RU2065287C1

RU2065287C1 - Vacuum flask

Info

Publication number: RU2065287C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Зуйков
Original assignee: Виктор Иванович Зуйков
Priority date: 1992-03-05
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 1996-08-20

Abstract

FIELD: domestic equipment. SUBSTANCE: vacuum flask has inner and outer enclosures, with inner enclosure being connected to DC source and serving as heater. EFFECT: increased efficiency and simplified construction. 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области быта. The invention relates to the field of everyday life.

Известен термос, содержащий внутреннюю и внешнюю оболочки и нагреватель. Known thermos containing inner and outer shells and a heater.

Этот термос содержит корпус в виде сосуда Дъюара и нагреватель. Нагреватель имеет нанесенную на внешнюю поверхность внутреннего сосуда полупроводниковую пленку, а внутренняя поверхность наружного сосуда покрыта зеркальным слоем. This thermos contains a housing in the form of a Dewar vessel and a heater. The heater has a semiconductor film deposited on the outer surface of the inner vessel, and the inner surface of the outer vessel is coated with a mirror layer.

Полупроводниковая пленка может состоять из оксида олова. Термос по описанию с электроподогревом очень удобен автотуристам, для разогрева детского питания и т.п. а также может быть использован и как обычный термос. The semiconductor film may consist of tin oxide. Thermos according to the description with electric heating is very convenient for tourists, for heating baby food, etc. It can also be used as a regular thermos.

Цель изобретения прототипа, по описанию, уменьшение расхода электроэнергии и повышение удобства эксплуатации. Автор может безотносительно к своему изобретению, заметить существенные отрицательные признаки аналога. В описании аналога правильно отмечено, что это изобретение включает в себя две функции: теплоизоляционную и нагрев пищи в термосе. Функцию теплоизоляции в аналоге осуществляет сосуд Дъюара. Функцию нагрева выполняет внутренний токопроводящий слой из оксида олова. Безотносительно к сырью токопроводящего слоя в прототипе следует отметить два существенных недостатка аналога, которые делают его практически невыполнимым, не эффективным и даже опасным. The purpose of the invention of the prototype, as described, is to reduce power consumption and improve ease of use. The author can, regardless of his invention, notice significant negative signs of an analogue. In the description of the analogue, it is correctly noted that this invention includes two functions: heat-insulating and heating food in a thermos. The function of thermal insulation in the analogue is carried out by the Dewar vessel. The heating function is performed by the inner conductive layer of tin oxide. Regardless of the raw material of the conductive layer in the prototype, two significant disadvantages of the analogue should be noted, which make it practically impossible, not effective and even dangerous.

Из теории, практики нагревания, в том числе и пищи, жидкой или твердой, известно, что наиболее экономичный и эффективный прогрев осуществляется при расположении источника тепла по низу разогреваемой пищи. При этом следует отметить положительное свойство таких теплоносителей, как воздух и вода подниматься вверх при нагреве. Поэтому эффективнее было бы расположить нагревающий токопроводящий слой равномерно по дну термоса. From theory, the practice of heating, including food, liquid or solid, it is known that the most economical and efficient heating is carried out when the heat source is located at the bottom of the food being heated. In this case, it is worth noting the positive property of such coolants as air and water to rise upward when heated. Therefore, it would be more efficient to arrange the heating conductive layer evenly along the bottom of the thermos.

При нагревании электрическим током слоя в аналоге сосуд Дъюара не дает осуществить необходимый отвод тепла от токопроводящего слоя и его охлаждение, при это надо отметить и полную герметичность внутреннего воздушного слоя. Поэтому в процессе нагревания пищи в термосе-прототипе возможны либо разрыв (расплавление) токопроводящего слоя, либо разрыв колбы сосуда Дъюара от внутренних тепловых напряжений, безотносительно к сырью токопроводящего слоя в прототипе. When heating a layer with electric current in an analog, the Dyuarr vessel does not allow the necessary heat removal from the conductive layer and its cooling, while it is necessary to note the complete tightness of the inner air layer. Therefore, in the process of heating food in a thermos prototype, either rupture (melting) of the conductive layer or rupture of the flask of the Dewar vessel from internal thermal stresses is possible, regardless of the raw material of the conductive layer in the prototype.

В прямом сравнении с аналогом, изобретенный термос имеет следующие отличительные существенные признаки:
В изобретенном термосе нет сосуда Дъюара. Более того, форма изобретенного термоса могла и не быть цилиндрической. Кроме того, в изобретенном термосе нет необходимости учитывать соотношение между высотой и диаметром колбы, как в сосуде Дъюара.In direct comparison with the analogue, the invented thermos has the following distinctive essential features:
In the invented thermos there is no Dewar vessel. Moreover, the shape of the invented thermos might not be cylindrical. In addition, in the invented thermos there is no need to take into account the ratio between the height and diameter of the flask, as in a Dewar vessel.

Токопроводящий слой в изобретенном термосе не выполняет по описанию изобретения функции нагрева пищи в термосе, а выполняет лишь функцию теплоизоляции или термоизоляции. Исходом же тепла от токопроводящего слоя в частности внутрь изобретенного термоса можно пренебречь, так как главным признаком изобретенного термоса является ввод дополнительного, стороннего тепла в теплоизоляционный слой, но не для его нагрева, а для небольшой, как только это возможно, температуры этого слоя по отношению к температуре внутри термоса. Увеличение же температуры теплоизоляционного слоя термоса за счет введения дополнительного внешнего тепла в этот слой должно быть минимальным, насколько это возможно. The conductive layer in the invented thermos does not perform the functions of heating food in a thermos according to the description of the invention, but performs only the function of thermal insulation or thermal insulation. The heat output from the conductive layer, in particular, inside the invented thermos can be neglected, since the main feature of the invented thermos is the introduction of additional, external heat into the insulating layer, but not for heating it, but for the temperature of this layer as small as possible with respect to to the temperature inside the thermos. The increase in the temperature of the insulating layer of the thermos due to the introduction of additional external heat into this layer should be as minimal as possible.

Толщину же токопроводящего слоя можно сделать очень тонкой, исходя лишь из требований механической и электрической надежности. Наличие же толщины этого слоя может тем или иным образом привести к увеличению массы электрического тока через поперечное сечение токопроводящего слоя, что может привести в свою очередь к увеличению количества тепла, принудительно и непрерывно вводимого в теплоизоляционный слой изобретенного термоса, что крайне нежелательно. Излучением же тепла внутрь термоса от слоя можно пренебречь. А в целях увеличения надежности работы термоса в крышке термоса следует предусмотреть автоматическую заглушку выпуск по давлению. Повышению же надежности работы изобретенного термоса способствует введение в электрообеспечении термоса стабилизатора тока и ограничителя по его величине сверху. Электрический ток в электрообеспечении термоса может быть как постоянным, так и переменным. Но для уменьшения вводимого непрерывно тепла в теплоизоляционный слой, а также для уменьшения вероятности ухода тепла через стенки термоса, исходя из теории положенной в основу технологии эксплуатации изобретенного термоса и ткани специальной для теплоизоляции, ток предпочтительнее должен быть постоянным. Эффект, по мнению автора, связан с небольшими электрическими токами, естественно и необходимо возникающими по тонкому серебряному слою вследствие разности внутренних энергетических уровней, в свою очередь возникающих из-за разности температур вследствие близкого к ламинарному конвектированию теплоносителей в виде воздуха или жидкости внутри сосуда Дъюара. The thickness of the conductive layer can be made very thin, based only on the requirements of mechanical and electrical reliability. The presence of the thickness of this layer can in one way or another lead to an increase in the mass of electric current through the cross section of the conductive layer, which can in turn lead to an increase in the amount of heat forcibly and continuously introduced into the thermal insulation layer of the invented thermos, which is extremely undesirable. The radiation of heat inside the thermos from the layer can be neglected. And in order to increase the reliability of the thermos in the cap of the thermos should provide an automatic plug release pressure. The increase in the reliability of the invented thermos is facilitated by the introduction of a current stabilizer and a limiter in magnitude on top of the thermos. The electric current in the electrical supply of a thermos can be either constant or variable. But in order to reduce continuously introduced heat into the heat-insulating layer, as well as to reduce the probability of heat escape through the walls of the thermos, based on the theory underlying the technology of operation of the invented thermos and fabric special for thermal insulation, the current should preferably be constant. The effect, according to the author, is associated with small electric currents that naturally and necessarily arise on a thin silver layer due to the difference in internal energy levels, which in turn arise due to the temperature difference due to heat carriers in the form of air or liquid that are close to laminar convection inside the Dewar vessel.

При целевом введении в теплоизолирующий токопроводящий слой непрерывно дополнительного тепла силовым образом посредством электрического тока, сырье для изготовления этого слоя может быть любым, но непрерывно токопроводящим во всех направлениях. With the targeted introduction into the heat-insulating conductive layer of continuously additional heat in a forceful way by means of electric current, the raw materials for the manufacture of this layer can be any, but continuously conductive in all directions.

Изобретение описывается с помощью чертежей. The invention is described using the drawings.

1. Фиг. 1 представляет собой схему вертикального разреза изобретенного термоса;
2. Фиг. 2 представляет собой два вида изобретенного термоса;
3. Фиг. 3 описывает температурные теплофизические процессы в теплоизоляционном токопроводящем слое изобретенного термоса.1. FIG. 1 is a vertical section diagram of an invented thermos;
2. FIG. 2 represents two types of invented thermos;
3. FIG. 3 describes thermal thermal processes in a thermally insulating conductive layer of the invented thermos.

Перечень позиций с их описанием приведен в таблице. The list of positions with their description is given in the table.

Для более ясного понимания теплофизических процессов, происходящих в разделительной, токопроводящей оболочке между двумя областями с разными температурами, автор приводит графики изменения температур, по разделительной оболочке до пропускания по этой оболочке тока, и после пропускания по оболочке электрического тока (фиг. 3). Любая разделительная оболочка между двумя объемами с температурами t $\binom{0}{1}$ и t $\binom{0}{2}$ вблизи поверхностей оболочки, имеет температуру t $\binom{0}{3}$ . Если t $\binom{0}{1}$ > t $\binom{0}{2}$ , то t $\binom{0}{1}$ >t $\binom{0}{3}$ >t $\binom{0}{2}$ . Если по разделительной токопроводящей оболочке пустить импульс тока ( фиг. 3, а) любой амплитуды, пусть самой малой которой можно достичь, то при этом в массе оболочки появляется дополнительное тепло от импульса электрического тока, которое дополняя первоначальное тепло в оболочке с t $\binom{0}{3}$ в соответствии с первым законом термодинамики и повышает t $\binom{0}{3}$ до t $\binom{0}{3}$ = t $\binom{0}{3}$ +Δt $\binom{0}{3}$ ( фиг. 3, b)
Для первоначального понимания только что упомянутых теплофизических процессов считаем, что t $\binom{0}{1}$ = const, t $\binom{0}{2}$ = const, t $\binom{0}{3}$ = const, т.е. режим теплопередачи через оболочку является стационарным. Посредством снижения амплитуды импульса тока до минимальной величины, которой только можно достичь, дополнительное тепло вводимое в оболочку также будет очень малым, что в свою очередь делает Δt $\binom{0}{3}$ минимально достижимым. Уменьшение же Δt $\binom{0}{3}$ до возможного минимума делает температурный напор по обе стороны разделительной оболочки также очень малым, при этом температурный напор в сторону объема с более высокой температурой будет меньше, чем в ту сторону от оболочки, которая имеет более низкую температуру. Поэтому при пропускании импульса тока по слою 2 (фиг. 1) при более высокой температуре внутри термоса, температурный напор от слоя 2 в термос будет меньше, чем в окружающее термос пространство.For a clearer understanding of the thermophysical processes occurring in the separation, conductive shell between two regions with different temperatures, the author gives graphs of temperature changes in the separation shell before passing current through this shell, and after passing electric current through the shell (Fig. 3). Any separation shell between two volumes with temperatures t $\binom{0}{1}$ and t $\binom{0}{2}$ near the shell surfaces, has a temperature t $\binom{0}{3}$ . If t $\binom{0}{1}$ > t $\binom{0}{2}$ then t $\binom{0}{1}$ > t $\binom{0}{3}$ > t $\binom{0}{2}$ . If a current pulse (Fig. 3, a) of any amplitude, let the smallest of which can be achieved, is launched along the dividing conductive shell, then additional heat from the electric current pulse appears in the mass of the shell, which complements the initial heat in the shell with t $\binom{0}{3}$ in accordance with the first law of thermodynamics and increases t $\binom{0}{3}$ to t $\binom{0}{3}$ = t $\binom{0}{3}$ + Δt $\binom{0}{3}$ (Fig. 3, b)
For an initial understanding of the just mentioned thermophysical processes, we assume that t $\binom{0}{1}$ = const, t $\binom{0}{2}$ = const, t $\binom{0}{3}$ = const, i.e. the mode of heat transfer through the shell is stationary. By reducing the amplitude of the current pulse to the minimum value that can only be achieved, the additional heat introduced into the shell will also be very small, which in turn makes Δt $\binom{0}{3}$ minimally achievable. The decrease in Δt $\binom{0}{3}$ to the minimum possible makes the temperature head on both sides of the separation shell also very small, while the temperature head towards the volume with a higher temperature will be less than that side of the shell that has a lower temperature. Therefore, when passing a current pulse through layer 2 (Fig. 1) at a higher temperature inside the thermos, the temperature head from layer 2 to the thermos will be less than to the space surrounding the thermos.

При подаче второй пачки импульсов, как на фиг. 3, c, график изменения температуры t $\binom{0}{3}$ =t $\binom{0}{3}$ +Δt $\binom{0}{3}$ в разделительной оболочке будет таким, как на фиг. 3, d. То есть разделительная оболочка при расходе очень малого количества дополнительной сторонней энергии, становится непроницаемой для прохождения тепловых потоков, то есть теплоизоляционной.When applying a second burst of pulses, as in FIG. 3c, graph of temperature t $\binom{0}{3}$ = t $\binom{0}{3}$ + Δt $\binom{0}{3}$ in the separation shell will be as in FIG. 3, d. That is, the separation shell, at the expense of a very small amount of additional external energy, becomes impermeable to the passage of heat flows, that is, heat-insulating.

В случае нестационарных режимов теплопередачи, то есть при t $\binom{0}{1}$ = var, t $\binom{0}{2}$ =var и следовательно t $\binom{0}{3}$ = var достаточно представить график изменения t $\binom{0}{3}$ по времени в виде дискретных полочек-уровней и температуры с t₃ const фиг. 3, d, чтобы свести рассматриваемый процесс теплозадержания к процессу теплозадержания в стационарном режиме теплопередачи. ТТТ1 ЫЫЫ2In the case of non-stationary modes of heat transfer, i.e., at t $\binom{0}{1}$ = var, t $\binom{0}{2}$ = var and therefore t $\binom{0}{3}$ = var, it suffices to present a graph of t $\binom{0}{3}$ in time in the form of discrete shelves-levels and temperature with t ₃ const FIG. 3d to reduce the heat retention process in question to the heat retention process in a stationary heat transfer mode. TTT1 YYY2

Claims

A thermos containing inner and outer shells and a heater, characterized in that the heater is an inner shell connected to a direct current source.