ТЕРМОС Российский патент 1994 года по МПК A47J41/02 

Изобретение относится к бытовой технике, конкретнее к термосам с металлической колбой и вакуумной изоляцией.

По сравнению с широко распространенными термосами с тонкостенными стеклянными вакуумированными колбами, преимуществом термосов с вакуумированными металлическими колбами является их высокая прочность и долговечность. Как правило, такие колбы изготавливают из нержавеющей стали.

Однако недостатком таких термосов является повышенная теплоотдача через вакуумную полость колбы за счет лучистого теплообмена, обусловленная относительно более высокой степенью черноты полированной нержавеющей стали по сравнению с зеркальным серебряным покрытием стеклянных термосов.

Известны термоса, в которых на поверхность нержавеющей стали, обращенную к вакуумной полости, наносится многослойное покрытие из одного или нескольких слоев никеля, на которые может быть нанесен слой меди или серебра [1].

Известен термос, в котором стенки со стороны вакуума покpыты слоем стекла, на которое нанесено зеркальное покрытие из серебра [2].

Недостатком таких термосов является технологическая сложность нанесения многослойных покрытий, а тем более остекловывания металлической поверхности, причем покрытие должно отсутствовать на тех участках колб, где производится их сварка.

Известны термосы с вакуумированной металлической колбой для уменьшения лучистого теплообмена, где используется вакуумно-порошковая изоляция [3].

Однако засыпка полости бронзовой пудрой с последующим вакуумированием является сложной технологической операцией.

С целью уменьшения теплопередачи для заполнения межстенного пространства термоса используется вакуумно-многослойная изоляция, состоящая из экранов-отражателей, выполненных из алюминиевой фольги, и экранов-поглотителей, изготовленных из сплава алюминия с церием, при этом экраны-поглотители размещены между экранами-отражателями [4].

Данная конструкция чрезвычайно сложна и нетехнологична, поскольку в ней используется много экранов, заполняющих все межстенное пространство. Наличие экранов-поглотителей необходимо только из-за недостаточной вакуумной плотности материалов стенок внутренней и внешней колб, а также втулки, в горловине, соединяющей внутреннюю и внешнюю колбы. Кроме того, трудности заключаются как в изготовлении экранов вследствие их сложной формы, так и в сохранении эквидистантности в межстенном пространстве.

Целью изобретения является улучшение технологичности и снижение себестоимости.

Это достигается в термосе, включающем внутреннюю и внешнюю колбы, соединенные в области горловины с образованием вакуумной полости между ними, экранную изоляцию, размещенную в вакуумной полости, откачной штангель, пробку, экранная изоляция состоит из одного экрана, выполненного из фольги в виде полого цилиндра с отбортовками наружу, экран зафиксирован от перемещения в радиальном направлении упором отбортовок во внешнюю колбу, а в вертикальном направлении упором их сверху в коническую часть горловины, а снизу - в дно внешней колбы.

Кроме того, экран соединен по образующей "сшивкой", отбортовки экрана выполнены из отогнутых наружу лепестков, расположенных рядом друг с другом по всей окружности экрана, а колбы выполнены из нержавеющей стали и соединены в области горловины сваркой.

Выполнение экранной изоляции, состоящей из одного экрана из фольги, улучшает технологичность изготовления и снижает себестоимость термоса. Кроме того, как показали расчеты, добавление еще одного экрана в предлагаемую конструкцию термоса нецелесообразно, так как температура содержимого через 24 ч оказывается выше всего на 2-3^оС. Следовательно существенное усложнение конструкции не окупается соответствующим повышением качества изделия.

Выполнение экрана в виде полого цилиндра с отбортовками наружу также соответствует поставленной цели и обусловлено тем, что экран располагается в цилиндрической части колбы, так как площадь цилиндрической части колбы в несколько раз больше площади дна, и основной поток тепла идет в этой части, и, кроме того, дно колбы всегда закрыто пластмассовой или металлической подставкой, защищающей от повреждений откачной штенгель. Вследствие низкой теплопроводности пластмассы и воздушной прослойки поток тепла через дно колбы снижен. По аналогичным причинам: малая площадь, горловина закрыта крышкой термоса, снижающей теплоотдачу, нецелесообразно располагать экран и в области горловины колбы.

Соединение экрана по образующей "сшивкой" позволяет получить надежное и простое соединение.

Небольшая масса экрана (7 г) позволяет фиксировать его внутри вакуумной полости с помощью отбортовок, которые обеспечивают центрирование экрана внутри вакуумной полости и эквидистантность относительно внешней и внутренней колб. Фиксация по высоте обеспечивается тем, что отбортовки снизу упираются в начало сферического дна внешней колбы, а сверху - в коническую часть ее горловины.

Выполнение отбортовок в виде отогнутых наружу лепестков, расположенных рядом друг с другом по всей окружности экрана, более облегчает изготовление экрана. Фиксация экрана в вакуумной полости с помощью таких отбортовок приводит к тому, что тепловой контакт экрана с внешней колбой осуществляется только в отдельных точках, что обеспечивает высокое термическое сопротивление и практически исключает передачу тепла от экрана внешней колбе путем теплопроводности.

При выполнении колб из нержавеющей стали и соединении их в области горловины сваркой полностью исключается натекание газов через микропоры стенок колб в вакуумную полость, поэтому отпала необходимость в экранах-поглотителях, что в итоге приводит к повышению технологичности и снижению себестоимости, а кроме того, повышает долговечность термоса.

На фиг. 1 показан разрез термоса; на фиг. 2 - экран; на фиг. 3 - то же, план.

Он содержит внутреннюю колбу 1, внешнюю колбу 2, экран 3 из фольги, установленный в вакуумной полости, с отбортовками 4 наружу, откачной штенгель 5, подставку 6, пробку 7 и крышку 8.

На фиг. 2 показан экран 3 с отбортовкамии 4 и "сшивкой" 9. Отбортовка экрана изготовлена в виде отогнутых наружу лепестков 10.

Время остывания горячей жидкости (95^оС), залитой в термос, через 24 ч сохраняет температуру около 60^оС.

Использование: в бытовой технике, а именно - в термосах. Термос содержит соединенные у горловины внутреннюю и внешнюю колбы с образованием вакуумной полости между ними, размещенную в последней изоляцию, включающую экран, изготовленный из фольги, откачной штенгель, при этом экран изоляции выполнен в виде полого цилиндра с отбортовками в верхней и нижней частях для предотвращения перемещения в радиальном и вертикальном направлениях, при этом верхняя отбортовка контактирует с конической частью горловины, а нижняя - с дном внешней колбы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ТЕРМОС, содержащий соединенные у горловины, имеющей коническую часть, внутреннюю и внешнюю колбы с образованием вакуумной полости между ними, размещенную в последней изоляцию, включающую экран, изготовленный из фольги, откачной штенгель и пробку, отличающийся тем, что экран изоляции выполнен в виде полого цилиндра с отбортовками в верхней и нижней частях для предотвращения перемещения в радиальном и вертикальном направлениях, при этом верхняя отбортовка контактирует с конической частью горловины, а нижняя - с дном внешней колбы. 2. Термос по п. 1, отличающийся тем, что экран по образующей имеет шовное соединение. 3. Термос по п.1, отличающийся тем, что отбортовки экрана выполнены в виде расположенных по окружности цилиндра примыкающих один к другому отогнутых лепестков. 4. Термос по п.1, отличающийся тем, что колбы изготовлены из нержавеющей стали и соединены у горловины сваркой.