ТЕРМОС КОНСТРУКЦИИ ЗУЙКОВА Российский патент 1996 года по МПК A47J41/00 

Изобретение относится к области быта.

Известен термос, содержащий внутреннюю и внешнюю оболочки и нагреватель.

Этот термос содержит корпус в виде сосуда Дъюара и нагреватель. Нагреватель имеет нанесенную на внешнюю поверхность внутреннего сосуда полупроводниковую пленку, а внутренняя поверхность наружного сосуда покрыта зеркальным слоем.

Полупроводниковая пленка может состоять из оксида олова. Термос по описанию с электроподогревом очень удобен автотуристам, для разогрева детского питания и т.п. а также может быть использован и как обычный термос.

Цель изобретения прототипа, по описанию, уменьшение расхода электроэнергии и повышение удобства эксплуатации. Автор может безотносительно к своему изобретению, заметить существенные отрицательные признаки аналога. В описании аналога правильно отмечено, что это изобретение включает в себя две функции: теплоизоляционную и нагрев пищи в термосе. Функцию теплоизоляции в аналоге осуществляет сосуд Дъюара. Функцию нагрева выполняет внутренний токопроводящий слой из оксида олова. Безотносительно к сырью токопроводящего слоя в прототипе следует отметить два существенных недостатка аналога, которые делают его практически невыполнимым, не эффективным и даже опасным.

Из теории, практики нагревания, в том числе и пищи, жидкой или твердой, известно, что наиболее экономичный и эффективный прогрев осуществляется при расположении источника тепла по низу разогреваемой пищи. При этом следует отметить положительное свойство таких теплоносителей, как воздух и вода подниматься вверх при нагреве. Поэтому эффективнее было бы расположить нагревающий токопроводящий слой равномерно по дну термоса.

При нагревании электрическим током слоя в аналоге сосуд Дъюара не дает осуществить необходимый отвод тепла от токопроводящего слоя и его охлаждение, при это надо отметить и полную герметичность внутреннего воздушного слоя. Поэтому в процессе нагревания пищи в термосе-прототипе возможны либо разрыв (расплавление) токопроводящего слоя, либо разрыв колбы сосуда Дъюара от внутренних тепловых напряжений, безотносительно к сырью токопроводящего слоя в прототипе.

В прямом сравнении с аналогом, изобретенный термос имеет следующие отличительные существенные признаки:
В изобретенном термосе нет сосуда Дъюара. Более того, форма изобретенного термоса могла и не быть цилиндрической. Кроме того, в изобретенном термосе нет необходимости учитывать соотношение между высотой и диаметром колбы, как в сосуде Дъюара.

Токопроводящий слой в изобретенном термосе не выполняет по описанию изобретения функции нагрева пищи в термосе, а выполняет лишь функцию теплоизоляции или термоизоляции. Исходом же тепла от токопроводящего слоя в частности внутрь изобретенного термоса можно пренебречь, так как главным признаком изобретенного термоса является ввод дополнительного, стороннего тепла в теплоизоляционный слой, но не для его нагрева, а для небольшой, как только это возможно, температуры этого слоя по отношению к температуре внутри термоса. Увеличение же температуры теплоизоляционного слоя термоса за счет введения дополнительного внешнего тепла в этот слой должно быть минимальным, насколько это возможно.

Толщину же токопроводящего слоя можно сделать очень тонкой, исходя лишь из требований механической и электрической надежности. Наличие же толщины этого слоя может тем или иным образом привести к увеличению массы электрического тока через поперечное сечение токопроводящего слоя, что может привести в свою очередь к увеличению количества тепла, принудительно и непрерывно вводимого в теплоизоляционный слой изобретенного термоса, что крайне нежелательно. Излучением же тепла внутрь термоса от слоя можно пренебречь. А в целях увеличения надежности работы термоса в крышке термоса следует предусмотреть автоматическую заглушку выпуск по давлению. Повышению же надежности работы изобретенного термоса способствует введение в электрообеспечении термоса стабилизатора тока и ограничителя по его величине сверху. Электрический ток в электрообеспечении термоса может быть как постоянным, так и переменным. Но для уменьшения вводимого непрерывно тепла в теплоизоляционный слой, а также для уменьшения вероятности ухода тепла через стенки термоса, исходя из теории положенной в основу технологии эксплуатации изобретенного термоса и ткани специальной для теплоизоляции, ток предпочтительнее должен быть постоянным. Эффект, по мнению автора, связан с небольшими электрическими токами, естественно и необходимо возникающими по тонкому серебряному слою вследствие разности внутренних энергетических уровней, в свою очередь возникающих из-за разности температур вследствие близкого к ламинарному конвектированию теплоносителей в виде воздуха или жидкости внутри сосуда Дъюара.

При целевом введении в теплоизолирующий токопроводящий слой непрерывно дополнительного тепла силовым образом посредством электрического тока, сырье для изготовления этого слоя может быть любым, но непрерывно токопроводящим во всех направлениях.

Изобретение описывается с помощью чертежей.

1. Фиг. 1 представляет собой схему вертикального разреза изобретенного термоса;
2. Фиг. 2 представляет собой два вида изобретенного термоса;
3. Фиг. 3 описывает температурные теплофизические процессы в теплоизоляционном токопроводящем слое изобретенного термоса.

Перечень позиций с их описанием приведен в таблице.

Для более ясного понимания теплофизических процессов, происходящих в разделительной, токопроводящей оболочке между двумя областями с разными температурами, автор приводит графики изменения температур, по разделительной оболочке до пропускания по этой оболочке тока, и после пропускания по оболочке электрического тока (фиг. 3). Любая разделительная оболочка между двумя объемами с температурами t01

и t02 вблизи поверхностей оболочки, имеет температуру t03. Если t01> t02, то t01>t03>t02. Если по разделительной токопроводящей оболочке пустить импульс тока ( фиг. 3, а) любой амплитуды, пусть самой малой которой можно достичь, то при этом в массе оболочки появляется дополнительное тепло от импульса электрического тока, которое дополняя первоначальное тепло в оболочке с t03 в соответствии с первым законом термодинамики и повышает t03 до t03= t03+Δt03 ( фиг. 3, b)
Для первоначального понимания только что упомянутых теплофизических процессов считаем, что t01= const, t02= const, t03= const, т.е. режим теплопередачи через оболочку является стационарным. Посредством снижения амплитуды импульса тока до минимальной величины, которой только можно достичь, дополнительное тепло вводимое в оболочку также будет очень малым, что в свою очередь делает Δt03 минимально достижимым. Уменьшение же Δt03 до возможного минимума делает температурный напор по обе стороны разделительной оболочки также очень малым, при этом температурный напор в сторону объема с более высокой температурой будет меньше, чем в ту сторону от оболочки, которая имеет более низкую температуру. Поэтому при пропускании импульса тока по слою 2 (фиг. 1) при более высокой температуре внутри термоса, температурный напор от слоя 2 в термос будет меньше, чем в окружающее термос пространство.

При подаче второй пачки импульсов, как на фиг. 3, c, график изменения температуры t03

=t03+Δt03 в разделительной оболочке будет таким, как на фиг. 3, d. То есть разделительная оболочка при расходе очень малого количества дополнительной сторонней энергии, становится непроницаемой для прохождения тепловых потоков, то есть теплоизоляционной.

В случае нестационарных режимов теплопередачи, то есть при t01

= var, t02=var и следовательно t03= var достаточно представить график изменения t03 по времени в виде дискретных полочек-уровней и температуры с t₃ const фиг. 3, d, чтобы свести рассматриваемый процесс теплозадержания к процессу теплозадержания в стационарном режиме теплопередачи. ТТТ1 ЫЫЫ2

Использование: в домашних условиях. Сущность изобретения: термос содержит внутреннюю и внешнюю оболочки, при этом нагревателем является внутренняя оболочка, подсоединяемая к источнику постоянного тока. 3 ил., 1 табл.

Термос, содержащий внутреннюю и внешнюю оболочки и нагреватель, отличающийся тем, что нагревателем является внутренняя оболочка, подсоединяемая к источнику постоянного тока.