СТОЛЕШНИЦА С ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНДУКЦИОННОЙ ПЛИТОЙ

Полезная модель относится к кухонному оборудованию, а именно к столешницам с интегрированными индукционными нагревательными элементами.
Из уровня техники широко известны различные варианты столешниц с интегрированными нагревательными элементами, например из документа WO 2014108521 A1 известна столешница с индукционными нагревательными элементами, интегрированными в углубления с нижней стороны столешницы. Указание области нагрева происходит при помощи лазера.
Недостатком данного технического решения является то, что место приготовления пищи можно определить только при рабочем лазерном указателе. Кроме того, у столешницы достаточно большая толщина верхнего покрытия, что повышает потребление энергии, необходимое для приготовления пищи.
Наиболее близким документом является DE 102006047972 A1, который раскрывает описание столешницы, выполненной в виде плиты с верхним слоем из искусственного камня толщиной от 10 мм, с нижней стороны которого выполнены углубления, в которые вставлены индукционные нагревательные элементы.
Недостатком наиболее близкого аналога является отсутствие указателей мест нагрева, а также достаточно большая толщина верхнего покрытия столешницы.
Таким образом, задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков известного уровня техники.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является уменьшение толщины верхнего слоя столешницы при сохранении ее прочностных характеристик, обеспечивающее уменьшение энергозатрат и времени приготовления пищи, а также точная разметка мест установки посуды для приготовления пищи, так как неточная установка посуды также влияет на энергопотребление и время приготовления пищи.
Поставленная задача и заявленный технический результат полностью достигаются совокупностью признаков независимого пункта заявленной формулы полезной модели.
Столешница с интегрированной индукционной плитой состоит из керамического листа с плоскими верхней и нижней сторонами и с варочной поверхностью на верхней стороне, на которую нанесена разметка мест расположения индукционных катушек с помощью впеченной керамической краски. Керамический лист приклеен к носителю, в котором в зоне варочной поверхности выполнен сквозной вырез. Между керамическим листом и носителем в зоне варочной поверхности в качестве радиатора установлен алюминиевый лист, в котором для обеспечения контакта индукционных катушек и керамического листа в зоне расположения индукционных катушек выполнены отверстия, превышающие диаметр индукционных катушек. Между индукционными катушками и керамическим листом находится лист вощеной бумаги. К нижней части керамического листа в зоне расположения индукционных катушек приклеена стекловолоконная сетка при помощи термостойкой мастики. В центре стекловолоконной сетки каждой индукционной катушки выполнены отверстия, в которых установлены и закреплены термисторы.
Толщина алюминиевого листа составляет от 0,5 до 2 мм.
Алюминиевый лист приклеен к керамическому листу с помощью термостойкого клея.
В качестве термостойкого клея может использоваться Neopur 2911 и отвердитель к нему Adiflex 2681.
Заявленная столешница содержит контроллер, который запрограммирован таким образом, чтобы предотвратить перегрев верхнего слоя керамического листа.
Отверстие в алюминиевом листе по диаметру превышает диаметры индукционных катушек примерно на 2 мм.
Разметка мест расположения индукционных катушек совпадает с зонами расположения посуды для приготовления пищи, нанесена на керамический лист посредством впекания керамической краски в верхний слой керамического листа.
Носитель может быть выполнен из фанеры.
Носитель может быть выполнен из ДСП.
Далее заявленная полезная модель более подробно поясняется чертежами, на которых:
На фиг.1 – общий вид заявленной столешницы.
На фиг.2 – заявленная столешница в продольном вертикальном разрезе.
Столешница с интегрированной индукционной плитой состоит из керамического листа (1) с плоскими верхней и нижней сторонами, без дополнительных механических повреждений (фрезеровок). На верхней стороне этого керамического листа (1) толщиной около 6 мм располагается разметка (10) зон индукционных катушек (4). Керамический лист (1) приклеен к носителю (11) (например, к листу ДСП, фанеры и др.). Для установки индукционной плиты под керамическим листом (1) в носителе (11) делается сквозной выпил (2), а также между керамическим листом (1) и носителем (11) в качестве радиатора установлен алюминиевый лист (3) толщиной от 0,5 до 2 мм, служащий для снятия теплового шока с керамического листа (1) и равномерного распределения тепла. Алюминиевый лист (3) приклеен к керамическому листу (1) с помощью термостойкого клея, как вариант, это термостойкий клей Neopur 2911 и отвердитель к нему Adiflex 2681. Термостойкость клея составляет не менее 300°C.
В алюминиевом листе (3) над каждой индукционной катушкой (4) выполнены отверстия (7), по диаметру незначительно превышающие диаметры индукционных катушек (4) – примерно на 2 мм. Это обеспечивает возможность свободного контакта индукционных катушек (4) с керамическим листом (1) и облегчает процесс прохождения энергии через керамику, соответственно, экономя ее.
Для повышения прочности нижняя часть керамического листа (1) в зоне расположения индукционных катушек (4) проклеивается стекловолоконной сеткой (6), которая клеится на термостойкую мастику. Теплостойкость стекловолоконной сетки (6) и мастики составляет не менее 300°C.
В центре стекловолоконной сетки (6) каждой индукционной катушки (4) выполнены отверстия для установки термисторов (5), измеряющих температуру керамического листа (1). Термисторы (5) присоединены к нижней стороне керамического листа (1). При этом контроллер (на фиг. не показан) индукционной плиты запрограммирован таким образом, чтобы предотвратить перегрев верхнего слоя керамического листа. После нагрева поверхности до 200°C контроллер автоматически уменьшает мощность нагрева со 100% до 60%; при нагреве плиты до 220°C работа индукционных катушек (4) полностью прекращается.
Термисторы учитывают разницу температур в 10-15°C на верхней и нижней поверхностях керамического листа (1) в районе одной индукционной катушки (4). Например, так как керамический лист (1) рассчитан на температуру нагрева не более 220°C, при достижении температуры на внутренней поверхности около 205°C автоматически выключаются индукционные катушки (4). Повышение температуры верхней поверхности керамического листа (1) выше 220°C может привести к разрушению керамического листа (1) и столешницы в целом.
Уменьшение толщины керамического листа (1) приводит к снижению энергозатрат при приготовлении пищи и к сокращению времени ее приготовления. Керамический лист (1) имеет минимальную толщину 3 мм и максимальную – 50 мм. Механическая прочность обеспечивается за счет приклеивания керамического листа (1) к носителю (11), а в зоне индукционной плиты за счет того, что к керамическому листу (1) приклеена сетка из стекловолокна. Керамический лист сохраняет свою механическую прочность за счет отсутствия поверхностных повреждений – фрезеровок, указывающих на место расположения индукционных катушек.
Экспериментальным путем было поставлено, что толщина керамического листа 5–7 мм является оптимальной по соотношению прочность/энергозатраты.
Увеличение толщины керамического листа повлечет повышение энергозатрат для ее преодоления, а также увеличение времени приготовления пищи.
Места расположения индукционных катушек (4) отмечены на верхней поверхности керамического листа (1) нанесением разметки зон индукционных катушек (4) с помощью керамической краски, впекаемой в керамический лист (1) столешницы при производстве. Впекание краски делает рисунок долговечным и устойчивым к воздействию высоких температур и появлению трещин и царапин.
Краски наносятся на керамический лист тонким слоем. При обжиге флюсы (специальные легкоплавкие стекла, которые вводятся в состав керамической краски для закрепления красителя в процессе обжига на поверхности и для придания краске блеска) размягчаются, и краска наплавляется на поверхность керамического листа. Краску обжигают следующим образом: на первом этапе температура в печи в течение одного часа повышается до 645°C; на втором этапе температура остужается до 300°C в течение 3 часов; на третьем этапе открывается печь, и краска охлаждается естественным путем. Впеченная таким образом разметка является долговечной и устойчивой к изменениям температуры, а также к появлению царапин.
Для принтования керамического листа используются керамические краски – это окрашенные минеральные соединения металлов с кварцем, полевым шпатом, каолином или с керамическими массами и глазурями, образованные в результате взаимодействия при высоких температурах. Интенсивность и цвет краски зависят от температуры обжига. Красящими веществами (красителями) в керамических красках являются пигменты – оксиды соли, высокодисперсные порошки различного цвета, не растворяющиеся в воде и связующих веществах. Пигмент определяет цвет, оттеночный компонент меняет оттенок цвета. Кроме пигментов (красителей) керамические краски содержат флюсы. Обжигать краску подобным способом можно при температуре 600-800°C.
Для изготовления красок применяют следующие оксиды:
Со2O3 – синий и голубой цвет;
Ni2O3 – коричневый и фиолетовый;
Fe2O3 – желтый, красный и коричневый;
СuО – зеленый и сине-зеленый;
МnO2 – коричневый, фиолетовый и розовый;
UO3 – желтый;
ТiO2 – желтый;
Сr2O3 – зеленый и красный;
Аu – красный;
Pt – серый;
Jr2O3 – черный.
Керамические краски имеют следующие свойства:
- устойчивы к воздействию высоких температур в процессе обжига и к растворяющему действию флюсов и глазурей;
- обладают высокой стойкостью к воздействию света и агрессивной среды;
- легко наносятся на керамику, не проявляют токсичных свойств в процессе эксплуатации (в том числе при нагреве).
На верхней поверхности керамического листа (1) установлен блок управления плитой (8).
Таким образом обеспечивается уменьшение толщины верхнего слоя (керамический лист) столешницы при сохранении ее прочностных характеристик, обеспечивающее уменьшение энергозатрат и времени приготовления пищи.
Кроме того, расположение точной разметки мест установки посуды (мест расположения индукционных катушек) для приготовления пищи также позволяет значительно экономить электроэнергию и сокращать время приготовления пищи, поскольку позволяет пользователю точно установить посуду над индукционными катушками для максимальной передачи энергии от катушек к продукту, поскольку неточная установка посуды отрицательно влияет на энергопотребление и время приготовления пищи. При этом нанесенная разметка не снижает прочностных характеристик столешницы.