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 С2 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), 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 низкий КПД ультрафиолетовой лампы и большая стоимость ультрафиолетовой лампы. Кроме того, ультрафиолетовое излучение вызывает химические реакции в воде, что может привести к образованию вредных веществ в воде.
Известен электрический чайник Scarlett SC-227 (http://sravni.com/scarlett/scarlett_sc1227/catc377m65049.html), принятый за прототип, содержащий корпус, емкость для воды, выполненную из прозрачного материала, металлический нагревательный элемент, соединенный с блоком управления и расположенный с внешней стороны дна емкости для воды.
Недостатком такого чайника является то, что основной нагрев емкости для воды происходит с помощью металлического нагревательного элемента (резистивного нагревательного элемента), который нагревает воду благодаря теплопроводности и имеет весьма малую мощность инфракрасного излучения, при этом сначала нагревается емкость для воды, и уже емкость для воды нагревает на своей внутренней поверхности воду.
Задачей полезной модели является устранение появления накипи на внутренних стенках емкости для воды.
Технический результат достигается тем, что в электрическом чайнике, содержащем корпус, емкость для воды, нагревательный элемент, соединенный с блоком управления и расположенный с внешней стороны дна емкости для воды, согласно полезной модели, нагревательный элемент выполнен в виде инфракрасного нагревательного элемента, а емкость для воды выполнена из материала, пропускающего инфракрасное излучение.
Для достижения технического результата - устранение появления накипи на внутренних стенках емкости для воды - необходимо чтобы нагревалась непосредственно вода, а не стенки емкости для воды.
Для достижения технического результата нагрев осуществляется не теплопроводностью, а с помощью инфракрасного излучения, которое будет проходить без поглощения через стенки емкости для воды, и поглощаться в толще воды. Для нагрева с помощью излучения, в качестве нагревателя применяется инфракрасный нагревательный элемент (устройство, основная мощность которого выделяется в виде инфракрасного излучения). Наиболее технологично применить мощный инфракрасный нагревательный элемент с известным спектром излучения, который необходимо подобрать для получения лучших органолептических параметров (вкус, цвет, запах) нагреваемой в чайнике воды, благодаря нагреву воды мягким инфракрасным излучением.
Конструкция инфракрасного нагревательного элемента предлагаемого электрического чайника (основная мощность которого выделяется в виде инфракрасного излучения) коренным образом отличается от конструкции металлического нагревательного элемента (резистивного нагревательного элемента) чайника-прототипа.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен общий вид предлагаемого электрического чайника.
На чертеже цифрами обозначены:
1 - корпус,
2 - блок управления,
3 - сосуд с двойными стенками,
4 - вакуум,
5 - нагреваемая вода,
6 - инфракрасный нагревательный элемент,
7 - отражатель инфракрасного излучения.
Электрический чайник содержит корпус 1, нагревательный элемент 6, соединенный с блоком 2 управления.
2
Сосуд 3, являющийся емкостью для воды и расположенный в корпусе 1, выполнен из материала, пропускающего инфракрасное излучение. Наиболее распространенным материалом, хорошо пропускающим инфракрасное излучение, является силикатное стекло, состоящее главным образом из двуокиси кремния SiO.
Предельным случаем силикатного стекла является кварцевое стекло (плавленый кварц), состоящий исключительно из двуокиси кремния. От прочих силикатных стекол оно отличается существенной химической стойкостью, чрезвычайно малым коэффициентом линейного расширения и относительно высокой температурой плавления (1713-1728°С).
Длина волны инфракрасного излучения нагревательного элемента 6 может лежать в коротковолновой области инфракрасного спектра: λ=0,74-2,5 мкм, При этом типичные мощные светодиодные инфракрасные излучатели работают на длине волны порядка (0,85-0,94) мкм.
Емкость для воды (сосуд 3) предназначена для нагревания воды 5. С внешней стороны дна сосуда 3 расположен нагревательный элемент, выполненный в виде инфракрасного нагревательного элемента 6. Отражатель 7 выполнен в виде многослойной структуры из тонкого металла, между слоями которого расположен высокотемпературный теплоизолятор (на чертеже условно не показан). Отражатель 7 размещен между корпусом 1 и инфракрасным нагревательным элементом 6. Отражатель 7 инфракрасного излучения предназначен для предотвращения нагрева корпуса 1.
Работа предлагаемого электрического чайника происходит следующим образом.
Вода 5, помещенная в емкость для воды (сосуд 3) нагревается инфракрасным нагревательным элементом 6.
Нагрев осуществляется за счет инфракрасного излучения инфракрасного нагревательного элемента 6, которое проходит сквозь две стенки сосуда 3 и поглощается в толще воды 5.
При этом практически не происходит нагрев инфракрасным излучением нагревательного элемента 6 внутренней стенки сосуда 3, поскольку происходит нагрев в глубине воды 5, на некотором расстоянии от внутренней стенки сосуда 3. В результате на внутренней стенке сосуда 3, которая контактирует с водой 5, не происходит оседание накипи, которая обычно образуется на стенках известных чайников, поскольку кипение воды в обычных чайниках происходит на перегретой стенке емкости для воды чайника.
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый чайник имеет значительные преимущества. Благодаря тому, что нагрев воды осуществляется инфракрасным нагревательным элементом, устраняется появление накипи на внутренних стенках емкости для воды. Кроме этого, в предлагаемом чайнике вода имеет лучшие, по сравнению с прототипом, органолептические параметры (вкус, цвет, запах) из-за нагрева воды мягким инфракрасным излучением.