PL210269B1 - Pokrywka do naczyń kuchennych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest pokrywka do naczyń kuchennych stosowana przy gotowaniu, duszeniu, parzeniu lub innej termicznej obróbce żywności lub płynów w naczyniach, na patelniach, kociołkach czy czajnikach codziennego użytku w domach lub w lokalach usługowych.

Dotychczasowe pokrywki wykonane są zwykle jako okrągłe, kwadratowe, owalne w widoku z góry. Posiadają uchwyt dla ich unoszenia i transportu. Znane pokrywki wykonane są z metalu, szkła, na przykład jako pokrywki szklane, stalowe, emaliowane lub aluminiowe. Wadą ich jest to, że nie są przystosowane do współczesnych potrzeb i do wymogów cywilizacyjnych.

Istotą pokrywki do naczyń kuchennych według wynalazku jest to, że pokrywka posiada opór cieplny R na kierunku pionowym, to jest od powierzchni dolnej pokrywki do powierzchni górnej pokrywki, który to wspomniany opór cieplny jest równy lub większy od 0,022 (m²-K)/W, a korzystnie jest większy niż 0,07 (m²-K)/W i/lub jest większy niż 0,1 (m²-K)/W, przy czym wspomniany opór cieplny R pokrywki wyrażony jest w (m²-K)/W, gdzie m² to jednostka powierzchni metr-kwadratowy, K to jednostka temperatury stopień Kelwina, W to jednostka mocy Watt, przy czym przez podane wyżej wartości oporu cieplnego R pokrywki rozumie się całkowitą wartość średniego oporu cieplnego wszystkich warstw i elementów pokrywki na kierunku pionowym przy poziomym położeniu pokrywki ale obliczonego i/lub określonego z pominięciem oporu przejmowania ciepła Rsi na powierzchni dolnej pokrywki, to jest z pominięciem oporu przejmowania ciepła Rsi, przy przejściu energii cieplnej z wnętrza naczynia kuchennego do powierzchni dolnej pokrywki oraz także z pominięciem oporu przejmowania ciepła Rse na powierzchni górnej pokrywki, to jest z pominięciem oporu przejmowania ciepła Rse przy przejściu energii cieplnej z powierzchni górnej pokrywki do otaczającego powietrza zlokalizowanego nad pokrywką, przy czym pokrywka dla spełnienia termoizolacyjności i wspomnianych oporności cieplnych R zaopatrzona jest w co najmniej jedną warstwę termoizolacyjną, którą stanowi zwykle co najmniej jedna warstwa materiału termoizolacyjnego i/lub co najmniej jedna komora powietrzna i/lub co najmniej jedna komora próżniowa zlokalizowane w tej pokrywce.

W szczególności korzystnym jest, gdy wspomniany opór cieplny R pokrywki o wspomnianych wartościach na kierunku pionowym wykonany jest i/lub zrealizowany jest dla części roboczej pokrywki usytuowanej zwykle nad wnętrzem naczynia kuchennego w położeniu pokrywki na naczyniu kuchennym i/lub korzystnie dotyczy również obrzeża pokrywki.

Istotą pokrywki do naczyń kuchennych w odmianie rozwiązania wynalazczego jest to, że pokrywka posiada co najmniej jedną warstwę termoizolacyjną, którą jest co najmniej jedna komora próżniowa i/lub co najmniej jedna komora powietrzna i/lub co najmniej jedna warstwa materiału termoizolacyjnego.

W szczególności korzystnym jest w pokrywce w tej odmianie wynalazku gdy wspomniana warstwa termoizolacyjna i/lub wspomniane warstwy termoizolacyjne, które mają postać komory próżniowej i/lub postać komory powietrznej i/lub postać warstwy materiału termoizolacyjnego, zajmują łącznie ponad 50% powierzchni części roboczej pokrywki widzianej w widoku z góry i/lub z dołu tej pokrywki.

Dotychczasowe pokrywki do naczyń kuchennych wykonane są zwykle z metalu - stali, aluminium lub szkła, które posiadają współczynniki przewodzenia ciepła λ w W/(m-K) wyrażone w watach na metr razy stopień Kelwina wynoszące odpowiednio 58 W/(m-K) dla stali, 200 W/(m-K) dla aluminium czy 0,8 W/(m-K) dla szkła zwykłego, co oznacza, że opór cieplny R takich pokrywek, obliczony według

R= d/λ, gdzie d to grubość pokrywki, wynosił odpowiednio

R_Fe = 0,001 m/58 W/(m-K) = 0,0000172 (m²-K)W dla pokrywki stalowej o grubości 1 mm,

Rai = 0,001 m/200 W/(m-K) = 0,000005 (m²-K)/W dla pokrywki aluminiowej o grubości 1 mm oraz

R_szkła = 0,002 m/0,8 W/(m-K) = 0,0025 (m²-K)/W dla pokrywki wykonanej ze szkła o grubości mm.

Są to wartości oporu cieplnego R pokrywek bardzo małe, dlatego obecnie stosowane pokrywki przy pominięciu oporów cieplnych Rsi i Rse nie stanowią praktycznie żadnej przeszkody dla przekazywania ciepła do otoczenia w czasie przygotowywania ciepłych potraw czy płynów. Powoduje to ogromne straty ciepła dokonywane w miliardach domostw na świecie przyczyniając się do globalnego efektu cieplarnianego. Przytoczone powyżej oporności cieplne R stosowanych aktualnie pokrywek są pomijalne wobec istniejącego oporu przejmowania ciepła Rsi, zwanego niekiedy oporem powierzchniowym, przy przejściu energii cieplnej z wnętrza naczynia kuchennego do powierzchni dolnej poPL 210 269 B1 krywki oraz wobec oporu przejmowania ciepła Rse przy przejściu energii cieplnej z powierzchni górnej pokrywki do otaczającego powietrza usytuowanego nad tą pokrywką. Wartości Rsi i Rse wynoszą zwykle przy poziomym usytuowaniu pokrywek

R_si = 0,1 :0,01 (m²-K)W

R_se = 0,04 (m²-K)W przy czym, z uwagi na charakter ogrzewanych potraw i płynów wewnątrz naczyń kuchennych, zakładając bardzo wysoką wilgotność wewnątrz naczyń kuchennych przykrytych pokrywkami oraz bezpośrednie podgrzewania oparami gorącej pary pokrywek od strony ich powierzchni dolnych, należy przyjmować, że R_si wynosi raczej R_si = 0,01 (m²-K)W co oznacza, że z tytułu R_si i R_se opór pokrywek wzrasta do 0,05 (m²-K)W i opór ten jest dominujący i od kilkaset razy do kilkudziesięciu razy większy od oporu cieplnego R wynikającego z materiału dotychczasowych pokrywek wykonanych zwykle z metali lub szkła.

Zastosowanie pokrywek z wbudowaną na przykład przegrodą powietrzną - komorą powietrzną o grubości ~5 mm zwiększa oporność cieplną R pokrywki do ponad 0,11 (m²-K)W. Powoduje to kilkukrotne zwiększenie oporności R pokrywki liczonej łącznie z oporami przejmowania ciepła Rsi i Rse. Zakładając, że dotychczasowe metalowe pokrywki mają R całkowite

Rcałkowite = R + Rsi + Rse = 0 + 0.01 + 0,04 = 0,05 (m²-K)W otrzymujemy, że dla dotychczasowych pokrywek metalowych straty ciepła wynoszą q₁ = ΔΤ/R = 80°K/0,05 (m²-K)W = 1600 W/m² a dla pokrywek z przegrodą powietrzną o grubości 5 mm wynoszą q₂ = ΔΤ/R = 80°K/0,16 (m²-K)W = 500 W/m².

₂

Przyjmując powierzchnię pokrywki o średnicy ~20 cm w przybliżeniu 0,03 m² otrzymujemy, że różnice oporności R pokrywek dotychczasowych i z przegrodą powietrzną powodują oszczędności

Δq = q₁ - q₂ = (1600 W/m² - 500 W/m²) · 0,03 m² = 33 W dla jednej pokrywki o średnicy 0,2 m.

Przyjmując, że codziennie w kraju o wielkości Polski przez jedną rodzinę używanych jest około 10 mln pokrywek, otrzymujemy zbędną emisję mocy ciepła wynoszącą około 330 MW, a w skali globu należy przewidywać, że jest to moc 200 razy większa i wynosi około 66.000 MW.

Warstwa termoizolacyjna z korka o grubości 1 mm powoduje wzrost oporu cieplnego pokrywki o około 0,022 (m² K)/W i wydaje się ona minimalną wymaganą opornością R pokrywek do naczyń kuchennych.

Powyższe zalety rozwiązania odnoszą się do obu odmian rozwiązań wynalazczych.

Pokrywka do naczyń kuchennych została bliżej przedstawiona w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pokrywkę zaopatrzoną w komorę próżniową i komorę powietrzną zlokalizowane w obszarze roboczym tej pokrywki, fig. 2 - pokrywkę szklaną, w której komora próżniowa zlokalizowana jest pomiędzy szklanymi taflami górną i dolną, fig. 3 - pokrywkę zaopatrzoną w warstwę materiału termoizolacyjnego, fig. 4, 5, 6 i 7 - odmiany wykonania pokrywek do naczyń kuchennych zrealizowanych według wynalazku.

Pokrywka 1 do naczyń kuchennych w przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 1 wykonana została jako metalowa i pokrywka ta zawiera metalową osłonę górną 1 metalową osłonę dolną 1„ oraz przegrodę środkową 1' połączone ze sobą obręczą zaciskową 1^IV. Powierzchnia dolna 2 pokrywki 1 służy do zamykania wnętrza 4 naczynia kuchennego 5. Powierzchnia górna 3 pokrywki 1 uniemożliwia wpłynięcie chłodnego powietrza 6 do wnętrza 4 naczynia kuchennego 5. Pomiędzy osłoną górną 1 a przegrodą środkową 1''' wykonana jest komora powietrzna 7 o grubości ok. 5 mm pokrywająca - zajmująca praktycznie 100% powierzchni części roboczej 8 pokrywki 1 z wyjątkiem obrzeża 9. Pomiędzy osłoną dolną 1„ pokrywki 1 a przegrodą środkową 1''' wykonana jest komora próżniowa 7''' o grubości ok. 4 mm obejmująca prawie w całości powierzchnię części roboczej 8 pokrywki 1. Opór cieplny R części roboczej 8 pokrywki tak wykonanej przekracza na kierunku A-B 0,11 (m²-K)W i wynosi ok. 0,2 (m²-K)W. Pokrywka zaopatrzona jest w uchwyt 10 dla transportu. Na obrzeżu 9 pokrywka 1 zaopatrzona jest w dodatkowy element termoizolacyjny 7^IV o postaci pierściPenoikar.ywka do naczynia w innej odmianie przykładu wykonania uwidoczniona została na fig. 2. Wykonana została jako szklana i zawiera szklaną osłonę górną 1 oraz szklaną osłonę dolną 1 połączone obręczą zaciskową 1^IV zaciśniętą szczelnie na kleju przy użyciu prasy. Pomiędzy osłoną górną 1 oraz osłoną dolną 1 wykonana jest hermetycznie komora próżniowa 7''' lub komora powietrzna 7+ Komora próżniowa 71 powstaje poprzez usunięcie części powietrza tak, że pomiędzy wspomnianymi osłonami utworzona jest częściowa próżnia. Pokrywka 1 zaopatrzona jest w otwór 11 dla odprowadzenia pary wodnej z wnętrza naczynia kuchennego. Średni opór cieplny R tak wykonanej pokrywki

PL 210 269 B1 bez oporów cieplnych R_si i R_se na kierunku A-B wynosi ponad 0,11 (m²-K)W, przy utrzymaniu średniej wysokości komory powietrza 7)) ponad 5 mm nad częścią roboczą 8 pokrywki. W tej realizacji pokrywki możliwe jest zastosowanie dodatkowej warstwy termoizolacyjnej, na przykład ułożonej na szklanej części dolnej 1)), o postaci szkła organicznego.

Pokrywka do naczyń uwidoczniona w przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 3 posiada część roboczą 8 oraz obrzeże 9 i wykonana jest z metalowej osłony górnej 1) oraz metalowej osłony dolnej 1)) połączonych ze sobą wzdłuż obrzeża 9 techniką zgrzewania lub klejenia. Pomiędzy wspomnianymi osłonami pokrywka 1 zawiera przegrodę cieplną o postaci warstwy termoizolacyjnej 7, którą może być materiał termoizolacyjny 7) o postaci na przykład korka, albo komory powietrznej 7)), albo komory próżniowej 71)), albo ich kombinacji. Powierzchnia dolna 2 pokrywki przesłania wnętrze 4 naczynia kuchennego 5 a powierzchnia górna 3 odcina dopływ chłodnego powietrza 6 do wnętrza naczynia. Pokrywka 1 posiada uchwyt 10 oraz otwór odprowadzający nadmiar pary 11. Zależnie od typu i grubości zastosowanej warstwy termoizolacyjnej 7 opór cieplny R pokrywki bez oporów cieplnych R_si i R_se na kierunku A-B wynosi od 0,022 do 0,17 (m²-K)W. Warstwa termoizolacyjna rozciąga się praktycznie nad całą powierzchnią części roboczej 8 pokrywki 1.

Pokrywka w przykładzie wykonania uwidocznionym na fig. 4 posiada metalową osłonę górną 1) oraz osłonę dolną 1)), pomiędzy którymi umieszczona jest warstwa termoizolacyjna 7) oraz komora próżniowa 7))). Dodatkowo posiada element podpierający 12 zabezpieczający przed odkształceniem osłony górnej 1) i osłony dolnej 1)) w związku z podciśnieniem występującym w komorze próżniowej 7'. Element podpierający 12 może mieć postać pierścienia jak to uwidoczniono w przykładach wykonania na fig. 5 i 6, lub też może mieć postać krążka lub miejscowej podpory.

Na fig. 5, 6 i 7 uwidoczniono inne przykłady wykonania pokrywek na naczynia kuchenne posiadające inny sposób połączenia techniką zgrzewania i/lub klejenia i/lub zaprasowania osłony górnej 1) i osłony dolnej 1)) z uwidocznionymi warstwami termoizolacyjnymi 7 oraz dodatkowymi elementami termoizolacyjnymi 7^IV umieszczonymi na obrzeżu 9 pokrywki 1.

Opór cieplny R tak wykonanych wyżej opisanych pokrywek bez uwzględnienia oporu R_si i R_se, zależnie od zastosowanej grubości i rodzaju warstwy termoizolacyjnej 7, 7), 7)), 7' określony na pionowym kierunku od A do B pokrywek wykonuje się od 0,022 do ponad 0,17 (m²-K)W.

Claims (4)

1. Pokrywka do naczyń kuchennych wykonana w widoku z góry jako okrągła, owalna, kwadratowa lub o dowolnym innym kształcie dostosowanym do danego naczynia kuchennego zwykle zaopatrzona w uchwyt dla jej unoszenia i transportu wykonana z metalu i/lub szkła i/lub ceramiki i/lub z tworzywa sztucznego i/lub z innego materiału i/lub kompozycji różnych materiałów i składająca się z co najmniej jednej warstwy danego materiału i/lub wielu warstw różnych i/lub identycznych materiałów i/lub ich kompozycji wykonana dowolną techniką i posiadająca dowolny kształt w przekroju poprzecznym i korzystnie kształt zbliżony do tarczy i/lub krążka kształtowego oraz posiadająca powierzchnię dolną pokrywki zamykającą strefę gorącą wewnątrz naczynia kuchennego oraz posiadająca powierzchnię górną pokrywki ograniczającą dopływ chłodnego powietrza od góry do środka naczynia kuchennego, garnka, patelni posiadająca obrzeże i część roboczą pokrywki przesłaniającą wnętrze naczynia kuchennego, znamienna tym, że pokrywka (1) posiada opór cieplny R na kierunku pionowym od (A) do (B), to jest od powierzchni dolnej (2) pokrywki (1) do powierzchni górnej (3) pokrywki (1), który jest równy lub większy od 0,022 (m²-K)W, a korzystnie jest większy niż 0,07 (m²-K)W i/lub jest większy niż 0,11 (m²-K)W, przy czym wspomniany opór cieplny R pokrywki (1) wyrażony jest w (m²-K)W, gdzie m² to jednostka powierzchni metr kwadratowy, K to jednostka temperatury stopień Kelwina, a W to jednostka mocy Watt, przy czym przez podane wyżej wartości oporu cieplnego R pokrywki (1) rozumie się całkowitą wartość średniego oporu cieplnego warstw i elementów pokrywki (1) na kierunku pionowym (A-B) przy poziomym położeniu pokrywki (1) ale obliczonego i/lub określonego z pominięciem oporu przejmowania ciepła R_si na powierzchni dolnej (2) pokrywki, to jest z pominięciem oporu przejmowania ciepła R_si przy przejściu energii cieplnej z wnętrza (4) naczynia kuchennego (5) do powierzchni dolnej (2) pokrywki (1) oraz także z pominięciem oporu przejmowania ciepła R_se na powierzchni górnej (3) pokrywki (1), to jest z pominięciem oporu przejmowania ciepła R_se przy przejściu energii cieplnej z powierzchni górnej (3) pokrywki (1) do otaczającego powietrza (6) zlokalizowanego nad pokrywką (1), przy czym pokrywka (1) dla spełnienia termoizolacyjności i wspomniaPL 210 269 B1 nych oporności cieplnych R zaopatrzona jest w co najmniej jedną warstwę termoizolacyjną (7), którą stanowi zwykle co najmniej jedna warstwa materiału termoizolacyjnego (7) i/lub co najmniej jedna komora powietrzna (7') i/lub co najmniej jedna komora próżniowa (7') zlokalizowane w tej pokrywce (1).

2. Pokrywka według zastrz. 1, znamienna tym, że wspomniany opór cieplny R pokrywki o wspomnianych wartościach R na kierunku (A-B) wykonany jest dla części roboczej (8) pokrywki (1) usytuowanej zwykle nad wnętrzem (4) naczynia kuchennego (5) w położeniu pokrywki (1) na naczyniu kuchennym (5) i/lub korzystnie dotyczy również obrzeża (9) pokrywki (1).

3. Pokrywka do naczyń kuchennych wykonana w widoku z góry jako okrągła, owalna, kwadratowa lub o dowolnym innym kształcie dostosowanym do danego naczynia kuchennego zwykle zaopatrzona w uchwyt dla jej unoszenia i transportu wykonana z metalu i/lub szkła i/lub ceramiki i/lub z tworzywa sztucznego i/lub z innego materiału i/lub kompozycji różnych materiałów i składająca się z co najmniej jednej warstwy danego materiału i/lub wielu warstw różnych i/lub identycznych materiałów i/lub ich kompozycji wykonana dowolną techniką i posiadająca dowolny kształt w przekroju poprzecznym i korzystnie kształt zbliżony do tarczy i/lub krążka kształtowego oraz posiadająca powierzchnię dolną pokrywki zamykającą strefę gorącą wewnątrz naczynia kuchennego oraz posiadająca powierzchnię górną pokrywki ograniczającą dopływ chłodnego powietrza od góry do środka naczynia kuchennego, garnka, patelni posiadająca obrzeże i część roboczą pokrywki, gdzie część robocza to część pokrywki przesłaniająca wnętrze naczynia kuchennego, znamienna tym, że posiada co najmniej jedną warstwę termoizolacyjną (7), którą stanowi co najmniej jedna komora próżniowa (7''') i/lub co najmniej jedna komora powietrzna (7'') i /lub co najmniej jedna warstwa materiału termoizolacyjnego (7).

4. Pokrywka według zastrz. 3, znamienna tym, że wspomniana warstwa termoizolacyjna (7) i/lub wspomniane warstwy termoizolacyjne (7) zajmują ponad 50% powierzchni części roboczej (8) pokrywki (1) widzianej w widoku z góry i/lub z dołu tej pokrywki.