Электробытовой кухонный прибор с двумя резервуарами для приготовления напитков на основе горячей воды

Авторы патента:


Электробытовой кухонный прибор с двумя резервуарами для приготовления напитков на основе горячей воды
Электробытовой кухонный прибор с двумя резервуарами для приготовления напитков на основе горячей воды
Электробытовой кухонный прибор с двумя резервуарами для приготовления напитков на основе горячей воды
Электробытовой кухонный прибор с двумя резервуарами для приготовления напитков на основе горячей воды

 


Владельцы патента RU 2567707:

СЕБ С.А. (FR)

Устройство относится к электробытовому прибору для приготовления напитков на основе горячей воды, которое содержит: основной резервуар, сообщающийся с наружным воздухом, водонагреватель, имеющий кипятильную камеру, подача воды в которую осуществляется самотеком из основного резервуара, головку для раздачи горячей воды, соединенную с кипятильной камерой так, что в указанную головку из указанной кипятильной камеры поступает горячая вода. Указанный электробытовой прибор дополнительно содержит промежуточный резервуар для запаса воды, помещенный между основным резервуаром и кипятильной камерой таким образом, что в промежуточный резервуар из основного резервуара через соединение поступает самотеком вода, а из промежуточного резервуара вода поступает самотеком в кипятильную камеру, причем промежуточный резервуар для запаса воды сообщается непосредственно с окружающей средой независимо от основного резервуара посредством вентиляционной трубки. Благодаря особенностям конструкции электробытового прибора, осуществляется отделение теплой воды от горячей воды на основе скорости истечения из водонагревателя. Скорость истечения теплой воды недостаточна для того, чтобы достичь раздаточную головку, в связи с чем дополнительно обеспечивается экономичность прибора. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится в целом к области электробытовых приборов, снабженных водонагревателем для получения горячей воды, в частности - к электробытовым приборам для приготовления напитков на основе горячей воды.

Из документа EP 0988820 известен водонагреватель типа кипятильника для электробытового прибора, имеющий кипятильную камеру, на дне которой установлен нагревательный элемент. Указанная кипятильная камера включает в себя трубку для впуска воды, вход которой соединен с резервуаром для воды с помощью трубки, снабженной обратным клапаном. Кроме того, в этой камере имеется восходящая трубка для отвода нагретой воды, конец нижнего участка которой располагается рядом с дном кипятильной камеры, а верхний участок, выступает за пределы этой камеры. Эта отводная трубка расположена вертикально, и в ней выполнено отверстие, находящееся в кипятильной камере рядом с потолком этой последней. Преимущество такого водонагревателя состоит в экономичности его изготовления благодаря тому обстоятельству, что подача воды в камеру осуществляется из резервуара самотеком, так что не требуется использование насоса. Однако, вместе с тем, рассматриваемый водонагреватель имеет и ряд недостатков.

Во-первых, площадь поверхности дна довольно невелика, что не позволяет получить значительную поверхность теплообмена с водой, достаточную для установки мощного нагревательного элемента. Поэтому нагрев происходит довольно медленно, в результате чего время ожидания циркуляции горячей воды оказывается слишком долгим, а количество получаемой горячей воды в каждом цикле кипячения сравнительно небольшим.

Кроме того, в каждом цикле кипячения полученная горячая вода выпускается за пределы кипятильной камеры, вследствие чего имеет место слишком мощное всасывание воды из резервуара. При этом на выходе этого резервуара формируется вихрь, следствием которого может стать всасывание воздуха, когда уровень воды в резервуаре недостаточно высок. Это всасывание воздуха сопровождается неприятным звуком, а также ведет к снижению количества получаемой горячей воды.

Следует также упомянуть о том, что в начале каждого цикла выпуска горячей воды находящаяся в верхней части трубки холодная вода попадает в емкость, где смешивается с поступающей в нее водой, произведенной в приборе, что ведет к понижению общей температуры.

Наконец, учитывая, что нагревательный элемент водонагревателя обладает довольно значительной тепловой инерцией, при прекращении нагрева в ходе цикла горячая вода продолжает медленно литься, что может привести к переливанию через край емкости, в которую она поступает, либо к загрязнению поверхности под местом слива горячей воды, если емкость будет убрана.

Основная задача настоящего изобретения состоит в разработке электробытового прибора, в котором была бы уменьшена или даже окончательно устранена опасность всасывания воздуха при опустошении резервуара с водой вследствие совместного действия силы тяжести и разрежения, вызванного выпуском кипящей воды.

Для решения указанной задачи предложен электробытовой прибор для приготовления напитков на основе горячей воды, содержащий:

- основной резервуар, сообщающийся с наружным воздухом,

- водонагреватель, имеющий кипятильную камеру, подача воды в которую осуществляется самотеком из основного резервуара,

- головку для раздачи горячей воды, соединенную с кипятильной камерой таким образом, что в указанную головку из указанной кипятильной камеры поступает горячая вода.

В соответствии с изобретением, этот электробытовой прибор дополнительно снабжен промежуточным резервуаром для запаса воды, который помещен между основным резервуаром и кипятильной камерой таким образом, что в промежуточный резервуар для запаса воды из основного резервуара через соединение поступает самотеком вода, а из промежуточного резервуара вода поступает самотеком в кипятильную камеру,

- при этом промежуточный резервуар для запаса воды сообщается непосредственно с окружающим воздухом по вентиляционной трубке независимо от основного резервуара,

- причем вместимость промежуточного резервуара для запаса воды больше или равна вместимости кипятильной камеры.

Благодаря наличию такого промежуточного резервуара для запаса воды, помещенного между основным резервуаром и кипятильной камерой водонагревателя, удается предотвратить всасывание воздуха вместе с водой в случае резкого заполнения кипятильной камеры под действием выпуска кипятка. Предпочтительно, чтобы вместимость промежуточного резервуара для запаса воды была меньше вместимости основного резервуара, так чтобы, в отличие от этого последнего, у которого ширина равна высоте или даже превышает высоту, промежуточный резервуар для запаса воды имел высоту больше ширины. Кроме того, можно указать, что благодаря подаче воды в кипятильную камеру самотеком удается обойтись без использования дорогостоящих узлов вроде насоса, а также получить в целом простую и экономичную конструкцию. Благодаря отсутствию таких электрических компонентов, как электропомпа или электроклапан, в которых применяются движущиеся детали, удается получить исключительно надежный водонагреватель.

В соответствии с одним из признаков изобретения, направленным на максимальное снижение рисков формирования вихря, который мог бы способствовать всасыванию воздуха под действием всасывания, являющегося следствием резкого выпуска кипящей воды, наибольший размер максимального проходного сечения промежуточного резервуара для запаса воды меньше высоты уровня воды, измеренной между входом кипятильной камеры и максимальным уровнем заполнения промежуточного резервуара для запаса воды, когда основной резервуар пуст.

Согласно изобретению, промежуточный резервуар для запаса воды может иметь самые разные формы, и в частности, форму параллелепипеда или форму с прямоугольным поперечным сечением. Кроме того, согласно изобретению, промежуточный резервуар для запаса воды может быть также образован посредством локального увеличения трубок или коммуникаций, соединяющих основной резервуар с кипятильной камерой. Так, например, этот промежуточный резервуар для запаса воды может иметь внутреннее поперечное сечение круглой формы или в форме диска. Он будет иметь при этом максимальное проходное сечение круглой формы, причем, в соответствии с одним из признаков изобретения, диаметр этого сечения сможет быть меньше высоты воды, измеренной между входом кипятильной камеры и максимальным уровнем заполнения промежуточного резервуара для запаса воды, когда основной резервуар пуст. Благодаря этому признаку, отражающему тот факт, что высота указанного промежуточного резервуара для запаса воды больше его ширины, удается уменьшить опасность всасывания воздуха.

Другая задача изобретения заключается в предотвращении ситуации, когда теплая или холодная вода, которая находится в каналах, соединяющих кипятильную камеру с раздаточной головкой, перед началом циклов нагрева и, следовательно, является более холодной, нежели вода, поступающая из кипятильной камеры, могла бы смешиваться с кипящей водой в зоне расположения раздаточной головки, что привело бы к существенному снижению температуры выдаваемой воды.

Для решения указанной задачи предусмотрено, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, чтобы раздаточная головка электробытового прибора была снабжена отводной трубкой для отвода теплой воды, которая соединена с промежуточным резервуаром для запаса воды. Такая трубка позволит собирать теплую воду перед ее смешиванием с горячей водой, выдаваемой на выходе раздаточной головки. Кроме того, благодаря рециркуляции теплой воды в промежуточном резервуаре для запаса воды появляется возможность нагрева содержащейся в нем воды и, соответственно, возможность сократить продолжительность цикла кипячения в водонагревателе. Таким образом, рециркуляция теплой воды позволяет улучшить энергетические показатели предлагаемого электробытового прибора. Кроме того, отводная трубка для отвода теплой воды обеспечивает возможность сбора конденсата, который может скапливаться в раздаточной головке.

Для того чтобы происходило всасывание теплой воды из трубки, а не всасывание холодной воды из резервуара в процессе заполнения кипятильной камеры под действием разрежения, создающегося вследствие конденсации водяного пара, предусмотрено, чтобы вентиляционная трубка имела минимальное проходное сечение, которое сможет быть больше минимального сечения соединения промежуточного резервуара для запаса воды с основным резервуаром. В результате этого потери напора в отводной трубке для отвода теплой воды будут меньше потерь напора в зоне соединения промежуточного резервуара для запаса воды с основным резервуаром.

В соответствии с одной из модификаций рассматриваемого варианта осуществления, кипятильная камера имеет выходное отверстие, соединенное с раздаточной головкой восходящей трубкой, которая снабжена разделительными средствами для отделения теплой воды, содержащейся первоначально, до кипячения, в восходящей трубке, от более горячей воды, поступающей из камеры, причем разделительные средства выполнены с возможностью отведения теплой воды в отводную трубку.

В соответствии с одним из признаков этого варианта, водонагреватель содержит в кипятильной камере восходящую трубку для отвода нагретой воды, нижний конец которой расположен рядом с дном кипятильной камеры и верхний конец которой соединен с выходом кипятильной камеры, причем разделительные средства выполнены с возможностью отведения теплой воды в отводную трубку.

Дело в том, что в процессе работы вода, содержащаяся в восходящей трубке, греется медленнее, чем вода, находящаяся между вертикальной стенкой камеры и наружной поверхностью восходящей трубки. Вследствие этого в момент выпуска воды, содержащейся в восходящей трубке, эта вода еще не дошла до точки кипения. Благодаря же отделению этого объема воды от остальной находящейся в камере воды, которая уже вскипела, удается получить в зоне раздаточной головки горячую воду, температура которой близка к точке кипения.

В соответствии с изобретением, указанные разделительные средства можно выполнить любым подходящим способом. Они могут, например, содержать на концевом участке восходящей трубки вертикальный канал, имеющий выходное отверстие, выходящее в разделительную камеру раздаточной головки, и соединенный боковым выходным отверстием, находящимся под выходным отверстие, с отводной трубкой для отвода теплой воды. Эффективность подобных разделительных средств обусловлена тем обстоятельством, что на начальной стадии нагрева воды в кипятильной камере, до начала кипячения, вода начинает медленно циркулировать в восходящей трубке, так что в зоне расположения вертикального канала она еще не достигнет скорости и расхода, достаточных для того, чтобы дойти до выходного отверстия, в результате чего она будет естественным путем вытекать через боковое выходное отверстие. С другой стороны, когда вода интенсивно закипает в кипятильной камере, ее скорость в восходящей трубке становится достаточной для того, чтобы она была вытолкнута за пределы выходного отверстия, вследствие чего она больше почти не будет, и даже вообще не будет, вытекать через боковое выходное отверстие. Кроме того, необходимо отметить, что разделительные средства обеспечивают также возможность сбора воды, которая могла бы по-прежнему течь по восходящей трубке после отключения электропитания водонагревателя из-за тепловой инерции нагревательных средств.

Для того чтобы выпуск воды происходил только через выходное отверстие, когда ее расход достаточен и соответствует интенсивному кипению в кипятильной камере, предусмотрено, чтобы проходное сечение выходного отверстия было больше проходного сечения бокового выходного отверстия.

Такая мера будет способствовать повышению эффективности разделительных средств.

В соответствии с другим признаком в рамках того же варианта осуществления, отводная трубка для отвода теплой воды заходит в вентиляционную трубку, при этом указанная вентиляционная трубка обеспечивает соединение отводной трубки для отвода теплой воды с промежуточным резервуаром для запаса воды.

Еже одна задача изобретения - разработка электробытового прибора, водонагреватель которого обеспечивал бы возможность быстрого получения значительного количества горячей воды и имел бы в то же время максимально простую и экономичную в изготовлении конструкцию. Кроме того, поставлена задача разработать электробытовой прибор, водонагреватель которого был бы достаточно надежным и полностью безопасным в эксплуатации.

Для решения указанных задач, в соответствии с одним из вариантов выполнения предлагаемого электробытового прибора, кипятильная камера водонагревателя имеет дно и вертикальную стенку и снабжена нагревательными средствами, причем площадь поверхности вертикальной стенки больше площади поверхности дна камеры, а нагревательные средства представляют собой электрический резистор, установленный на вертикальной стенке.

В таком водонагревателе удается получить довольно большую поверхность теплообмена между нагревательными средствами и водой, а также добиться быстрого получения значительных количеств горячей воды.

В соответствии с изобретением, нагревательные средства могут быть выполнены любым подходящим способом, например, посредством намотки нагревательного элемента на вертикальную стенку водонагревателя с прижатием к этой стенке. Согласно одной из модификаций этого варианта, нагревательные средства включают в себя электрический резистор, нанесенный методом сеткографии на наружную поверхность вертикальной стенки. Благодаря этому удается получить нагревательные средства с незначительной тепловой инерцией и, тем самым, добиться исключительно быстрого нагрева водонагревателя. Кроме того, при отключении электропитания электрического резистора, нанесенного методом сеткографии, в ходе выполнения цикла приготовление горячей воды немедленно прекращается. Благодаря нанесению электрического резистора методом сеткографии удается добиться равномерного распределения сопротивления по поверхности вертикальной стенки с предотвращением тем самым возникновения участков перегрева.

Кроме этого, использование вертикальной кипятильной камеры продолговатой формы с высотой, превышающей ширину, позволяет приготавливать небольшие следующие друг за другом порции горячей воды с получением при этом в зоне расположения раздаточной головки циркуляции, близкой к непрерывной.

В соответствии с одним из признаков изобретения, водонагреватель снабжен на входе кипятильной камеры, по меньшей мере, одним обратным клапаном, который ориентирован в направлении прохождения воды к кипятильной камере. Благодаря этой мере удается исключительно экономичным способом получить водонагреватель, в который вода поступает самотеком и который демонстрирует высокую эффективность, имея в то же время входное сечение, или сечение подачи, достаточно большое для того, чтобы обеспечить его быстрое заполнение.

В соответствии с еще одним признаком, кипятильная камера имеет выходное отверстие и снабжена восходящей трубкой для отвода нагретой воды, нижний конец которой находится рядом с дном кипятильной камеры, а верхний конец соединен с выходным отверстием кипятильной камеры, причем в восходящей трубке выполнено отверстие, выходящее в кипятильную камеру у выходного отверстия кипятильной камеры. Благодаря указанному признаку, когда он используется в сочетании с продолговатой формой и вертикальным расположением кипятильной камеры, нагревательные средства которой установлены на ее вертикальной стенке, удается на начальной стадии кипячения генерировать пар на внутренней поверхности этой стенки. При этом получаемый пар будет проталкивать горячую воду к центру камеры, облегчая тем самым ее выпуск по восходящей трубке. В этом случае восходящую трубку целесообразно поместить в центре кипятильной камеры. Благодаря наличию отверстия, выполненного в восходящей трубке вблизи от потолка кипятильной камеры, удается обеспечить отвод, по меньшей мере, части воздуха, находящегося в кипятильной камере и в восходящей трубке, при заполнении кипятильной камеры. Кроме того, указанное отверстие позволяет получить конвекционную циркуляцию воды, содержащейся в восходящей трубке, в сторону остальной части кипятильной камеры на начальной стадии нагрева этой последней.

В соответствии со следующим признаком изобретения, водонагреватель снабжен на выходе кипятильной камеры, по меньшей мере, одним обратным клапаном, который ориентирован в направлении выхода воды за пределы кипятильной камеры. В результате удается еще более усовершенствовать работу электробытового прибора. Это достигается благодаря тому, что после выпуска содержащейся в камере нагретой воды по восходящей трубке в этой камере создается разрежение. При этом обратный клапан на выходе камеры закрывается, и происходит очень быстрое заполнение исключительно с помощью обратного клапана подачи воды. В результате становится возможным приостановить циклы приготовления горячей воды без отключения питания нагревательных элементов в процессе заполнения водонагревателя. Благодаря указанной мере удается предотвратить возникновение проблем, связанных с последовательными циклами включения/отключения питания.

В соответствии с изобретением, вертикальная трубка, на которой закреплены нагревательные средства, выполняется предпочтительно из металла, предпочтительнее из нержавеющей стали.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, раздаточная головка электробытового прибора содержит камеру для разделения воды и пара. Благодаря этой мере удается добиться плавной циркуляции горячей воды в выходном отверстии, ограничив ее сильные выбросы, а также получить визуальное подтверждение для пользователя того факта, что вода действительно вскипела, по выходу пара через трубку.

Целесообразно выбрать размеры выходного отверстия разделительной камеры такими, чтобы замедлить расход циркулирующей горячей воды, при этом указанная разделительная камера будет служить своеобразным аккумулятором. Эта мера позволяет добиться непрерывной циркуляции и оказывается особенно действенной, когда электробытовой прибор согласно изобретению представляет собой кулер, назначение которого состоит в быстром приготовлении значительного количества горячей воды с температурой, близкой к точке кипения.

Должно быть совершенно очевидно, что различные признаки, варианты и формы осуществления изобретения можно объединять друг с другом в разнообразные комбинации при условии, что они не будут несовместимыми или взаимоисключающими.

Различные прочие признаки изобретения понятны из нижеследующего описания, которое приводится со ссылками на чертежи, иллюстрирующие различные варианты выполнения предлагаемого электробытового прибора, не имеющие ограничительного характера.

- На фиг.1 показан вид в разрезе электробытового прибора согласно изобретению, который представляет собой кулер для получения горячей воды;

- на фиг.2 показан схематический вид в аксонометрии узла для приготовления горячей воды, состоящего конкретно из водонагревателя, основного резервуара и промежуточного резервуара для запаса воды и являющегося составной частью электробытового прибора по фиг.1;

- на фиг.3 показан развернутый вид в горизонтальном положении нагревательных средств, входящих в состав водонагревателя прибора, показанного на фиг.1 и 2;

- на фиг.4 показан схематический вид в разрезе, иллюстрирующий другой вариант выполнения узла для приготовления горячей воды, входящего в состав предлагаемого электробытового прибора.

Предлагаемый электробытовой прибор может представлять собой, например, кулер горячей водой типа показанного на фиг.1. В соответствии с этим примером выполнения, указанный прибор имеет полый корпус 1, внутри которого, по меньшей мере, частично располагается узел E для получения горячей воды, который отдельно иллюстрируется на фиг.2. Этот узел включает в себя основной резервуар 2, сообщающийся с наружным воздухом, в котором находится вода в количестве, достаточном для неоднократного заполнения горячей водой емкости R типа чашки или кружки, которая показана на фиг.1 штрихпунктирными линиями. Указанный узел E содержит также водонагреватель 3, в который поступает вода из основного резервуара 2 и из которого горячая вода поступает в раздаточную головку 4, под которую ставится указанная емкость R. Кроме того, в состав этого узла E входит промежуточный резервуар 5 для запаса воды, помещенный между основным резервуаром 2 и водонагревателем 3.

В соответствии с примером выполнения, представленным на фиг.1 и 2, водонагреватель 2 имеет периферийную вертикальную стенку 10, которая в данном случае образована металлической трубкой в форме цилиндра вращения относительно вертикальной оси. Указанная стенка 10 ограничивает кипятильную камеру 11 и закрывается в зоне ее нижнего конца нижней пробкой 12, которая соединена с промежуточным резервуаром 5 для запаса воды. В указанной пробке 12 выполнен подающий канал 13, который сообщается с внутренним объемом промежуточного резервуара 5 для запаса воды и заходит через два входных отверстия 14, 15 в кипятильную камеру 11.

На вертикальной стенке 10 установлены нагревательные средства 20, включающие в себя электрический резистор 21, нанесенный методом сеткографии на наружную поверхность этой стенки и обеспечивающий нагрев воды, находящейся в кипятильной камере 11. Указанная вертикальная стенка 10 вместе с нагревательными средствами 20 показана на развернутом виде в горизонтальном положении (см. фиг.3). В рассматриваемом случае указанный электрический резистор 21 выполнен в виде двух выполненных методом сеткографии дорожек на части высоты вертикальной стенки между нижней точкой B и верхней точкой H. Эти дорожки сеткографии расположены на электроизолирующей подложке, например, на слое эмалированного материала, нанесенном на наружную поверхность вертикальной стенки 10. Они снабжены контактными площадками P для соединения с соответствующими средствами управления и питания (не показаны). В состав средств управления входят, в частности, средства терморегулирования типа термореле или датчика температуры с отрицательным температурным коэффициентом, связанного с электронной платой, которые отключают электропитание, когда температура вертикальной стенки 10 превышает заданное значение, а также средства термобезопасности типа плавкого предохранителя на случай аномального перегрева.

Вертикальная стенка 10 закрывается в зоне ее верхнего конца верхней пробкой 22, в которой выполнено выходное отверстие 23 для отвода горячей воды, образовавшейся в камере 11. Благодаря указанному выходному отверстию обеспечивается также возможность отвода пара, служащего в качестве движущей силы для горячей воды.

Водонагреватель 3 снабжен находящейся внутри камеры 11 восходящей трубкой 24 для отвода нагретой воды. Верхний конец этой трубки располагается по одной линии с выходным отверстием 23, а ее нижний конец находится в нижней части камеры 11, располагаясь в данном случае внутри нижней пробки 12, в которой при этом выполнен, по меньшей мере, один канал (не показан), соединяющий нижний конец трубки 24 с кипятильной камерой 11. Согласно представленному здесь примеру, трубка 24 выполнена за одно целое с верхней пробкой 22, образующей потолок кипятильной камеры 11. В восходящей трубке 24 выполнено отверстие 26, находящееся вблизи от потолка и обеспечивающее сообщение между внутренним объемом указанной восходящей трубки и кипятильной камерой 11.

Форма нижней 12 и верхней 22 пробок выбрана такой, чтобы они располагались в объеме, ограниченном вертикальной стенкой 10, благодаря чему вместимость кипятильной камеры оказывается меньше общего объема, ограничиваемого вертикальной стенкой 10. В рассматриваемом здесь примере нижняя 12 и верхняя 22 пробки имеют такую форму, при которой вместимость части кипятильной камеры 11, находящейся между нижней горизонтальной плоскостью Pb, проходящей через нижнюю точку B, и верхней горизонтальной плоскостью Ph, проходящей через верхнюю точку H, была меньше или равна 90% суммарного объема, ограничиваемого вертикальной стенкой.

Подача воды в кипятильную камеру 11 осуществляется самотеком из основного резервуара 2 через посредство промежуточного резервуара 5 для запаса воды. При этом самая низшая точка основного резервуара располагается над нагревательными средствами 20, а точнее, над плоскостью Ph.

Каждое из входных отверстий 14, 15, выполненных в нижней пробке 12, связано с соответствующим шаровым обратным клапаном 26, 28, который ориентирован в направлении циркуляции воды от промежуточного резервуара 5 для запаса воды к кипятильной камере 11 и препятствует циркуляции текучей среды в обратном направлении, от кипятильной камеры 11 к промежуточному резервуару 5 для запаса воды.

Выходное отверстие 23, выполненное в верхней пробке 22, также связано с шаровым обратным клапаном 29, который ориентирован в направлении циркуляции воды и/или пара от кипятильной камеры 11 к раздаточной головке 4 и препятствует циркуляции текучей среды в обратном направлении, в сторону указанной кипятильной камеры.

Указанное выходное отверстие 23 имеет продолжение в виде восходящей трубки 30, которая соединяет кипятильную камеру 11 с раздаточной головкой 4.

Эксплуатация рассмотренного выше электробытового прибора согласно изобретению происходит следующим образом.

Вначале пользователь заполняет основной резервуар 2 водой в количестве, достаточном для получения требуемого приготовляемого объема, предпочтительно до максимального уровня заполнения M. При этом вода будет стекать в промежуточный резервуар 5 для запаса воды, а затем поступать в камеру 11 через входные отверстия 14 и 15, проходя при этом через обратные клапаны 27, 28. Далее вода поднимается самотеком в кипятильную камеру 11 и втекает в восходящую трубку 24. По мере своего продвижения вода будет вытеснять воздух, находящийся в камере 11, через отверстие 26, а затем через выходное отверстие 23, выполненное в верхней пробке 24, и заполнять собой восходящую трубку 30 до тех пор, пока уровень воды в резервуаре 2 не сровняется с уровнем воды в указанной восходящей трубке.

После этого пользователь включает питание нанесенного методом сеткографии электрического резистора 21 с тем, чтобы обеспечить мощность нагрева, составляющую от 2000 до 3000 Вт. Вода, находящаяся в камере 11, доводится до кипения, при этом начинается образование пара на внутренней поверхности вертикальной стенки 10. Размеры отверстия 26 в трубке 24 выбираются такими, чтобы обеспечить возможность конвекционной циркуляции воды с ограничением в то же время количества пара, который может выходить из него. Таким образом, большая часть пара создает в кипятильной камере 11 давление, которое способствует проталкиванию горячей воды, находящейся в восходящей трубке 24, к выходному отверстию 23 с ее последующим прохождением через обратный клапан 29 в восходящую трубку 30.

После того как вся горячая вода будет вытеснена за пределы камеры 11, находящийся в этой камере остаточный пар будет очень быстро конденсироваться на холодных частях конструкции, вызывая тем самым разрежение, которое приводит к закрытию обратного клапана 29 и интенсивному всасыванию воды в подающий канал 13 через обратные клапаны 27, 28.

В отсутствие промежуточного резервуара 5 для запаса воды интенсивное всасывание, создаваемое вследствие разрежения, может приводить к возникновению в основном резервуаре 2 вихря, который при небольшой высоте уровня воды в основном резервуаре может способствовать всасыванию воздуха, в то время как вода в этом резервуаре будет находиться в количестве, достаточном для заполнения кипятильной камеры до конца. При этом из-за всасывания воздуха будет настолько же уменьшаться количество воды в кипятильной камере, что отрицательно скажется на эффективности работы водонагревателя.

Итак, благодаря использованию промежуточного резервуара 5 для запаса воды предотвращается нежелательное всасывание воздуха, в то время как в основном резервуаре 2 еще остается вода в количестве, достаточном для заполнения кипятильной камеры до конца. Для обеспечения быстрого заполнения кипятильной камеры 11 под действием всасывания, обусловленного конденсацией остаточного пара, промежуточный резервуар 5 для запаса воды должен иметь объем больше или равный объему кипятильной камеры и непосредственно сообщаться с наружным пространством независимо от основного резервуара 2. Согласно проиллюстрированному здесь примеру, такое сообщение с наружным воздухом обеспечивается благодаря вентиляционной трубке 31, верхнее отверстие которой располагается выше максимального уровня M заполнения основного резервуара 2. В соответствии с этим же примером выполнения, для гарантированного получения эффекта противодействия всасыванию воздуха промежуточный резервуар 5 для запаса воды должен иметь такое максимальное проходное сечение, чтобы его наибольший размер D был меньше высоты h воды, измеренной между входом кипятильной камеры 11 и максимальным уровнем заполнения промежуточного резервуара 5 для запаса воды, когда основной резервуар 2 пуст. В случае, когда промежуточный резервуар 5 для запаса воды имеет форму цилиндра вращения, наибольший размер D соответствует диаметру наибольшего проходного сечения промежуточного резервуара 5 для запаса воды.

Заполнение кипятильной камеры 11, вызванное разрежением, происходит чрезвычайно быстро, так что становится возможным поддержание питания электрического резистора 21 на каждой стадии заполнения без риска перегрева. Благодаря этому циклы приготовления горячей воды могут следовать друг за другом до тех пор, пока пользователь не соберет в емкость R все требуемое количество воды. После этого он отключает электропитание нанесенного сеткографией резистора 21, с помощью соответствующего органа управления (не показан).

Как можно было видеть выше, при первоначальном заполнении основного резервуара 2 залитая в него вода распределяется по всему контуру до тех пор, пока не дойдет в трубке 30 до уровня, равного уровню формы в указанном основном резервуаре. Однако при этом вода, находящаяся в трубке 30 над выходным отверстием 23, оказывается за пределами водонагревателя 3 и, следовательно, не нагревается этим водонагревателем. Таким образом, при выталкивании горячей воды под действием пара существует опасность того, что горячая вода, поступающая из кипятильной камеры, будет смешиваться с теплой водой, и даже с холодной водой, имеющейся в трубке 30, что может привести к снижению температуры выдаваемой воды в зоне расположения раздаточной головки.

Для предотвращения такой нежелательной ситуации электробытовой прибор снабжен, в соответствии с иллюстрируемым здесь вариантом осуществления, специальными разделительными средствами 35 для отделения теплой воды, содержащейся изначально, перед кипением, в восходящей трубке 30 и даже в восходящей трубке 24.

Указанные разделительные средства 35 снабжены на конечном участке восходящей трубки 30 вертикальным каналом 36, который имеет выходное отверстие 37, выходящее в разделительную камеру 38 раздаточной головки 4. Указанный вертикальный канал 36 соединен боковым выходным отверстием 39, находящимся на уровне ниже выходного отверстия 37, с вентиляционной трубкой 31 с помощью отводной трубки 40 для отвода теплой воды. В соответствии с рассматриваемым здесь примером, отводная трубка 40 для отвода теплой воды имеет форму сливного желоба, наклоненного в сторону вентиляционной трубки 31. В результате теплая вода будет рециркулировать в направлении промежуточного резервуара 5 для запаса воды. Для того чтобы стимулировать предпочтительно всасывание теплой воды из вентиляционной трубки 31, а не холодной воды из резервуара 2, минимальное проходное сечение S31 вентиляционной трубки 31 сделано большим, чем минимальное сечение S2 соединения промежуточного резервуара 2 с основным резервуаром 2.

Таким образом, в каждом цикле нагрева, и в частности, в ходе первого цикла давление, создаваемое на начальной стадии кипячения, обеспечивает медленное проталкивание воды, находящейся в восходящей трубке 30, в направлении вверх. Поскольку скорость истечения воды довольно невелика, вода естественным путем вытекает через боковое выходное отверстие 39 в отводной трубке 40 для отвода теплой воды, откуда направляется в вентиляционную трубку 31, после чего возвращается в промежуточный резервуар 5 для запаса воды. По достижении температуры кипения давление, создаваемое вследствие внезапного притока пара в камеру 11, таково, что остаточная вода, находящаяся в камере 11, проталкивается в восходящую трубку 24 и в трубку 30 со скоростью, достаточной для ее выпуска через выходное отверстие 37 в камеру 38, где производится разделение горячей воды и пара, как станет ясно из нижеследующего.

Струя воды с паром, впрыскиваемая в разделительную камеру 38, направляется от скругленного потолка 41 к дну 42 указанной разделительной камеры. Это дно наклонено в сторону носика 43 для слива воды, проходное сечение которого меньше сечения выходного отверстия 37. В результате этого горячая вода, собранная в зоне дна 42, будет стекать по носику 43 с расходом, меньшим, чем расход воды в момент ее выпуска через выходное отверстие 37, вследствие чего будет иметь место временное скопление воды в раздаточной головке 4. Из-за этого скопления у пользователя создастся впечатление непрерывного производства горячей воды. Поэтому сечение раздаточного носика 43 можно выбрать таким, чтобы длительность опустошения раздаточной головки 4 была несколько меньше или даже равной длительности цикла нагрева-кипячения-заполнения кипятильной камеры 11.

Кроме того, указанная раздаточная головка снабжена трубкой 44 отвода пара, который открыт в верхней части раздаточной головки и выходит наружу вблизи от раздаточного носика. Потолок 41 имеет кромку 45, которая идет в направлении вниз и препятствует выбросам воды в трубку 44 отвода пара. Таким образом, в процессе работы прибора пар, скопившийся в раздаточной головке 4, будет выходить через выходное отверстие трубки 44, расположенное рядом с раздаточным носиком 43, и это будет служить пользователю подтверждением того факта, что вода, вытекающая из носика, действительно является горячей.

В соответствии с примером, иллюстрируемым на фиг.1 и 2, промежуточный резервуар 5 для запаса воды представляет собой своего рода буферную емкость, располагающийся под основным резервуаром 2. Однако, как видно на фиг.4, этот промежуточный резервуар для запаса воды может представлять собой только трубки, соединяющие основной резервуар 2 с кипятильной камерой 11, при этом размеры этих соединительных трубок будут выбираться такими, чтобы в них мог содержаться объем воды, больший или равный вместимости кипятильной камеры.

В соответствии с примером, представленным на фиг.4, прибор обеспечивает выработку такого объема горячей воды с температурой выше 90°C, чтобы он мог войти в емкость вместимостью порядка 250 мл, (25 cl) помещаемую под выходным отверстием раздаточного носика 43. Вместимость камеры 11 составляет от 70 до 100 мл (от 7 до 10 cl). Таким образом, для заполнения емкости R водонагреватель 3 должен будет произвести 3 цикла приготовления горячей воды. Нанесенный сеткографией электрический резистор следует выбирать таким образом, чтобы его мощность находилась в пределах от 2500 до 3000 Вт при напряжении 240 В, так чтобы время выполнения одного цикла получения горячей воды было меньше 10 сек. Таким образом, суммарное время выдачи чашки горячей воды составит менее 30 сек.

Разумеется, можно внести в конструкцию предлагаемого электробытового прибора и самые разнообразные другие изменения, при условии, что они не будут выходить за рамки заявленного объема охраны, определенного в прилагаемых пунктах формулы.

1. Электробытовой прибор для приготовления напитков на основе горячей воды, содержащий:
- основной резервуар (2), сообщающийся с наружным воздухом,
- водонагреватель (3), имеющий кипятильную камеру (11), подача воды в которую осуществляется самотеком из основного резервуара (2),
- головку (4) для раздачи горячей воды, соединенную с кипятильной камерой (11) так, что в указанную головку из указанной кипятильной камеры (11) поступает горячая вода, и
промежуточный резервуар (5) для запаса воды, помещенный между основным резервуаром (2) и кипятильной камерой (11) таким образом, что в промежуточный резервуар (5) из основного резервуара (2) через соединение (S31) поступает самотеком вода, а из промежуточного резервуара (5) вода поступает самотеком в кипятильную камеру (11), причем промежуточный резервуар (5) для запаса воды сообщается непосредственно с окружающей средой независимо от основного резервуара (2) посредством вентиляционной трубки (31), причем вместимость промежуточного резервуара (5) для запаса воды больше или равна вместимости кипятильной камеры (11), при этом раздаточная головка (4) содержит отводную трубку (40) для отвода теплой воды, соединенную с промежуточным резервуаром (5) для запаса воды, отличающийся тем, что кипятильная камера (11) имеет выходное отверстие (23), соединенное с раздаточной головкой (4) восходящей трубкой (30), содержащей разделительные средства (35) для отделения теплой воды, имеющейся в восходящей трубке (30) первоначально, до кипячения, от более горячей воды, поступающей из кипятильной камеры (11), причем разделительные средства (35) выполнены с возможностью отведения теплой воды в отводную трубку (40), при этом разделительные средства (35) содержат на концевом участке восходящей трубки (30) вертикальный канал (36), имеющий выходное отверстие (37), выходящее в разделительную камеру (38) раздаточной головки (4), и соединенный боковым выходным отверстием (39), находящимся под выходным отверстием (37), с отводной трубкой (40) для отвода теплой воды.

2. Электробытовой прибор по п. 1, отличающийся тем, что наибольший размер (D) максимального проходного сечения промежуточного резервуара (5) для запаса воды меньше высоты (h) уровня воды, измеренной между входом кипятильной камеры (11) и максимальным уровнем заполнения промежуточного резервуара (5) для запаса воды, когда основной резервуар (2) пуст.

3. Электробытовой прибор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что максимальное проходное сечение промежуточного резервуара (5) для запаса воды имеет круглую форму, при этом его диаметр (D) меньше высоты (h) уровня воды, измеренной между входом кипятильной камеры (11) и максимальным уровнем заполнения промежуточного резервуара (5) для запаса воды, когда основной резервуар (2) пуст.

4. Электробытовой прибор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что минимальное проходное сечение (S31) вентиляционной трубки (31) больше минимального сечения (S2) соединения промежуточного резервуара (5) для запаса воды с основным резервуаром (2).

5. Электробытовой прибор по п. 4, отличающийся тем, что проходное сечение выходного отверстия (37) больше проходного сечения бокового выходного отверстия (39).

6. Электробытовой прибор по любому из пп. 1, 2 или 5, отличающийся тем, что отводная трубка (40) заходит в вентиляционную трубку (31), при этом указанная вентиляционная трубка (31) обеспечивает соединение отводящей трубки (40) с промежуточным резервуаром (5) для запаса воды.

7. Электробытовой прибор по любому из пп. 1, 2 или 5, отличающийся тем, что кипятильная камера (11) имеет дно и вертикальную стенку (10) и снабжена нагревательными средствами (20), причем площадь поверхности вертикальной стенки (10) больше площади поверхности дна кипятильной камеры, а нагревательные средства (20) представляют собой электрический резистор (21), установленный на вертикальной стенке (10).

8. Электробытовой прибор по любому из пп. 1, 2 или 5, отличающийся тем, что водонагреватель (3) содержит по меньшей мере один обратный клапан (27), размещенный на входе кипятильной камеры и ориентированный в направлении прохождения воды к кипятильной камере (11).

9. Электробытовой прибор по любому из пп. 1, 2, или 5, отличающийся тем, что кипятильная камера (11) имеет выходное отверстие (23) и снабжена восходящей трубкой (24) для отвода нагретой воды, нижний конец которой расположен рядом с дном кипятильной камеры, а верхний конец соединен с выходным отверстием (23) кипятильной камеры, причем в восходящей трубке (24) выполнено отверстие (26), выходящее в кипятильную камеру (11) у выходного отверстия (23) кипятильной камеры.

10. Электробытовой прибор по п. 8, отличающийся тем, что разделительные средства (35) выполнены с возможностью отвода по отводной трубке (40) теплой воды, имеющейся первоначально, до кипячения, в восходящей трубке (24).

11. Электробытовой прибор по любому из пп. 1, 2, 5 или 10, отличающийся тем, что водонагреватель (3) содержит по меньшей мере один обратный клапан (29), размещенный на выходе кипятильной камеры и ориентированный в направлении выхода воды за пределы кипятильной камеры (11).

12. Электробытовой прибор по любому из пп. 1, 2, 5 или 10, отличающийся тем, что раздаточная головка (4) содержит камеру (38) для разделения воды и пара.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для приготовления напитков, в частности, но не исключительно, для приготовления кофе. Устройство (1) для приготовления напитков посредством перколяционного фильтрования содержит: несущую конструкцию (3); полость (9) для емкости (11) в виде графина; емкость для воды; нагревательный элемент (21); отделение (37) для размещения фильтра с нижним отверстием для отекания напитка в направлении расположенной внизу емкости (11) в виде графина; трубопровод (23, 25) для подачи воды из емкости для воды к нагревательному элементу и от него в отделение для фильтра, причем упомянутая емкость для воды и упомянутое отделение для фильтра встроены в элемент (17), который выполнен с возможностью извлечения из несущей конструкции, при этом упомянутый съемный элемент (17) выполнен с возможностью установки на посадочное место (15), выполненное в упомянутой несущей конструкции (3) над упомянутой полостью (9) для емкости (11) в форме графина.

Изобретение относится к области приготовления напитков. .

Изобретение относится к области приготовления горячих напитков. .

Изобретение относится к микроволновой печи с кофеваркой. .

Кофеварка // 423459
Наверх