Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними

Изобретение относится к бытовым приборам. Устройство представляет собой сосуд (1) с двойными стенками и вакуумом между ними, ко дну внешней стенки которого через теплоизолятор (2) прикреплен сильфон (3) с теплоносителем. Сильфон имеет наконечники (4). Эластичная часть сильфона находится между двойными стенками, неэластичная выступает снаружи внешней стенки. Между сильфоном и внутренней стенкой сосуда образован зазор. При нагревании сильфон контактирует с внутренней стенкой сосуда, передавая тепло посредством теплоносителя. Сосуд позволяет сохранять температуру содержимого, а при необходимости изменять ее, нагревая сосуд снаружи. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к бытовым приборам, а именно к устройствам для хранения и разогрева пищевых продуктов.

Цель изобретения - улучшить работу устройства, известного как сосуд Дьюара (патент США №872795 от 03.12.1907), сделав возможным изменение температуры содержимого сосуда путем теплового воздействия на его внешние элементы, при условии сохранения теплоизолирующих свойств.

В ходе патентного поиска было обнаружено несколько изобретений, частично решающих поставленную задачу.

Известно техническое решение по Авторскому свидетельству СССР №1681836, кл. A47J 41/00, 1988 г. на изобретение «Термос». Термос содержит корпус в виде сосуда Дьюара и электронагреватель. Нагреватель выполнен в виде нанесенной на внешнюю поверхность внутреннего сосуда полупроводниковой пленки. Недостатком устройства является невозможность изменения температуры содержимого сосуда путем теплового воздействия на его внешние элементы.

Известно техническое решение по патенту Японии №3653712, кл. A47J 41/02, 1996 г. на изобретение «Портативный термос и способ его изготовления». Термос содержит электрический нагреватель и теплоудерживающий материал, расположенные внутри термоса, и снабжен электрической схемой управления. Недостатком устройства является невозможность изменения температуры содержимого сосуда путем теплового воздействия на его внешние элементы.

Известно техническое решение по патенту Японии №3207703, кл. A47J 41/02, 1995 г. на изобретение «Металлический термос со сдвоенными стенками и с термостатированием». Внутренняя емкость металлического термоса изготовлена из ферромагнитной нержавеющей стали. Наружная емкость изготовлена из немагнитной нержавеющей стали. В промежутке между емкостями образован вакуум. Электрическое нагревательное устройство образовано из нагревающего индуктора соленоидного типа и из схемы регулирования тока высокой частоты. Термос вставлен внутрь индуктора. Когда в индукторе протекает ток высокой частоты, происходит индукционный нагрев емкостей. Недостатком устройства является невозможность изменения температуры содержимого сосуда путем теплового воздействия на его внешние элементы.

Известно техническое решение по патенту Германии №04329138, кл. A47J 41/02, 1993 г. на изобретение «Термос». Термос состоит из емкости, имеющей двойные стенки и вакуум между ними. Термос устанавливается своим дном на нагревательную плиту. На одном из участков дна термоса внутренняя и наружная стенки соприкасаются, образуя проводящий тепло мостик. Через этот мостик тепло поступает от нагревательной плиты к находящемуся в термосе напитку. Недостатком устройства является отсутствие тепловой изоляции дна сосуда Дьюара.

В качестве прототипа было выбрано техническое решение, известное по заявке о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними» №2010103762, кл. A47J 41/02, 2010 г. Сосуд позволяет сохранять температуру помещенного внутрь предмета, а при необходимости изменять ее путем нагревания наружной стенки. Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними содержит сильфон с теплоносителем, прикрепленный ко дну наружной стенки с внутренней стороны. Между сильфоном и внутренней стенкой сосуда образован зазор. При нагревании дна сосуда сильфон контактирует с наружной и внутренней стенками сосуда, передавая тепло посредством теплоносителя. В данном случае техническое решение соответствует условию поставленной задачи, однако существует риск перегрева стенки сосуда и потери им теплоизолирующих свойств.

Проблема может быть решена при помощи устройства, представленного на чертеже (в разрезе). Устройство представляет собой сосуд (1) с двойными стенками и вакуумом между ними. Ко дну наружной стенки непосредственно или через теплоизолятор (2) прикреплена эластичная емкость (3) (сильфон) с теплоносителем внутри. Часть эластичной емкости расположена в виде выступа снаружи внешней стенки сосуда, другая часть расположена между двойными стенками. Между эластичной емкостью и внутренней стенкой сосуда образован зазор. Для улучшения теплопередачи в устройстве могут использоваться дополнительные элементы: наконечник (4) эластичной емкости из материала с высокой теплопроводностью, стенка сосуда, состоящая из комбинации материалов с разной теплопроводностью. Для улучшения распределения теплоносителя по внутренней поверхности эластичной емкости может использоваться капиллярно-пористый материал (фитиль).

Устройство работает следующим образом. При отсутствии нагревания эластичной емкости давление, которое создает теплоноситель, мало. Между эластичной емкостью и внутренней стенкой сосуда сохраняется зазор, теплопередача отсутствует. При нагревании эластичной емкости в той части, которая расположенной снаружи внешней стенки сосуда, давление теплоносителя возрастает. Эластичная емкость удлиняется и контактирует с внутренней стенкой сосуда, передавая тепло по принципу тепловой трубы (патент США №3229759 от 02.12.1963 г.). Поскольку непосредственный нагрев наружной стенки сосуда отсутствует, риск ее перегрева значительно снижается.

1. Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними, характеризующийся тем, что к одной из стенок прикреплена эластичная емкость с теплоносителем, которая частично расположена в виде выступа на поверхности сосуда, частично расположена между двойными стенками, с зазором относительно другой стенки и возможностью контактировать с ней в нагретом состоянии.

2. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что между эластичной емкостью с теплоносителем и стенкой сосуда, к которой емкость прикреплена, расположен теплоизолятор.

3. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что конечная часть эластичной емкости с теплоносителем имеет наконечник из материала с высокой теплопроводностью.

4. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что стенка сосуда состоит из комбинации материалов с разной теплопроводностью.

5. Сосуд по п.1, отличающийся тем, что эластичная емкость с теплоносителем содержит капиллярно-пористый материал.