременной экономией энерго-теплоносителя.
Технически данная цель решена за счет конструктивного исполнения фасонной легкосъемной жаростойкой рубашки, охватывающей нагреваемую емкость с ее содержимым снаружи с постоянным зазором.
Суть разработки показана на рис. 1, где обозначено
для а): 1 -нагреватель (энерго- или теплоноситель в виде газа или иной горючей среды /дрова, уголь и пр./) - в данном случае это газовая плита с конфоркой и опорами под нагреваемую языками пламени посуду; 2 - емкость (например, нагреваемая кастрюля); 3 - рубашка фасонная, наружная, жаростойкая с малой теплопроводностью; 4 - фасонно отогнутая нижняя часть рубашки (с конусной и вертикальной частью); 5 - ручки для переноски рубашки, смещенные в вертикальной и в горизонтальной плоскости по отношению к поз. 6; 6 - ушки для переноски кастрюли, проходящие через отверстия/пазы для них, сделанные в рубашке 3; 7 - крышка (съемная, может отсутствовать); 8 - две половинки рубашки 3; 9 - линия разъема или соединения двух половинок рубашки 3; 10 - устройство соединительное (например, в виде крючка, размещенного на одной из половинок 8 рубашки 3; 11 - штырь, закрепленный на другой половинке 8 для соединения с крючком 10; 12 - ограничители термостойкие, расположенные по окружности (не менее трех), на внутренней поверхности рубашки 3; 13 - круговая отбортовка верхней части рубашки 3.
для б): 1 - то же, нагреватель, как в поз. а); 2 - емкость (например, нагреваемый ковшик); 3 - рубашка (см. эту же позицию в а); 4 - фасонно отогнутая нижняя часть рубашки (с конусной и вертикальной частью); 5 -ручки для переноски рубашки; 6 - ручка для переноски ковшика; 7 - крышка (съемная, может отсутствовать); 8 - две половинки рубашки 3; 9 - линия вертикального разъема или соединения двух половинок рубашки 3; 10 -петля соединительная для двух половинок 8 рубашки 3; 13 - круговая отбортовка верхней части рубашки 3;
для в) - формы поверхностей стыковки двух половинок 8 рубашки 3 (например, в виде «шпунт-гребень», прямого профиля, косого профиля или ступенчатой формы);
для г): рубашка 3 (пример, но для фасонной емкости 2 /посуды/ типа горшочка, чугунка и др.); 4 - фасонно отогнутая нижняя часть рубашки 3 (с конусной и вертикальной частью); 9 - линия горизонтального разъема или соединения двух половинок 8 рубашки 3; 12 - ограничители термостойкие на внутренней поверхности рубашки 3. Примечание: элементы описанного крепления двух половинок с использованием крючка или петли здесь не показаны как аналогичные.
Описание предложенного оборудования в статике.
Ситуация а) с нагреванием посудной цилиндрической формы кастрюли (емкости), которую устанавливают на зажженную газовую конфорку плиты. Перед нагревом на кастрюлю должна быть надета рубашка 3, две половинки которой соединены по меньшей мере по одному крючковому запору 10 с противоположных сторон корпуса кастрюли, используя, кроме крючка, штырь 11. При этом места закрепления ручек 5 для переноски рубашки 3 в вертикальной плоскости и по горизонтали не совпадают с позициями крепления ушек 6 емкости 2 /кастрюли/. Если кастрюля высокая, то надеваемая рубашка может иметь по два запорных крючка с каждой стороны с промежутком между их расположением примерно на 1/3 расстояния от общей высоты кастрюли для обеспечения общей жесткости фиксации соединения двух половинок 8 рубашки 3. Крышка 7 - съемная может находиться на нагреваемой емкости либо отсутствовать. Чтобы надетая рубашка 3 на емкость 2 не могла соскочить вниз, когда ушки 6 для переноски кастрюли отсутствуют, то предусмотрена круговая отбортовка 13 верхней части нагреваемой емкости, которая фиксирует положение емкости над нагревателем 1. Термостойкие ограничители 12, расположенные по окружности (не менее трех), обеспечивают постоянный зазор между рубашкой 3 и стенками нагреваемой емкости /кастрюли/ 2.
По своей сути ситуация б) для нагревания содержимого ковшика 2 аналогична только что описанному варианту. Съемная рубашка 3 надета на ковшик, ручка 6 которого для переноски проходит в отверстие или паз, имеющийся в рубашке 3. Ручки 5 для переноски рубашки по отношению к ручке ковшика смещены как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Круговая отбортовка 13 страхует рубашку 3 от возможного падения вниз на нагреватель 1. В этом варианте обе половинки 8 рубашки 3 с одной стороны соединены между собой с помощью петли 10. Второе соединение этих половинок рубашки с противоположной стороны нагреваемой емкости может быть зафиксировано, например, крючком, как было ранее описано.
Позиция в) представляет примеры некоторых форм контакта поверхностей соединяемых двух половинок 8 рубашки 3, обеспечивающих жесткую фиксацию данного оборудования.
Ситуация г) предусматривает вариант нагревания фасонной емкости 2, отличной от рассмотренных (кастрюля и ковш). Это могут быть таганок, чугунок, горшочек или иной фасонной формы нагреваемый предмет. В этом случае также используется рубашка 3, имеющая форму нагреваемого объекта/изделия. Линия разъема/соединения 9 двух половинок 8 рубашки 3 может быть расположена либо горизонтально, либо вертикально с использованием для крепления, например крючков или крючка и петли 10. Нижняя часть рубашки 3 во всех случаях имеет фасонно отогнутую нижнюю часть (с расходящейся конусной и вертикальной частью). Кроме того, на внутренней части рубашки 3 по окружности жестко закреплены или сразу сделаны при изготовлении термостойкие ограничители 12, которые обеспечивают постоянство зазора между рубашкой и емкостью и опираются на нагреваемую емкость, расположенную внутри рубашки, и одновременно препятствуют падению рубашки вниз на нагреватель 1.
Описание принципа работы разработанного оборудования в виде фасонной наружной жаростойкой рубашки к бытовой посуде, ускоряющее процесс нагревания с одновременной экономией энерготеплоносителя.
Первоначально рассмотрим процесс нагревания содержимого в кастрюле на газовой плите. Надеть, используя ручки 5, на емкость/кастрюлю 2 рубашку 3, состоящую из двух скрепляемых между собой половинок 8, пропустив в отверстия или пазы рубашки ушки 6 кастрюли для ее переноски. Закрепить обе надетые половинки 8 в одно целое, используя сделанные крючки 10, расположенные минимум по одному с противоположных сторон по линии разъема 9. Заполнить емкость 2, например водой. Включить подачу газа и зажечь огонь нагревателя 1. Языки пламени будут в большей или меньшей степени (как и теплота) не только нагревать кастрюлю, но и выходить наружу нагреваемой емкости. Эффективному улавливанию теряемой энергии способствует фасонная отогнутая форма 4 нижней части рубашки 3 (с расширяющейся конусной и вертикальной частью), кроме того обеспечивается при наличии термостойких ограничителей равномерность и ускорение нагрева емкости по всей высоте ее с боков. Конусная часть отходит от наружной нагреваемой поверхности емкости дальше, чем цилиндрическая часть рубашки, улавливая возможное более широкое распространение потоков энергии от нагревателя; при этом вертикальная нижняя часть рубашки практически полностью предотвращает теплопотери энергии при нагреве. После нагревания необходимо либо выключить газ, либо за ушки кастрюли перенести ее в сторону, где можно освободить крепление соединенных двух половинок рубашки за счет открытия крючков. После этого обе половинки за ручки 5 перенести и положить или поставить на несгораемую поверхность. Примечание: если нагреваемая емкость высокая, то для большей жесткости монтируемой рубашки целесообразно снабжать ее двумя парами крючков с двух противоположных сторон или двух петель и двух пар крючков с двух противоположных сторон с расстояниями между ними по вертикали примерно 1/3 от общей высоты нагреваемой емкости.
По существу, варианты с нагреванием содержимого ковшика или фасонной емкости совершенно аналогичны описанному способу. Поэтому следует лишь обратить внимание на следующее. Известно, что кастрюли, ковшики, чугунки и прочая кухонная посуда выпускаются промышленностью определенных типоразмеров и форм в массовых количествах. Поэтому для них представленное здесь вспомогательное оборудование также должно выпускаться в массовом количестве в соответствии с действующими стандартами на посуду. В одном выполненном автором варианте с использованием в качестве материала рубашки нержавеющей стали время нагрева ковшика сократилось почти на 22%, что говорит о возможности получения большого экономического эффекта от уменьшения траты энергии энергоносителей, сокращения процедуры нагрева и уменьшения загрязнения кухонного или иного пространства продуктами сгорания, что плохо влияет, как известно, на здоровье человека и на окружающую среду. По сути аналогичный эффект будет получен при нагревании емкости (например, ведра или котелка, либо кастрюли) на костре.