RU94830U1

RU94830U1 - DEVICE FOR PREPARING FOOD AND STORING IT IN A HOT CONDITION

Info

Publication number: RU94830U1
Application number: RU2010105834/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Уфимцев
Original assignee: Сергей Алексеевич Уфимцев
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Устройство для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии, содержащее нагреваемую емкость, помещенную в наружный теплоизоляционный корпус, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, снижения времени нагрева, повышения виброудароустойчивости, надежности и ресурса, нагревательный элемент выполнен из углеродно-волокнистого материала, установлен на наружной, в том числе и боковой поверхности нагреваемой емкости посредством электроизоляционного материала, между нагревательным элементом и наружным корпусом установлен с натягом электроизоляционный материал. A device for preparing food and keeping it hot, containing a heated container placed in an external heat-insulating casing, characterized in that, in order to increase efficiency, reduce heating time, increase vibration resistance, reliability and resource, the heating element is made of carbon fiber material , is installed on the outer, including the lateral surface of the heated vessel by means of an insulating material, between the heating element and the outer casing is installed with electrical insulation material.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к устройствам для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии и предназначена для использования преимущественно в автотранспортной технике и быту.The technical field to which the utility model belongs. The utility model relates to devices for cooking and keeping it hot and is intended for use mainly in automotive vehicles and household appliances.

Уровень техникиState of the art

В качестве аналогов предлагаемого технического решения известны устройства для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии, содержащие теплоизолированный кожух, внутри которого помещена металлическая емкость для продукта, а в качестве электронагревателя используется ТЭН, расположенный внутри емкости для продукта (см., например, авторское свидетельство SU 1113087, МПК A47J 39/02 и патент 2089050, МПК Н05В 1/02). ТЭН - трубчатый электронагреватель, он состоит из металлической трубки. Внутри такой трубки расположен проволочный нагревательный элемент. Зазор между элементом нагрева и трубкой засыпан веществом с хорошей теплопроводностью.Devices for cooking and keeping it hot are known as analogues of the proposed technical solution. They contain a thermally insulated casing inside which a metal container for the product is placed, and a heater located inside the container for the product is used as an electric heater (see, for example, copyright certificate SU 1113087, IPC A47J 39/02 and patent 2089050, IPC Н05В 1/02). TEN is a tubular electric heater, it consists of a metal tube. Inside such a tube is a wire heating element. The gap between the heating element and the tube is filled with a substance with good thermal conductivity.

Недостатками известных устройств-аналогов для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии с использованием ТЭН внутри емкости для продукта являются: долгое время выхода на режим, что требует дополнительных непроизводительных затрат электроэнергии во время выхода на режим, когда ТЭН работает сам на себя, а наружу тепло практически не отдает; малая площадь теплоотдачи трубки ТЭН и излишне большая температура нагревательного провода и ТЭН в целом и избыточная пиковая мощность электропотребления; образование нерастворимой накипи на поверхности ТЭН, снижающей теплопередачу и КПД изделия в целом, что приводит к дополнительным непроизводительным затратам электроэнергии, а также образованию вредных для человека нерастворимых осадков на ТЭН и в емкости; трудность очистки нагреваемой камеры из-за наличия ТЭН внутри камеры; низкая надежность ТЭН в условиях действия вибраций и ударов при использовании устройства на автотранспортном средстве, что приводит к нарушению герметичности и снижению ресурса; большая пиковая мощность энергопотребления, требующая иметь в автотранспортном средстве преобразователь 12/220 В, удорожающий изделие.The disadvantages of the known analog devices for cooking and keeping it hot using the heating elements inside the product container are: a long time for reaching the mode, which requires additional unproductive energy costs when entering the mode when the heater operates for itself and out practically does not give off heat; a small heat transfer area of the heater tube and an unnecessarily high temperature of the heating wire and the heater as a whole and excessive peak power consumption; the formation of insoluble scale on the surface of the heater, which reduces heat transfer and efficiency of the product as a whole, which leads to additional unproductive energy costs, as well as the formation of insoluble precipitation harmful to humans on the heater and in the tank; the difficulty of cleaning the heated chamber due to the presence of a heater in the chamber; low reliability of the heater in conditions of vibration and shock when using the device on a motor vehicle, which leads to a violation of the tightness and reduced resource; high peak power consumption, which requires a 12/220 V converter in the vehicle, which increases the cost of the product.

В качестве прототипа предлагаемого технического решения возьмем устройства для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии, в которых электронагреватель (ТЭН либо нагревательная спираль) расположен между стенками кожуха (наружного корпуса) и варочной камеры вблизи дна камеры (см., например, авторское свидетельство SU 1007646, МПК A47J 39/02). В устройстве-прототипе устраняется образование на нагревателе накипи и упрощается очистка от остатков пищи нагреваемой рабочей камеры, однако сохраняются следующие недостатки: долгое время выхода ТЭН на режим, что требует дополнительных непроизводительных затрат электроэнергии во время выхода на режим; малая площадь теплоотдачи трубки ТЭН снижает эффективность нагрева емкости с продуктами и для передачи тепла с малой площади требует излишне большой температуры нагревательного провода и трубки ТЭН и избыточной пиковой мощности электропотребления для ускорения процесса нагрева, что снижает ресурс и надежность устройства и приводит к проблемам использования устройства, например, на автомобилях где ограничена мощность бортовой сети, а также требует иметь в автотранспортном средстве преобразователь 12/220 В; низкая надежность ТЭН и спиральных проволочных нагревателей в условиях действия вибраций и ударов при использовании устройства на автотранспортном средстве, что приводит к нарушению герметичности ТЭН и снижению ресурса.As a prototype of the proposed technical solution, we take devices for cooking and keeping it hot, in which an electric heater (heater or heating coil) is located between the walls of the casing (outer casing) and the cooking chamber near the bottom of the chamber (see, for example, copyright certificate SU 1007646, IPC A47J 39/02). In the prototype device, the formation of scale on the heater is eliminated and the food residues of the heated working chamber are cleaned, however, the following disadvantages remain: a long time for the heating element to enter the mode, which requires additional overhead energy during the mode; the small heat transfer area of the heater tube reduces the efficiency of heating the container with products and for heat transfer from a small area requires an unnecessarily high temperature of the heating wire and heater tube and excessive peak power consumption to accelerate the heating process, which reduces the resource and reliability of the device and leads to problems using the device, for example, in cars where the power of the onboard network is limited, and also requires a 12/220 V converter in the vehicle; low reliability of the heater and spiral wire heaters under the conditions of vibration and shock when using the device on a motor vehicle, which leads to a violation of the tightness of the heater and a decrease in resource.

Указанные недостатки известных устройств устраняются при выполнении полезной модели «Устройство для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии», позволяющей повысить быстродействие при выходе на режим нагревательного элемента, коэффициент полезного действия (КПД), а также виброудароустойчивость, ресурс и надежность устройства, в том числе и при использовании в автотранспортных средствах, поскольку нагревательный элемент выполнен из углеродно-волокнистого материала, установлен по наружной, в том числе боковой, поверхности нагреваемой камеры посредством электроизоляционного материала, а между нагревателем и наружным корпусом установлен с натягом электроизоляционный материал.These disadvantages of the known devices are eliminated by the implementation of the utility model "Device for cooking and keeping it hot", which allows to increase the speed upon reaching the heating element mode, the coefficient of performance (COP), as well as vibration resistance, resource and reliability of the device, including including when used in motor vehicles, since the heating element is made of carbon fiber material, installed on the outer, including side, surface and a heated chamber by means of an insulating material, and an insulating material is fitted with an interference fit between the heater and the outer case.

Выполнение нагревательного элемента из углеродно-волокнистого материала позволяет: обеспечить виброудароустойчивость устройства, так как материал не критичен к переменным изгибающим механическим нагрузкам от транспортных ударов и вибраций; обеспечить повышение КПД, быстродействия и уменьшение непроизводительных затрат электроэнергии на разогрев самого нагревательного элемента, так как такой нагревательный элемент не требует большого времени для разогрева, а сразу (через несколько секунд, вместо нескольких минут в нагревателях с использованием ТЭН) начинает отдавать тепло по всей поверхности, что снижает время готовности; исключить растрескивание нагревательного элемента при термоциклах «включение-выключение».The implementation of the heating element made of carbon fiber material allows you to: provide shockproof devices, since the material is not critical to variable bending mechanical loads from traffic shocks and vibrations; to provide increased efficiency, speed and reduction of unproductive energy costs for heating the heating element itself, since such a heating element does not require much time to heat up, and immediately (after a few seconds, instead of several minutes in heaters using heaters) it begins to transfer heat over the entire surface , which reduces the availability time; to exclude cracking of the heating element during thermal cycles “on-off”.

Установка нагревательного элемента по наружной, в том числе и боковой, поверхности нагреваемой камеры позволяет увеличить площадь теплоотдачи нагревательного элемента в десятки раз по сравнению с использованием ТЭН, практически до размера всей площади наружной, в том числе и боковой, поверхности нагреваемой камеры с продуктами, что ускоряет подогрев пищи, а также позволяет снизить температуру нагревательного элемента до безопасной для окружающих материалов-проводов, теплоизоляционных материалов и повысить их ресурс и надежность. Кроме того, большая поверхность теплоотдачи позволяет использовать устройство при пониженных напряжениях питания, например, 12 В и 24 В на автотранспортных средствах без блока преобразования напряжения 12/220 В, что удешевляет устройство.The installation of the heating element on the external, including lateral, surface of the heated chamber allows to increase the heat transfer area of the heating element by a factor of ten compared with the use of heating elements, to practically the size of the entire area of the external, including lateral, surface of the heated chamber with products, which accelerates food heating, and also allows to reduce the temperature of the heating element to safe for surrounding materials-wires, heat-insulating materials and increase their resource and reliability. In addition, the large heat transfer surface allows the device to be used at reduced supply voltages, for example, 12 V and 24 V on vehicles without a voltage conversion unit 12/220 V, which makes the device cheaper.

Установка между нагревательным элементом и наружным кожухом электроизоляционного материала с натягом позволяет поджать нагревательный элемент к стенкам корпуса и емкости и повышает виброудароустойчивость устройства в целом.The installation between the heating element and the outer casing of the insulating material with an interference fit allows the heating element to be pressed against the walls of the housing and the tank and increases the vibration resistance of the device as a whole.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Полезная модель представляет собой конструкцию, состоящую из теплоизолированного наружного корпуса (например, из термостойкой пластмассы или в виде металлического сосуда, в том числе с двойными стенками (сосуд Дьюара)), внутри которого помещена нагреваемая емкость для продукта, например, металлическая. На наружной, в том числе боковой, поверхности нагреваемой емкости установлен электроизоляционный материал. В качестве слоя электроизоляционного материала может устанавливаться, например, тонкая слюдяная пластина, имеющая высокий коэффициент теплопередачи или другие соответствующие материалы. Поверх электроизоляционного материала устанавливается нагревательный элемент из углеродно-волокнистого материала, охватывающий большую часть наружной поверхности нагреваемой емкости. Поверх всей поверхности нагревательного элемента устанавливается еще слой электроизоляционного материала, например, из слюдяной пластины или другого термостойкого материала. Затем вся вышеуказанная сборка, состоящая из нагреваемой емкости с установленными на ней последовательно слоем электроизоляционного материала, слоем нагревательного элемента, слоем электроизоляционного материала устанавливается с натягом внутрь наружного корпуса. Для обеспечения натяга выбираются соответствующие размеры наружного корпуса и толщины электроизоляционных материалов.A utility model is a structure consisting of a thermally insulated outer case (for example, of heat-resistant plastic or in the form of a metal vessel, including double walls (Dewar vessel)), inside which a heated container for the product, for example, metal, is placed. An electrical insulation material is installed on the outer, including lateral, surface of the heated container. As a layer of electrical insulating material, for example, a thin mica plate having a high heat transfer coefficient or other appropriate materials can be installed. A heating element made of carbon fiber material is installed on top of the insulating material, covering most of the outer surface of the heated container. On top of the entire surface of the heating element, another layer of electrical insulating material is installed, for example, from a mica plate or other heat-resistant material. Then, the entire assembly described above, consisting of a heated tank with a layer of electrical insulation material installed sequentially on it, a layer of heating element, and a layer of electrical insulation material is installed with an interference fit inside the outer case. To ensure interference, the appropriate dimensions of the outer casing and the thickness of the insulating materials are selected.

Электрические выводы нагревательного элемента соединены с проводами питания, которые могут быть выведены через отверстие в наружном корпусе.The electrical leads of the heating element are connected to power wires that can be led out through an opening in the outer case.

За счет большей в десятки раз площади теплоотдачи нагревательного элемента, охвата нагревательным элементом практически всей площади наружной поверхности нагреваемой камеры, быстрого выхода нагревательного элемента на рабочий режим (в течение нескольких секунд вместо нескольких минут в известных устройствах), сниженной по сравнению с ТЭН температурой нагревательного элемента, меньшей пиковой мощности электропотребления, повышенной виброудароустойчивости, возможности работать при пониженных напряжениях питания без преобразователя напряжения 12/220 В на автотранспортных средствах полезная модель обеспечивает в целом лучшие эксплуатационные характеристики по КПД, быстродействию, надежности и ресурсу и возможности использования на транспортных средствах по сравнению с известными устройствами для приготовления пищи и сохранения ее в горячем состоянии.Due to the tens of times greater heat transfer area of the heating element, coverage by the heating element of almost the entire area of the outer surface of the heated chamber, the quick release of the heating element to operating mode (within a few seconds instead of several minutes in known devices), the temperature of the heating element is reduced compared to the heater , lower peak power consumption, increased vibration resistance, the ability to work at reduced supply voltages without a converter I voltage of 12/220 V on vehicles, the utility model provides in general the best performance characteristics in terms of efficiency, speed, reliability and service life and the possibility of using it on vehicles in comparison with the known devices for cooking and keeping it hot.

Claims

A device for preparing food and keeping it hot, containing a heated container placed in an external heat-insulating casing, characterized in that, in order to increase efficiency, reduce heating time, increase vibration resistance, reliability and resource, the heating element is made of carbon fiber material , is installed on the outer, including the lateral surface of the heated vessel by means of an insulating material, between the heating element and the outer casing is installed with electrical insulation material.