ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЧАЙНИК

Полезная модель относится к предметам домашнего обихода, точнее - к кухонной посуде для кипячения воды, а именно - к чайникам.
Известны различные виды чайников. Все известные чайники (SU 15136, 1930; SU 1205887, 1986; SU 1450820, 1989; SU 1659003, 1991; SU 1797482, 1993; SU 1801044, 1993) содержат емкость для воды (корпус) и ручку для переноски и наклона. Чайник содержит также крышку, носик для слива (налива) воды и днище. Корпус чайника чаще всего изготавливают из металла: алюминия, нержавеющей стали или из стали, покрытой эмалью. Такой чайник можно устанавливать на нагревательный элемент электрической плитки или плиты, а также на источник тепла (газ, огонь).
Известны также электрические чайники (SU 1741766, 1992; SU 1787429, 1993; RU 2073478, 1997; RU 2156103, 2000; RU 2284140, 2006), которые содержат нагревательный элемент, расположенный обычно на металлическом днище снаружи. Корпус электрического чайника изготавливают из нержавеющей стали или из пластмассы. В электрических чайниках корпус чаще всего установлен на основании, в котором обычно расположен токоподвод к нагревательному элементу. Такое основание выполняют из термоизоляционного материала (например, из пластмассы).
Известен чайник электрический (RU 2156103 C2 от 30.10.1997), который состоит из корпуса, нагревательного элемента, закрепленного на боковой поверхности стенки корпуса в отверстии.
К недостаткам этого устройства можно отнести необходимость водонепроницаемого соединения головки, в которую вмонтирован электрический нагревательный элемент, и корпуса чайника, т.к. головка с электрическим разъемом расположена ниже уровня воды в чайнике.
Такая конструкция требует использования уплотнительного кольца, выполненного из резины или другого материала с аналогичными свойствами, а это приводит к известным недостаткам, заключающимся в ненадежности и недолговечности службы чайника, что вызвано старением материала уплотнителя.
Кроме того, нагревательный элемент напрямую контактирует с водой и при эксплуатации покрывается накипью.
Известен также электрический чайник (RU №128088 U1, МПК A47J 27/21, 11.08.2011), принятый за прототип, состоящий из корпуса, терморегулятора, блока управления электрическим чайником, отличающийся тем, что в корпусе находится отверстие, закрытое пластиной, пропускающей ультрафиолетовое излучение, на внешней стороне корпуса напротив отверстия закреплена ультрафиолетовая лампа с защитным экраном, которая связана с блоком управления ультрафиолетовой лампы, соединенным с терморегулятором и блоком управления электрическим чайником.
Достоинством данного чайника является то, что нагреватель напрямую не контактирует с водой. Нагреваются не стенки корпуса, а излучением нагревается непосредственно вода, и при этом на стенках корпуса не образуется накипь, поскольку кипение происходит в толще воды.
Недостатком данного чайника является излишний нагрев корпуса. Вынесение нагревателя от прямого контакта с водой приводит к тому, что половина излучения нагревателя направлена в сторону корпуса, и вызывает нагрев корпуса. Кроме того, тепловое излучение горячей воды также нагревает корпус.
Задачей полезной модели является уменьшения нагрева корпуса от излучения нагревателя и от нагретой воды.
Технический результат достигается тем, что в электрический чайник, содержащий корпус, емкость для воды, нагревательный элемент, соединенный с блоком управления, и расположенный с внешней стороны дна емкости для воды, согласно полезной модели, дополнительно введены отражатель и теплоизолятор, расположенный между корпусом и отражателем, размещенным с внешней стороны по всей площади нагревательного элемента, при этом емкость для воды представляет собой сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними, выполненный из материала, пропускающего инфракрасное излучение, и расположенный в корпусе, причем на верхнюю часть указанного сосуда и на его внутренние стенки в вакуумном промежутке сосуда нанесено отражающее покрытие.
При этом отражатель выполнен в виде многослойной структуры из тонкого металла, между слоями которого расположен высокотемпературный теплоизолятор.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен общий вид предлагаемого электрического чайника.
На чертеже цифрами обозначены:
1 - корпус,
2 - блок управления,
3 - емкость для воды,
4 - нагреваемая вода,
5 - нагревательный элемент,
6 - отражатель,
7 - теплоизолятор.
Электрический чайник содержит корпус 1, емкость для воды 3, нагревательный элемент 5, соединенный с блоком 2 управления. Нагревательный элемент 5 расположен с внешней стороны дна емкости 3 для воды 3.
Нагревательный элемент 5 выполнен в виде инфракрасного нагревателя. При этом инфракрасный нагреватель - это просто нагреваемая электрическим током пластина, т.е. это обычный электрический нагреватель.
Отличием предлагаемого электрического чайника является то, что в него дополнительно введены отражатель 6 и теплоизолятор 7, расположенный между корпусом 1 и отражателем 6, размещенным с внешней стороны по всей площади нагревательного элемента 5, при этом емкость 3 для воды представляет собой сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними, выполненный из материала, пропускающего инфракрасное излучение, и расположенный в корпусе 1, причем на верхнюю часть указанного сосуда и на его внутренние стенки в вакуумном промежутке сосуда нанесено отражающее покрытие. Отражатель 6 и теплоизолятор 7 предназначены для предотвращения нагрева корпуса 1.
При этом отражатель 6 выполнен в виде многослойной структуры из тонкого металла, между слоями которого расположен высокотемпературный теплоизолятор (на чертеже условно не показан).
Работа предлагаемого электрического чайника происходит следующим образом.
Вода 4, помещенная в емкость 3 для воды нагревается нагревательным элементом 5 за счет инфракрасного излучения, которое проходит сквозь стенку емкости 3 для воды и поглощается в толще воды 4.
Излучение инфракрасного излучателя (нагревательного элемента 5) распространяется как внутрь, в толщу воды 4, так и наружу, в сторону корпуса 1. Для повышения КПД электрического чайника и предотвращения избыточного нагрева корпуса чайника 1 снаружи нагревательного элемента 5 расположен отражатель 6 инфракрасного излучения.
При этом отражатель 6 эффективно отражает инфракрасное излучение обратно на нагревательный элемент 5, и защищает от нагрева корпус 1. Для эффективной работы отражателя 6 его необходимо изготовить в виде многослойной структуры из тонкого металла (фольги), поскольку с увеличением количества слоев отражателя 6 происходит увеличение его отражательной способности. При этом между слоями отражателя 6 необходимо расположить высокотемпературный теплоизолятор.
Для уменьшения нагрева корпуса чайника 1 пространство между отражателем 6 и корпусом 1 заполнено теплоизолятором 7.
Нагретая вода 4 также излучает инфракрасные волны, и для уменьшения нагрева корпуса 1 на стенки емкости 3 для воды нанесено отражающее покрытие, которое расположено на верхней части емкости (непосредственно выше инфракрасного излучателя 5), и нанесено на внутренние стенки емкости. При этом отражающее покрытие расположено в вакуумном промежутке емкости для воды 3, и не подвержено коррозии.
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый чайник имеет значительные преимущества. Отражатель и теплоизолятор уменьшают нагрев корпуса излучением нагревателя, нанесенное на внутренние стенки сосуда для воды отражающее покрытие уменьшают нагрев корпуса излучением горячей воды.