КОМПАКТНЫЙ ЧАЙНИК С НАКЛОННОЙ ПЕРЕГОРОДКОЙ
COMPACT KETTLE WITH INCLINED PARTITION

Настоящее изобретение относится к прибору для нагревания жидкостей, в частности электрическому чайнику, содержащему корпус, образующий емкость для вмещения воды, электрическую нагревательную основу и устройство детектирования кипения.
Например, в патенте ЕР 0786221 или патенте GB 2332095 описан чайник, содержащий корпус, установленный на электрической нагревательной основе, и паропровод для направления выделяющегося при кипения пара из верхней части упомянутого корпуса к датчику обнаружения пара. При этом упомянутый паропровод имеет входное отверстие, расположенное во внутренней поверхности корпуса выше максимального уровня наполнения корпуса водой.
В таком чайнике во время нагревания образуются восходящие потоки воды и пара, создающие на открытой поверхности воды по мере приближения к кипению все более сильные завихрения и брызги. Для предотвращения проникновения брызг воды во входное отверстие паропровода и повреждения датчика обнаружения пара полезный объем чайника ограничен максимальным уровнем наполнения, обеспечивающим наличие значительного объема воздуха над открытой поверхностью воды. Объем воздух может составлять до 40% общего объема чайника. Таким образом, расстояние между входным отверстием паропровода и поверхностью воды при максимальном уровне наполнения оказывается достаточным для того, чтобы брызги не проникали в паропровод.
Таким образом, при таком заданном полезном нагреваемом объеме общий объем чайника оказывается большим и пользователь может испытывать затруднения с поиском места для его использования или хранения. К тому же это повышает объем упаковки чайника и повышает стоимость транспортировки чайника от завода-изготовителя до пользователя.
Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении вышеупомянутых недостатков и создании компактного чайника с оптимальным соотношением полезного объема и общего объема.
Другая техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании чайника, который имел бы простую конструкцию и был бы экономичным в реализации.
Эти технические проблемы решены посредством чайника, содержащего корпус, установленный на электрической нагревательной основе, и паропровод, предназначенный для направления пара, выделяющегося при кипении, к датчику обнаружения пара. Причем упомянутый паропровод имеет входное отверстие, расположенное в верхней части внутренней поверхности корпуса, выше максимального уровня наполнения корпуса водой. Причем упомянутый чайник отличается тем, что содержит устройство защиты от проникновения воды в паропровод во время кипения, выполненное из пластмассы и содержащее перегородку. При этом упомянутая перегородка имеет первый участок, проходящий в вертикальной плоскости, поперечной внутренней поверхности, от внутренней поверхности под входным отверстием вниз с удалением от внутренней поверхности и продолжающийся вторым участком, проходящим вниз в направлении к внутренней поверхности для примыкания к ней. При этом второй участок проходит поперек восходящему в вертикальном направлении потоку воды и пара, образуя с упомянутым вертикальным направлением угол α менее 80°, предпочтительно менее 45°. Причем корпус имеет поперечное сечение с периметром Р у входного отверстия, при этом упомянутая перегородка проходит с обеих сторон от входного отверстия по меньшей мере по 5% периметра Р, предпочтительно, по меньшей мере, по 10% периметра Р.
Таким образом, перегородка, в частности, второй участок, проходит в воде от внутренней поверхности под наклоном, поперек восходящим потокам воды и пара для по меньшей мере частичного отклонения восходящего потока воды и пара во время кипения и, тем самым, отведения его от входного отверстия. Перегородка, проходящая с обеих сторон от отверстия по меньшей мере по 20% периметра Р, обеспечивает защиту входного отверстия, в частности, на его боковых концах вдоль внутренней поверхности.
Такая конфигурация позволяет во время кипения снизить турбулентность поверхности воды и ограничить амплитуду брызг вблизи входного отверстия паропровода. Таким образом, расстояние между отверстием паропровода и поверхностью воды при максимальном уровне наполнения может быть уменьшено без риска проникновения воды в паропровод, что позволяет ограничить объем воздуха над открытой поверхностью воды. Вследствие этого, чайник может быть более компактным, в частности, по высоте.
Под максимальным уровнем наполнения понимается максимальный уровень воды, обозначенный на корпусе чайника, например, посредством отметки.
Устройство защиты преимущественно выполнено методом литья под давлением из пластмассы, в частности, из полипропилена, акрилонитрил-бутадиен-стирола или поликарбоната.
Корпус преимущественно имеет круглое поперечное сечение с радиусом R и периметром Р, при этом перегородка вписана в угловой сектор угла β, образованного двумя радиальными отрезками R1, R2, при этом входное отверстие размещено вблизи середины углового сектора β.
Устройство защиты от проникновения воды в паропровод во время кипения, оснащенное перегородкой, особенно эффективно в чайнике с круглым поперечным сечением.
В вертикальной секущей плоскости, поперечной внутренней поверхности, второй участок предпочтительно проходит в радиальном направлении на расстояние D, составляющее более 5% радиуса R, предпочтительно более 10% радиуса R.
Перегородка в вертикальной секущей плоскости, поперечной к внутренней поверхности, имеет высоту Н, предпочтительно составляющую более 15% высоты корпуса.
Под высотой корпуса понимается высота между горизонтальной плоскостью, проходящей через верхнюю часть нагревательной основы, и горизонтальной плоскостью, проходящей через нижнюю часть крышки.
Такая компоновка обеспечивает то, что, когда чайник наполнен до максимального уровня наполнения, перегородка погружена в воду в достаточной степени для отклонения восходящего потока воды и пара к центру чайника и, таким образом, защиты входного отверстия от брызг воды.
Перегородка предпочтительно имеет постоянное сечение в вертикальной секущей плоскости, поперечной к внутренней поверхности, с обеих сторон от входного отверстия.
Таким образом, перегородка содержит, в частности, вторую часть, проходящую симметрично в восходящем потоке воды и пара для образования напротив входного отверстия и внутренней поверхности сбалансированной зоны и обеспечения симметричного снижения турбулентности поверхности воды и ограничения амплитуды брызг.
Перегородка и внутренняя поверхность предпочтительно определяют между собой объем V, доступный для проникновения воды, в частности, через два отверстия, расположенные в двух боковых концах перегородки.
На воду, находящуюся между перегородкой и внутренней поверхностью, кипение влияет слабо и, следовательно, эта вода не образует брызг в направлении входного отверстия.
Первый участок и второй участок предпочтительно содержат зону соединения, имеющую резкий излом наклона.
Таким образом, на уровне входного отверстия восходящий поток воды и пара сталкивается со вторым наклонным участком, а затем с резким изломом наклона. Таким образом, когда кипение становится сильным и увеличивается скорость восходящего потока воды и пара, происходит отклонение данного потока вперед, в направлении удаления от входного отверстия.
Второй участок предпочтительно проходит вниз от линии, расположенной в горизонтальной плоскости, ниже максимального уровня наполнения, отмеченного на корпусе.
Таким образом, погруженный в воду второй участок выполнен с возможностью отклонять восходящий поток воды и пара с начала кипения.
Верхняя часть внутренней поверхности предпочтительно имеет канавку, предпочтительно U-образную в вертикальной секущей плоскости, при этом в данной канавке размещено входное отверстие.
Такая конфигурация обеспечивает дополнительную защиту перегородки с целью защиты входного отверстия от брызг воды.
Устройство защиты предпочтительно содержит концевую часть паропровода, при этом паропровод проходит вдоль первого участка.
Устройство защиты предпочтительно образовано модулем, размещенным вплотную к внутренней поверхности.
Таким образом, устройство защиты образует в чайнике отдельную деталь и может быть легко и без внесения значительных изменений приспособлено к традиционному чайнику.
Устройство защиты преимущественно не содержит никаких активных частей, кроме перегородки, для отклонения восходящего поток воды и пара во время кипения.
Также может быть предусмотрено то, что концевой участок не отклоняет восходящий поток воды и пара во время кипения, но защищает от брызг воды.
Таким образом, устройство защиты является компактным и экономичным в реализации.
Чайник преимущественно имеет наливной носик, расположенный диаметрально противоположно входному отверстию, при этом перегородка во время кипения отклоняет восходящий поток воды и пара к наливному носику.
Корпус предпочтительно имеет сквозные отверстия, ведущие к наливному носику, расположенные под поверхностью воды при максимальном уровне наполнения.
Таким образом, при максимальном уровне наполнения вода, находящаяся в отверстии, предотвращает выход брызг воды через носик.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет более понятно из описания вариантов осуществления, не имеющих ограничительного характера и показанных на приложенных чертежах, где:
- на фиг. 1 в аксонометрии показан чайник, содержащий устройство защиты от проникновения воды в паропровод во время кипения согласно конкретному варианту осуществления изобретения;
- на фиг. 2 в аксонометрии показан чайник без корпуса, показанный на фиг. 1;
- на фиг. 3 показано сечение чайника с фиг. 1, выполненное в плоскости III-III;
- на фиг. 4 в увеличенном масштабе показана область IV чайника с фиг. 3.
Следует отметить, что в настоящем документе применяемые для описания чайника термины «горизонтальный», «вертикальный», «нижний», «верхний», «выше», «ниже» относятся к данному чайнику в эксплуатационном положении, когда он помещен на горизонтальную рабочую плоскость.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-4, чайник 1 содержит подставку 2, питаемую электроэнергией посредством шнура (не показан на фигурах), и корпус 3, образующий емкость для воды. Корпус 3 имеет верхнее наполнительное отверстие 4, закрытое (не показанной на чертежах) крышкой. Чайник 1 содержит расположенный на уровне верхнего отверстия 4 наливной носик 5 и ручку 6, расположенную со стороны, противоположной наливному носику 5 относительно верхнего отверстия 4. Корпус 3 имеет, по существу, цилиндрическую форму с радиусом R и имеет вертикальную ось 7. Крышка является съемной с корпуса 3, при этом крышка предназначена для установки на корпус 3 с возможностью поступательного движения, по существу, параллельно вертикальной оси 7 корпуса 3.
Подставка 2 содержит нагревательную основу 8, образованное кожухом из нержавеющей стали, под которой размещены алюминиевый диффузор и нагревательный элемент. Чайник 1 содержит паропровод 10 для направления выделяющегося при кипении пара от верхней части корпуса 3 к датчику обнаружения пара (не показанному на чертежах), расположенному в подставке 2. Приток пара к датчику обнаружения пара прекращает подачу электропитания к нагревательной основе 8. Корпус 3 содержит верхнюю кромку 12, определяющую верхнее отверстие 4. Паропровод 10 проходит вертикально вдоль внутренней поверхности 9 корпуса 3 и имеет входное отверстие 11. Внутренняя поверхность 9 на уровне верхней кромки 12 имеет U-образную канавку 14, в которой расположено входное отверстие 11 (фиг. 3 и 4).
Чайник 1 содержит устройство 20 защиты от попадания воды во входное отверстие 11 паропровода 10 во время кипения. Устройство 20 защиты содержит перегородку 21, проходящую ниже входного отверстия 11 с удалением от внутренней поверхности 9 и имеющую первый и второй участки 22, 23. Первый участок 22 проходит вниз от входного отверстия 11 с удалением от внутренней поверхности 9 внутрь корпуса 3. Первый участок 22 продолжается вторым участком 23, проходящим вниз для достижения внутренней поверхности 9 и примыкания к внутренней поверхности 9. Второй участок 23 проходит поперек восходящему в вертикальном направлении вдоль вертикальной оси 7 потоку воды и пара, образуя с этим вертикальным направлением угол α, равный 45°.
Под верхней кромкой 12 корпус 3 имеет круглое поперечное сечение с радиусом R и периметром Р (фиг. 2). При этом корпус 3 имеет круглое поперечное сечение с радиусом R и периметром Р, причем перегородка вписана в угловой сектор угла β, равного 30° и образованного двумя радиальными отрезками R1, R2, причем входное отверстие размещено вблизи середины углового сектора β. Таким образом, перегородка 21 проходит с обеих сторон от входного отверстия 11 по 8% периметра Р.
Как показано на фиг. 4, в вертикальной секущей плоскости, поперечной относительно внутренней поверхности 9, первый участок 22 проходит, по существу, вертикально относительно наклонной внутренней поверхности 9. Второй участок 23 проходит прямолинейно и образует с первой частью 22 угол α. Таким образом, первый участок 22 и второй участок 23 включают зону 25 соединения, имеющую резкий излом уклона.
Перегородка 21 имеет постоянную толщину и проходит напротив внутренней поверхности 9. Перегородка 21 и внутренняя поверхность 9 определяют объем V (фиг. 4), доступный для проникновения воды, в частности через два отверстия, расположенные на боковых концах 26, 27 перегородки 21 (фиг. 2).
Устройство защиты 20 содержит верхний концевой участок 30 трубчатого паропровода 10, проходящий через, по существу, прямоугольную трубчатую часть 32. По существу, прямоугольная трубчатая часть 32 расположена в канавке 14. Входное отверстие 11 выполнено в, по существу, прямоугольной трубчатой части 32. Паропровод 10 проходит вдоль первого участка 22 от круглой трубчатой части 31, в которую он герметично вставлен.
Устройство защиты образовано модулем 20, размещенным вплотную к внутренней поверхности 9, и образует в чайнике 1 отдельную деталь, в частности, отдельную от корпуса 3. Устройство защиты 20 изготовлено методом литья под давлением из пластмассы, в частности из полипропилена, акрилонитрил-бутадиен-стирола или поликарбоната. Устройство защиты 20 содержит средство фиксации на корпусе 3, образованное двумя перфорированными выступами 28, 29, проходящими поперечно относительно первого участка 22 перегородки 21. Оба перфорированных выступа 28, 29 выполнены с возможностью взаимодействия с верхней кромкой 12, на которой они закреплены, например, посредством винтового соединения.
Как показано на фиг. 1, диаметрально противоположно входному отверстию 11 расположен наливной носик 5. Корпус 3 имеет сквозные отверстия 13, ведущие к наливному носику 5, при этом поперечные отверстия 13 расположены под поверхностью воды при максимальном уровне наполнения.
В процессе эксплуатации пользователь, желающий нагреть большое количество воды, наполняет чайник 1 до максимального уровня наполнения и включает чайник 1. После чего нагревательная основа 8 нагревает содержащуюся в корпусе 3 воду, и по мере приближения к точке кипения образуется восходящий поток воды и пара в направлении от нагревательной основы 8 к открытой поверхности воды. При этом второй участок 23 перегородки 21 отклоняет восходящий поток воды и пара на уровне устройства 20 защиты. Когда кипение становится сильным и увеличивается скорость восходящего потока воды и пара, то резкое изменение уклона зоны соединения 25 между первым участком 22 и вторым участком 23 обеспечивает отклонение данного потока вперед в направлении от входного отверстия. При этом образованный при кипении пар скапливается над уровнем воды, после чего поступает в паропровод 10 через входное отверстие 11 и, наконец, достигает датчика обнаружения пара, вызывающего отключение нагревательной основы 8. Устройство защиты 20 позволяет уменьшить турбулентность поверхности воды и интенсивность брызг вблизи входного отверстия 11 паропровода 10, чтобы предотвратить попадание воды во входное отверстие 11 в течение времени, необходимого для образования достаточного количества пара, и вызвать отключение нагревательной основы 8. Такое устройство защиты 20 позволяет уменьшить объем воздуха над открытой поверхностью воды до 20% общего объема чайника.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничено описанными и показанными вариантами осуществления, которые приведены исключительно в качестве примера. Остаются возможными изменения, в частности с точки зрения конструкции различных элементов или замены их техническими эквивалентами, не выходя за пределы объема правовой охраны изобретения.
В одном из вариантов осуществления первый участок и второй участок в вертикальной секущей плоскости, поперечной относительно внутренней поверхности, могут иметь искривленную форму. В данном варианте осуществления первый участок и второй участок имеют зону соединения, имеющую резкий излом уклона.