EA022929B1 - Бытовой электроприбор - Google Patents

Abstract

Предложен бытовой электроприбор, содержащий первую камеру, предназначенную для кипячения воды, и вторую камеру, которая выполнена с возможностью установки поверх первой камеры таким образом, чтобы во вторую камеру можно было помещать листья растений, завариваемые в нагретой воде. В первой камере имеется двунаправленный клапан, избирательно устанавливающий гидравлическую связь со второй камерой в ответ на приведение толкателя, входящего в состав второй камеры, в контакт с данным клапаном.

Description

Настоящее изобретение относится к бытовому электроприбору для приготовления чая. Более конкретно, предлагается двухкамерное автоматизированное устройство такого назначения (так называемая чайная машина).

Предшествующий уровень техники

В стране заявителя чай традиционно потребляется ежедневно и в больших количествах. Считается, что чай с хорошим ароматом следует приготавливать путем кипячения воды в первой емкости и вымачивания чайных листьев в горячей воде во второй емкости.

Обычная проблема автоматизированных приборов для приготовления чая заключается в том, что автоматизация таких устройств ограничена только кипячением воды в первой емкости (камере) с последующим удерживанием тепла в ней в течение отрезка времени, требуемого для заваривания чайных листьев во второй камере, расположенной сверху. Поэтому на завершающей стадии заваривания пользователю приходится самому добавлять воду из камеры, где она нагревается до кипения, в верхнюю камеру. Однако такая стадия зависит непосредственно от пользователя до такой степени, что без его участия данный процесс приготовления чая срывается.

Было замечено, что потребители чая охотно участвуют в данном процессе, предпочитая, тем не менее, обычным способам приготовления чая, т.е. способам без применения электричества, описанные полуавтоматические чайные машины. Однако есть основания полагать, что решающим шагом навстречу потребностям потребителя является полностью автоматизированный электроприбор для приготовления чая, имеющий приемлемую стоимость и выполненный с возможностью переносить вскипевшую воду в верхнюю камеру, в которую помещены сухие чайные листья.

Другая проблема, возникающая в связи с хорошим ароматом приготовленного чая, заключается в температуре воды в камере для кипячения, которая затем переносится из нижней камеры в верхнюю. Считается, что хороший аромат можно получить только в том случае, когда сухие чайные листья подвергаются воздействию горячей воды, температура которой лежит в пределах определенного интервала. В противном случае не обеспечивается адекватная экстракция аромата из листьев.

Чтобы гарантировать хороший аромат, настоящее изобретение предлагает обеспечить надежный температурный уровень, выделенный внутри такого интервала и позволяющий провести перенос вскипевшей воды при требуемой температуре. Проведенные ранее заявителем соответствующие исследования привели к варианту выполнения специального механического термореле. Конкретно, разработано биметаллическое термореле дискового типа, выполненное с возможностью реверсировать направление своей деформации в ответ на изменение температуры. Данное термореле находится в тепловом контакте с выступом, который, в свою очередь, аккумулирует тепло, активирующее указанное термореле в пределах заданного температурного интервала.

Такое техническое решение представляется удовлетворительным в плане результатов, полученных при обеспечении переноса нагретой воды при заданной температуре. Однако настоящее изобретение решает эту задачу иным образом, обеспечивающим возможность изготовить автоматизированный прибор с достаточно низкой стоимостью за счет отказа от применения механического термореле и контактного выступа.

Таким образом, изобретение предлагает полностью автоматизированную чайную машину, снабженную специальным клапаном, размеры и вес которого специально выбраны с возможностью регулирования температуры переносимой воды с целью адекватного выделения аромата листьев.

Сущность изобретения

Прежде всего, задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании электрической чайной машины, которая полностью автоматизирована на уровне, позволяющем ей выполнять процедуры кипячения воды и заваривания чая без необходимости участия пользователя.

Следующей задачей, решенной изобретением, является создание полностью автоматизированной чайной машины, которая обеспечивает поддерживание надежного температурного уровня, позволяющего провести перенос вскипевшей воды при требуемой температуре.

Наконец, задача заключается в создании полностью автоматизированной чайной машины с упрощенной конструкцией и меньшей стоимостью, т.е. более конкурентоспособной в отношении розничной цены.

Изобретение предлагает бытовой электроприбор, а конкретно - чайную машину, имеющую первую камеру, предназначенную для кипячения воды, и вторую камеру, содержащую листья, подлежащие заварке. Вторая камера, как и в известных чайных машинах, расположена поверх первой.

Более конкретно, бытовой электроприбор по изобретению содержит первую камеру для кипячения воды и вторую камеру, выполненную с возможностью установки поверх первой таким образом, чтобы в нее можно было поместить листья растений для заваривания в нагретой воде. Первая камера снабжена двунаправленным клапаном, избирательно устанавливающим гидравлическую связь со второй камерой в ответ на приведение толкателя, входящего в комплект второй камеры, в контакт с данным двунаправленным клапаном.

- 1 022929

Перечень чертежей

Прилагаемые чертежи приведены только с целью пояснить конструкцию полностью автоматизированной чайной машины, преимущества которой по сравнению с уровнем техники были перечислены выше, а более подробно описаны далее.

На фиг. 1 представлен в разрезе прибор согласно изобретению, предназначенный для приготовления чая.

На фиг. 2а и 2Ь в двух различных сечениях представлен двунаправленный клапан согласно изобретению, позволяющий избирательно переносить воду в верхнюю камеру.

На фиг. 3 а и 3Ь представлены выпускная и впускная трубки при разных положениях клапана согласно изобретению.

На фиг. 4 показана конфигурация размещения резистора, имеющего повышенную потребляемую мощность, относительно резистора, имеющего меньшую потребляемую мощность.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Как это иллюстрируется прилагаемыми чертежами, изобретение предлагает бытовой электроприбор для приготовления чая традиционным образом, т. е. путем использования раздельных емкостей для кипячения и заваривания (т.е. камер 19 и 15 - см. фиг. 1). Первая камера 19 предназначена для кипячения воды перед завариванием чая, а во вторую камеру 15 помещают чайные листья, завариваемые в горячей воде.

Камеры 19, 15 расположены одна над другой, что позволяет обеспечить тепловой контакт между ними, т. е. тепловая энергия, излученная источником тепла, нагревающим первую камеру 19, передается также и во вторую камеру 15. Для этого основание второй камеры 15 известным образом перекрывает открытый, верхний торец первой камеры 19.

Нагревательное устройство прибора для приготовления чая содержит первое электрическое нагревательное средство 3, сопротивление которого больше, чем у второго электрического нагревательного средства 4, обладающего более низкой рассеиваемой активной мощностью.

Как это характерно для известных решений, во время заваривания потребляемую мощность источника тепла снижают. Температуру в нижней камере можно регулировать посредством нескольких управляющих устройств и датчиков, т.е. хотя температуру в нижней камере 19 можно поддерживать на уровне, близком к кипению, предусмотрена возможность использовать различные схемы управления, позволяющие обеспечить непрерывное или прерываемое питание источника тепла.

Как показано на фиг. 1, к корпусу нижней камеры 19 по изобретению прикреплена ручка 7. Чайная машина, как обычно, снабжена паровым переключателем 10 с кнопкой 9, посредством которой в типичной ситуации можно установить для машины режим кипения.

Верхняя камера содержит показанные на фиг. 1 крышку 14 и ручку 12. Нижняя камера 19 согласно изобретению присоединена к основанию 20 электронагревателя, содержащему электрический разъем 21, сопряженный с электрическим адаптером 1.

Согласно изобретению электроприбор для приготовления чая снабжен электронным блоком 22 управления, позволяющим пользователю включить прибор автоматически в выбранный момент времени или вручную. Камеру 19, в которой кипятится вода, нужно заполнить до включения прибора. Автоматический перенос вскипевшей воды начнется только при условии установления гидравлической связи между нижней и верхней камерами 19, 15, как это будет разъяснено далее.

Согласно изобретению верхняя камера 15 содержит толкатель 16, расположенный по оси которого стержень установлен, с возможностью скольжения, в кожухе пружины, внутри которого пружина 17 смещает шарик, упирающийся в данный стержень. Таким образом, шарик, нагруженный пружиной, находясь в ее кожухе, выполняет функцию двунаправленного клапана 11, избирательно устанавливающего гидравлическую связь с верхней камерой (заварочным чайником) 15.

Когда верхняя камера 15 правильно позиционирована поверх нижней камеры 19, устанавливается гидравлическая связь между выпускной трубкой 5 нижней камеры и входным отверстием трубки 13 верхней камеры 15, внутри которой находится толкатель 16. В результате вскипевшая вода может выливаться из выходного отверстия данной трубки 13 вниз, т.е. на верхнюю сторону чайных листьев, помещенных на дно камеры 15. Как показано на фиг. 2Ь, в отсутствие заварочного чайника 15, правильно позиционированного вместе со своим толкателем 16, приведенным в контакт с двунаправленным клапаном 11, шарик клапана 11 свободно отжимается вверх спиральной пружиной 17. В результате вскипевшая вода, за счет сифонного эффекта поднимающаяся по выпускной трубке 5, поступает, проходя через пружину 17, из верхнего конца трубки 5 обратно в нижнюю камеру 19.

Как указывалось выше, инициирование сифонного эффекта, позволяющего обеспечить перенос вскипевшей воды в заварочный чайник 15, является контролируемым, т.е. зависящим от температуры переносимой воды, поскольку принимается, что для аромата заваренного чая этот фактор является решающим.

Горячая вода, поступающая во впускную трубку 6, проходит из ее входного отверстия вниз и оказывается у выпускной трубки 5, пройдя через промежуточную трубку 2, уложенную по периметру дна

- 2 022929 нижней камеры 19. Поток воды в обратном направлении блокируется клапаном 18, расположенным в нижней части впускной трубки 6. На фиг. 4 показаны выпускная трубка 5 и впускная трубка 6, ориентированные в сторону верхней камеры 15, т.е. перпендикулярно плоскости, в которой параллельно дну нижней камеры 19 расположена промежуточная трубка 2.

Кроме того, на фиг. 4 показано положение нагревательного средства (резистора) 3, имеющего повышенную потребляемую мощность, относительно нагревательного средства (резистора) 4, имеющего меньшую потребляемую мощность. Резистор 3 охвачен по периметру резистором 4, помещенным непосредственно над промежуточной трубкой 2.

Когда вода в нижней камере 19 закипает, паровой переключатель 10 активирует режим поддерживать тепло, и энергия подается, вместо резистора 3, имеющего повышенную потребляемую мощность, только на резистор 4, имеющий меньшую потребляемую мощность.

Резистор 4, имеющий меньшую потребляемую мощность, помещен непосредственно над промежуточной трубкой 2, уложенной по периметру дна нижней камеры 19. Однако вода, перетекающая из впускной трубки 6 в промежуточную трубку 2, непрерывно нагревается резистором 3, имеющим повышенную потребляемую мощность, который, хотя и не расположен в непосредственном контакте с трубкой 2, находится поблизости от нее. В результате вода в трубке 2 начинает производить пар, который, в свою очередь, поступая в расположенный во впускной трубке 6 клапан 18, тем самым блокирует приток воды, проходящий через трубку 6 из нижней камеры 19.

Давление пара, смещая клапан 18 вверх, вынуждает подниматься по выпускной трубке 5 также и нагретую воду. Сифонный эффект, вызванный давлением пара, начинает проявляться примерно при 50°С. После переноса достаточного количества воды по промежуточной трубке 2 давление падает, вследствие чего клапан 18 смещается вниз, снова инициируя тем самым приток воды из трубки 6. Во время нагрева воды в нижней камере 19 этот процесс продолжается в виде циклов.

При подъеме температуры в нижней камере 19 в промежуточную трубку 2 поступает уже нагретая вода, и испарение происходит более быстро. В результате клапан 18 фиксируется в блокирующем положении гораздо раньше, чем при более низких температурах, т.е. в промежуточную трубку 2 поступает меньшее количество воды. Поэтому, чтобы обеспечить перенос воды при более высоких температурах, т. е. при температурах выше 80°С, необходима специальная калибровка клапана 18 по его поверхностной плотности, представляющей собой отношение максимальной площади поперечного сечения клапана к массе клапана. Клапан 18, масса которого превышает требуемый уровень, будет непригоден, т.к. для его фиксирования давление пара окажется недостаточным, и при повышении давления вода вернется в нижнюю камеру 19. С другой стороны, клапан 18, масса которого ниже требуемого уровня, создаст проблему, заключающуюся в том, что его фиксирование произойдет слишком рано, т.е. до того, как промежуточную трубку 2 заполнит достаточное количество воды, а это приведет к существенному замедлению переноса воды в верхнюю камеру 15.

Когда вода в нижней камере 19 закипает, напряжение начинает подаваться не на резистор 3, имеющий повышенную потребляемую мощность, а на резистор 4, имеющий меньшую потребляемую мощность. Сифонный эффект начинает проявляться при температуре в нижней камере 19 на уровне примерно 50°С, и, благодаря тонкой калибровке клапана 18 по поверхностной плотности, непрерывно поддерживается высокая эффективность переноса воды в верхнюю камеру 15, причем температура в камере 15, содержащей чайные листья, достаточно высока, т.е. достигает 90-94°С.

Поверхностная плотность клапана 18 измеряется в мм²/г и равна отношению его максимального поперечного сечения во впускной трубке 6 к массе клапана. В этой связи установлено, что для реализации желаемого эффекта, т.е. для предотвращения фиксирования клапана 18 прежде, чем промежуточная трубка 2 будет заполнена водой, а также чтобы исключить ситуацию, когда давление пара неспособно зафиксировать клапан 18 на месте, т.к. он слишком тяжелый, необходима поверхностная плотность 0,018-0,021 мм²/г. Участку впускной трубки 6, окружающему клапан 18, придана цилиндрическая форма, т.е. этот участок в продольном направлении имеет постоянное поперечное сечение. Предусмотрена возможность поместить у входа впускной трубки 6 механический фильтр 8.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает бытовой электроприбор, имеющий первую камеру 19, предназначенную для кипячения воды, и вторую камеру 15, в которую помещены листья растений для заваривания в нагретой воде, причем имеет место теплопередача от первой камеры 19 ко второй камере 15, которая выполнена с возможностью установки поверх первой камеры 19 таким образом, чтобы основание камеры 15 перекрывало верхний, открытый торец первой камеры 19. Первая камера 19 снабжена двунаправленным клапаном 11, избирательно устанавливающим гидравлическую связь со второй камерой 15 в ответ на приведение толкателя 16, входящего в комплект второй камеры 15, в контакт с данным клапаном 11. Далее первая камера 19 содержит впускную трубку 6, сообщающуюся с нижней камерой 19 и с выпускной трубкой 5, конец которой ведет к клапану 11. Во впускную трубку 6 помещен клапан 18, поверхностная плотность которого составляет 0,018-0,021 мм²/г.

Claims (7)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Бытовой электроприбор для приготовления чая, содержащий первую камеру (19) для кипячения воды и вторую камеру (15), которая находится в тепловом контакте с первой камерой (19) и в которую помещены листья для заваривания в нагретой воде, причем вторая камера (15) выполнена с возможностью установки поверх первой камеры (19) таким образом, чтобы основание второй камеры (15) перекрывало верхний, открытый торец первой камеры (19), при этом первая камера (19) содержит двунаправленный клапан (11), избирательно устанавливающий гидравлическую связь со второй камерой (15) при приведении имеющегося в ней толкателя (16) в контакт с двунаправленным клапаном (11), первая камера (19) содержит впускную трубку (6), которая сообщается с нижней камерой (19) и с выпускной трубкой (5), конец которой ведет к двунаправленному клапану (11), а впускная трубка (6) содержит клапан (18), имеющий поверхностную плотность 0,018-0,021 мм²/г.
2. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что толкатель (16) имеет стержень, установленный с возможностью скольжения в кожух пружины двунаправленного клапана (11), внутри которого расположена пружина (17), смещающая шарик, упирающийся в указанный стержень.
3. 3. Прибор по п.1 или 2, отличающийся тем, что двунаправленный клапан (11) выполнен с возможностью направления нагретой воды обратно в первую камеру (19) в случае отведения от него толкателя (16), входящего в состав второй камеры (15).
4. 4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что впускная трубка (6) сообщается с выпускной трубкой (5) через промежуточную трубку (2), уложенную по периметру дна нижней камеры (19).
5. 5. Прибор по п.1 или 4, отличающийся тем, что выпускная и впускная трубки (5, 6) расположены перпендикулярно по отношению к плоскости, в которой расположена промежуточная трубка (2) и которая параллельна дну нижней камеры (19).
6. 6. Прибор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит первое электрическое нагревательное средство (3), сопротивление которого больше, чем у второго электрического нагревательного средства (4).
7. 7. Прибор по п.6, отличающийся тем, что нагревательное средство (3), имеющее повышенную потребляемую мощность, окружено по периметру нагревательным средством, имеющим меньшую потребляемую мощность, под которым находится промежуточная трубка (2).