САМОВАР КОМБИНИРОВАННЫЙ Российский патент 2015 года по МПК A47J27/21 

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека, в частности к бытовым приборам и устройствам для кипячения воды.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является сокращение удельного расхода топлива на подогрев воды, повышение температурной безопасности внешней поверхности (стенки) самовара для людей, сохранение биологической активности кипяченой воды и ее температуры во времени при применении любого вида тепловой энергии для подогрева, повышение потребительских свойств устройства, сохранение исторического разнообразия внешнего вида - фасонов, удовлетворение художественно-эстетических запросов потребителей.

Уровень техники.

Известны самовары, содержащие корпус (тулово, стенку), ручки для переноски с валиком-держаком, жаровую трубу (кувшин), круг, крышку, отдушник, конфорку, заглушку, личинку (репеек), кран со стеблом, решетку колосниковую, поддувало, шейку, поддон (Самовары России. Популярная энциклопедия. - 2-е изд., переработанное и дополненное. М., 2010 г., с.10-16).

Известен самовар, содержащий корпус (стенку) с наливным отверстием в верхней части и выпускным отверстием в нижней части, жаровую трубу (кувшин), размещенную концентрично в полости корпуса, кран для закрывания выпускного отверстия, крышку наливного отверстия с расположенными симметрично относительно центральной оси двумя ручками, заглушку с ручкой (шишкой) для жаровой трубы, конфорку, электронагревательный элемент с двумя хвостовиками и контактными штырями на них для двухжильного шнура, нагревательная часть которого расположена в полости между жаровой трубой и корпусом. Хвостовики закреплены на крышке наливного отверстия, а контактные штыри размещены в ручках и образуют с ними одноконтактные электроразъемы, при этом двухжильный шнур выполнен разветвленным на два одножильных провода. Самовар предназначен для кипячения воды посредством либо электрической энергии с помощью электронагревательного элемента, размещенного между жаровой трубой и корпусом, либо энергии сгорания древесного топлива, горящего в жаровой трубе, или горящим газом над газовой конфоркой при заполнении жаровой трубы материалом, обладающим высокой теплоемкостью и теплоотдачей (Патент РФ №2073995 C1. Самовар. - МПК₆: A47J 27/21. - Бюл. №6, 27.02.97).

Недостатками известного аналога являются малая площадь поверхности электронагрева при соприкосновении с водой, следствием чего можно считать необходимость чрезмерно высокого температурного перепада между электронагревательным элементом и водой, понижающий биологическую активность воды при кипячении и усиливающий отложение накипи на греющей поверхности при электронагреве, высокая наружная температура корпуса (стенки) самовара - до 100°C при вскипании воды с возможностью ожога кожи в случае прикосновения к нему.

Известен также самовар, содержащий сосуд (стенку) с краном, крышку, жаровую трубу (кувшин) для кипячения воды, симметрично расположенную внутри сосуда и свободно проходящую через центральное отверстие крышки, в основании трубы выполнены колосниковая решетка и поддувало, последним сосуд закреплен на основании (поддоне), электронагревательный элемент с хвостовиками, соединенными штырями с гнездовой частью штепсельного разъема двухжильного шнура, сверху трубы насажены конфорка и заглушка, при этом сосуд выполнен с двумя ручками для переноса самовара, а крышка - с двумя ручками (шишками) для снятия и установки ее на сосуд с трубой при заполнении самовара водой, расположенными симметрично относительно трубы, электронагревательный элемент расположен в теплопоглощающем элементе, помещенном внутрь жаровой трубы и контактирующем с ее стенкой, а хвостовики электронагревательного элемента проведены через колосниковую решетку и поддувало и соединены со штепсельной вилкой, расположенной в гнезде, выполненном сбоку основания (поддона), для наружного соединения с гнездовой частью штепсельной розетки двухжильного шнура; теплопоглощающий элемент выполнен в виде сплошного цилиндра, образующая поверхность которого контактирует со стенкой жаровой трубы, а основание закреплено на колосниковой решетке; теплопоглощающий элемент введен в жаровую трубу со стороны поддувала; в теплопоглощающем элементе вдоль трубы выполнены сквозные каналы, сообщающие поддувало с конфоркой через отверстия в заглушке трубы; в крышке сосуда выполнено отверстие, в котором установлен сигнализатор кипячения воды. (Патент РФ №2284741 C1. Самовар. - МПК₆: A47J 27/21. - Бюл. №28, 10.10.06.) Данное устройство принято за прототип.

К недостаткам устройства, принятого за прототип, следует отнести исключение возможности применения в нем различных видов энергии (тепловой энергии древесного топлива над колосниковой решеткой, природного и сжиженного газа со сжиганием над колосниковой решеткой), высокую наружную температуру корпуса (стенки) самовара - до 100°C при кипении воды с возможностью ожога кожи в случае прикосновения к нему. Не соблюдается также точное определение слова «Самовар», включенное в толковые словари русского языка: «Самовар - металлический прибор для кипячения воды с топкой внутри, наполняемой угольями» (С.И.Ожегов Толковый словарь русского языка. М. Оникс, 2009 г.; Е.Д.Терехова. Большой толковый словарь русского языка. М, ООО «Дом славянской книги», 2009 г.).

Раскрытие изобретения

Главной в конструкции устройства - самовара является эффективность передачи тепла воде от теплоносителя (углей, другого твердого и газообразного топлива, электронагревательного элемента) с наибольшим коэффициентом полезного действия при теплопередаче, а также сохранение температуры полученной горячей воды в течение продолжительного времени и обеспечение безопасности его наружной поверхности для человека в случае соприкосновения самовара с кожным покровом.

Известно, что основное уравнение теплоотдачи связывает количество переданного тепла от более нагретого тела менее нагретому со всеми составляющими следующим общеизвестным уравнением: Q=α·F·(t_б-t_м) кДж/кг. При прочих равных условиях, чем больше поверхность F соприкосновения тел с разными температурами, тем больше будет передано тепла от более нагретой поверхности к менее нагретому веществу и тем быстрее нагреется определенный объем воды при неизменном перепаде температур.

Передача тепла Q₁ к воде в угольном русском самоваре (фиг.2) происходит по поверхности жаровой трубы F₁=π·d·h с высотой участка теплообмена h, а потери тепла в окружающую воздушную среду от нагретой воды Q₂ происходят по поверхности стенки самовара с той же высотой F₂=π·D·h. Основные числовые пропорции русского самовара наиболее распространенного фасона «банка» по соотношению диаметров усредненно D:d=1,8. Тогда F₂=1,8·F₁ и в соответствии с основным уравнением теплообмена, теплоприток от поверхности жаровой трубы Q₁=α₁·F₁·(t_топл-(воды), а теплопотери через стенку в количественном выражении Q₂=α₂·1,8·F₁·(t_воды-t_{окр.воздуха}) растут в 1,8 раза быстрее, чем увеличивается температура нагреваемой в самоваре воды. Это понижает коэффициент использования органического топлива и электроэнергии. В других фасонах самовара, называемых фигурными (фиг.3 и фиг.4), отношение суммарной площади наружной поверхности стенки к внутренней поверхности жаровой трубы еще больше, соответственно растет доля теплопотерь. В предлагаемой конструкции, отношение внешней поверхности емкости-вставки к внутренней поверхности жаровой трубы существенно уменьшено и является постоянным вне зависимости от фасона самовара. Помимо того, воздушный термоизолирующий зазор между внутренней поверхностью стенки и емкостью-вставкой препятствует образованию внешних конвекционных потоков воздуха, чем существенно уменьшает теплоотдачу от горячей воды в окружающую среду и понижает температуру наружной поверхности стенки до безопасной температурной величины ниже допустимой величины 60°C. Тем самым осуществляется так называемый мультипликативный эффект снижения тепловых потерь.

Сущность изобретения, как предложенного технического решения, поясняется следующими чертежами - фигурами 1, 2, 3 и 4.

На фиг.1 показана емкость-вставка в цилиндрическом и коническом исполнениях.

На фиг.2 показан разрез предлагаемой конструкции самовара комбинированного, вид сбоку, с направлениями тепловых потоков (греющих воду, а также теплопотерь).

На фиг.3 показаны виды спереди с разрезами для различных фасонов предложенного самовара с цилиндрической емкостью-вставкой.

На фиг.4 показаны виды спереди с разрезами для различных фасонов предложенного самовара с конической емкостью-вставкой.

Согласно фиг.1, пространство для воды объединено по нижней границе с жаровой трубой и образует единую самостоятельную деталь 1, называемую емкостью-вставкой с кольцевой выдавленной внутрь выемкой уровня воды, приваренными к ней снизу зацепами байонетного поворотного соединения 2 и вваренной бобышкой 3 с резьбовым отверстием для вворачивания стебла водоразборного крана в положении, когда байонетное соединение емкости-вставки 1 находится в зацеплении с основанием самовара. Так осуществляется надежная фиксация емкости-вставки в корпусе (стенке), которая обеспечивает неразъемное целостное состояние самовара в период его эксплуатации. Применение емкости-вставки обеспечивает легкую очищаемость ее внутренней поверхности, высокую ремонтопригодность составляющих его деталей, а также наличие воздушного зазора между ее внешней поверхностью и стенкой (фиг.2). Воздух обладает наилучшими тепло-изолирующими характеристиками из всех известных материалов. Электронагревательный элемент размещен со стороны большей площади наружной поверхности емкости-вставки по окружности с1вставки, что согласно условиям теплопередачи позволяет при сохранении количества передаваемого тепла существенно снизить температуру электронагрева с сопутствующим снижением накипеобразования внутренней поверхности нижней части емкости-вставки 1.

Согласно фиг.2, самовар комбинированный в сборе содержит емкость-вставку 1 с зацепами 2 байонетного поворотного соединения, бобышку 3 для вворачивания стебла, термоизлучающий электронагреватель 4, сосуд (стенку) 5 с ручками 6 для переноса, кран 7 со стеблом, репеек 8, крышку 9 с отверстием по центру, крепежными элементами 10 для крепления термоизоляции, отдушником 11 для выпуска пара, ручками-«шишками» 12, конфорку 13, заглушку 14 с термоизолированной ручкой 15, колосниковую решетку 16, поддувало 17 с шейкой, поддон 18, крышку зольника 19, гнездо из пластика 20 для колодки двух/трехжильного сетевого электрошнура - под присоединение холодного вывода.

Согласно фиг.3, с цилиндрической емкостью-вставкой геометрически совмещаются следующие фасоны самоваров: банка (гладкая, буфетная, восьмигранная, для пикника), кастрюля (малая, большая), братина, желудь, полуяйцо, пасхальное яйцо, шар (гладкий, паук, дольками), арбуз (гладкий, дольками), груша царская лощатая, ваза (гладкая, дольная, лощатая, с медальонами, флорентийская, египетская), кратер (греческий, дольный), тюльпан, пламя, бочонок (стоя, на боку), барышня, кувшин лощатый, кубок гладиатора, пушка, пуля, походный (куб, цилиндр, восьмигранник-«кабачок», гранный с выемками), теремок, эллипс, цилиндр, фонтан, пирамидка, гайка (шестигранная, восьмигранная).

Согласно фиг.4, с конической емкостью-вставкой геометрически совмещаются следующие фасоны самоваров: яйцо, полушар, дуля-груша (гладкая, дольная, дольная винтом, с овалами, лощатая), амфора, капля, полуваза (гладкая, дольная, лощатая, овалами, вогнутая с зеркалами, ромашка), ваза (ампир, тевтонский рыцарь), репа (гладкая, лощатая, с медальонами), рюмка (гладкая, с овалами, византийская, штихельная), рюмка в рюмке, ферзь (классический, малый, большой), бокал (гладкий, византийский), кубок (чулок, скифос, гранный),

Отличительные признаки заявленного технического решения от прототипа: для содержания подогреваемого объема воды предусматривается топологически единая гладкая изнутри тороидальная поверхность (емкость-вставка), соединяющая в себе сосуд с жаровой трубой по ее оси и две зоны подогрева воды снаружи емкости-вставки разными видами энергии через ее тонкостенный металл - от сжигания органического топлива в основании жаровой трубы, а также от электрорезистивного подогрева в нижней наружной зоне емкости-вставки. Конструкция емкости-вставки исключает необходимость ввода электрорезистивных элементов внутрь водного объема, чем предотвращается вероятность нарушения требований безусловного разделения воды с токовыми контактами.

Синергетический сверхсуммарный эффект в предлагаемом устройстве определяется формированием двух функционально разных пространств в едином общем объеме конструкции: для заполнения водой с последующим ее нагревом, для воздушного термоизолирования объема воды с возможностью размещения в появившемся воздушном пространстве дополнительных устройств - датчиков температуры воды, уровня воды в емкости-вставке, постоянных магнитов, бесконтактных приемников сигналов с удаленного пульта управления, регуляторов мощности, скорости и времени электронагрева, сигнализаторов кипения, программаторов электронных различного функционального назначения, электронных звуковых записывающих и воспроизводящих устройств, резонаторов, таймеров, устройств удаления накипи, устройств отключения силовых электроэлементов в случае превышения безопасной температуры электронагрева с обеспечением доступа к ним для осмотра и ремонта при разъединении базовых деталей. Термоизолирующее воздушное пространство сильно сокращает тепловые потери нагреваемой воды в окружающую среду, чем обеспечивается лучшее использование разных видов топлива и электроэнергии по их основному назначению - на получение горячей воды. Кроме того, возможность извлечения емкости-вставки дает возможность доступа внутрь жаровой трубы для оснащения ее различными элементами, улучшающими теплоотдачу от горения традиционных видов твердого топлива - нанесения покрытия типа «черное тело», размещение медных вставок с оребрением к оси жаровой трубы, которые увеличивают тепловосприятие от пламени и жара. Появляется возможность установки газовых и электрических устройств нагрева в широкой части жаровой трубы, их обслуживания, замены, изъятия.

Предлагаемая конструкция допускает ряд следующих вариантов ее исполнения.

- Разделение сосуда на емкость-вставку 1 и корпус (стенку) 5 позволяет получать корпус (стенку) напылением металла требуемой толщины на предварительно изготовленную деревянную болванку со сложной фигурной (фасонной) поверхностью и цилиндрическим/коническим отверстием внутри под установку емкости-вставки.

- Снижение теплопотерь в самоваре обеспечивается также тем, что крышка 9 выполнена двойной с наличием закрытого пустого пространства между наружной и внутренней ее поверхностями.

- Регулирование интенсивности горения топлива в жаровой трубе, являющейся частью емкости-вставки 1, осуществляется тем, что верхняя часть жаровой трубы имеет выдавленные изнутри наружу по винтовой линии выступы в виде полусфер, а заглушка 14 - выдавленную наружу полукруглую винтовую канавку для навинчивания на выступы жаровой трубы.

- Индикация недопустимых режимов работы самовара конструктивно обеспечивается тем, что емкость-вставка 1 оснащена датчиком уровня воды в ней, а показатели датчика через воздушный зазор между емкостью-вставкой 1 и корпусом (стенкой) 5 выведены на лицевую грань поддона 18.

- Регулирование температуры нагрева воды контролируется датчиком температуры нагрева внешней стенки емкости-вставки 1, размещенным в воздушном зазоре между емкостью-вставкой 1 и корпусом (стенкой) 5, а сам датчик выполнен улавливающим инфракрасное излучение с выдачей сигнала на отключение электронагрева в случае превышения температуры стенки выше заданной величины.

- Безопасность электроподогрева воды поддерживается за счет того, что электронагреватель действует только при наличии воды в емкости-вставке 1 не менее чем 0,3 ее объема.

- Биологическая сохранность нагреваемой воды поддерживается тем, что нижняя часть внутренней поверхности емкости-вставки 1, в которую наливают воду, покрыта тонким слоем драгоценного металла, например, серебра с бактерицидным воздействием на воду.

- Для подогрева меньших объемов воды с сохранением ее верхнего уровня, во внутреннем объеме емкости-вставки 1 свободно размещен дополнительный цилиндрический объемный вытеснительный элемент для уменьшения количества воды на одно заполнение и сокращения времени ее закипания.

- Для ускорения процессов восприятия тепла водой в процессе ее нагрева, во внутренней поверхности емкости-вставки 1 свободно установлен кольцевой гофрированный элемент-разделитель конвективных циркуляционных потоков воды с опорой гофр на внешнюю поверхность жаровой трубы (при жаровом подогреве), или на внутреннюю цилиндрическую стенку емкости-вставки 1 (при электрическом подогреве).

- Сокращение теплопотерь через боковую поверхность емкости-вставки 1 осуществляется с помощью того, что наружная цилиндрическая поверхность емкости-вставки 1 покрыта термоизолирующим материалом.

- Регулирование интенсивности электроподогрева воды обеспечивается тем, что на наружной поверхности емкости-вставки 1 размещены два нагревательных резистивных элемента различной мощности нагрева со своими отключающими устройствами. Один элемент большой мощности обеспечивает быстрый подогрев воды до ее закипания, а другой элемент с мощностью от 0,01 до 0,05 от мощности первого обеспечивает длительное поддержание температуры горячей воды.

- Обеспечение наилучших режимов подогрева воды с сохранением ее биологической ценности соблюдается за счет того, что нагревательные элементы, размещаемые на наружной электроизолированной поверхности емкости вставки 1 в ее нижней части, выполнены из углеродно-волокнистой ленты, которая поддерживает среднелогарифмическую оптимальную разность температур 30°С между ними и водой при передаче тепла воде.

- Быстрый переход с режима интенсивного электронагрева на замедленный осуществляется за счет того, что нагревательные элементы выполнены в виде толстопленочных большой и малой мощностей с полностью разделенным электропитанием, нанесенных на покрытую керамикой донную внешнюю часть емкости-вставки 1.

- Расширение технических возможностей самовара в предложенной конструкции обеспечивается тем, что в пространстве между корпусом (туловом) 5 и емкостью-вставкой для воды 1 расположена программируемая электронная микросхема с таймером, или коротким музыкальным сигналом, или проигрывателем записанной речевой фразы, включаемая дистанционно.

- Оптимизация управления электронагревом воды конструктивно обеспечивается тем, что в пространстве между корпусом (туловом) 5 и емкостью-вставкой 1 для воды расположено микропроцессорное устройство управления электроподогревом с заданием режима нагревания во времени, отключением нагрева при начале закипания и последующим поддержанием температуры воды во внутреннем сосуде в заданных пределах, с выводом панели управления параметрами на внешнюю часть корпуса (тулова) 5 с диаметрально противоположной стороны от стебла с краном разбора воды 7.

- Повышение прочности сосуда (стенки) 5 достигается тем, что пространство между стенкой 5 и емкостью-вставкой для воды 1 заполнено сотовой ячеистой облегченной конструкцией, обеспечивающей одновременно высокие прочностные и термоизоляционные свойства в заполняемом ею пространстве.

- Плавность регулирования подводимой электрической мощности в процессе подогрева воды обеспечивается за счет того, что устройство поддержания температуры воды в заданных пределах выполнено по импульсной схеме подключения электроэнергии.

- Усиление акустических характеристик при подогреве воды достигается за счет того, что в пространстве между стенкой 5 и емкостью-вставкой для воды 1 установлено электронное звукоусиливающее устройство для управления силой характерного звука различной тональности в самоваре при закипании воды - «пения» самовара.

- Недопущение аварийных режимов работы при электроподогреве воды реализуется за счет того, что в пространстве между стенкой и емкостью-вставкой для воды размещен биметаллический отключатель электропитания при повышении температуры внешней стенки емкости-вставки выше 120°С в ее нижней части.

- Поддержание стабильных режимов нагрева воды во времени при использовании любых видов топлива, а также при электроподогреве, осуществляется за счет того, что к емкости-вставке 1 для воды прикреплено устройство с ультразвуковым излучателем для периодической очистки внутренней поверхности емкости-вставки 1 от накипи.

- Для максимального восприятия тепла сжигаемого органического топлива, жаровая труба (кувшин) емкости-вставки 1 имеет покрытие типа «черное тело» на внутренней поверхности цилиндра до его сужения в верхней части.

- Для сохранения эффекта жарового подогрева воды в случае применения электроэнергии, в жаровой трубе емкости-вставки 1 размещен нагревательный элемент инфракрасного излучения с тепловым потоком в пределах от 24 до 60 кВт/м², падающим на внутреннюю поверхность жаровой трубы.

- С целью улучшения эффективности теплопередачи от сжигаемого органического топлива к воде, внутрь жаровой трубы в ее расширенную часть плотно вставлен тонкостенный медный цилиндр с развитой тепловоспринимающей поверхностью (оребрением), направленной к центру теплового излучения.

- Для поддержания биологической ценности горячей воды в процессе ее разбора, кран со стеблом 7 выполнен из немагнитного сплава, по оси которого внутри стебла установлена нержавеющая тонкостенная трубка для прохода воды, причем скрытую в корпусе (тулове) часть стебла охватывает постоянный магнит силой от 2000 до 3000 Э с магнитным полем 2 тл для омагничивания воды, проходящей по трубке во время ее разбора.

Предложенная конструкция самовара позволяет также использовать комбинированный вариант с включением в работу одновременно двух энергоносителей (традиционного твердотопливного и электрического) и двух поверхностей нагрева воды внутри емкости-вставки (внутренней и наружной), что резко увеличивает количество передаваемого воде тепла и не требует интенсификации процесса нагрева с сопутствующими ему негативными явлениями на границе «нагревательный элемент-вода». Нагреваемая вода, таким образом, находится под благоприятным среднелогарифмическим температурным напором в пределах 30°С, поэтому сохраняет свою биологическую ценность. С наличием емкости-вставки отпадает необходимость покрытия внутренних сложных поверхностей корпуса (стенки) металлом, разрешенным для контактирования с питьевой водой, а также конструктивно облегчается сохранение исторического множества фасонов, чем безусловно соблюдается преемственность культурной идентификации самовара, как русского художественного металла, помимо его утилитарной функции водогрейного сосуда.

Приведенный в заявке анализ уровня техники позволяет установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного самовара, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что предлагаемые отличия не следуют явным образом из уровня техники. Заявляемое техническое решение, таким образом, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Самовар работает следующим образом.

А). В режиме жарового самовара. Снимают последовательно заглушку 14, конфорку 13 и крышку 9 с верхней части внутренней емкости-вставки 1. Емкость-вставку 1 заполняют питьевой водой до верхней отметки-пояска и устанавливают на место крышку 9 и конфорку 13. Затем самовар, заполненный водой, поднимают за две ручки 6 и устанавливают в пожаробезопасном и вентилируемом месте с опорой поддона 18 на твердое основание. В жаровую трубу емкости-вставки 1 укладывают растопку в виде бумаги, древесных лучинок, мелких деревянных чурочек, после чего зажигают их и дают разгореться. Как только пламя становится бездымным, в жаровую трубу емкости-вставки 1 засыпают порцию кусков древесного угля примерно на 1/3 высоты. При необходимости усиления тяги, сверху на жаровую трубу надевают приставку для удаления дымовых газов. После закипания воды, на трубу устанавливают заглушку 14, кипятком заваривают чай в заварочном чайнике. Заваренный чай разливают в чашки посредством открытия крана 7, а при необходимости, чашки доливают кипяченой горячей водой из крана самовара.

Б). В режиме электрического самовара. Снимают последовательно заглушку 14, конфорку 13 и крышку 9 с верхней части внутренней емкости-вставки 1. Емкость-вставку 1 заполняют питьевой водой до верхней отметки - пояска и устанавливают на место крышку 9 и конфорку 13. Затем самовар, заполненный водой, поднимают за две ручки 6 и устанавливают в пожаро-электробезопасном месте с опорой поддона 18 на твердое основание. Соединяют гнездовую часть штепсельной розетки со штепсельной вилкой, расположенной в гнезде 20, после чего противоположный конец двух/трехжильного шнура вилкой включают в электрическую сеть. Электрический ток поступает в электронагревательный элемент 4, расположенный снаружи емкости-вставки 1, заполненной водой, нагревает воду в емкости-вставке до кипения. После закипания воды, подачу электроэнергии отключают. Кипятком из крана 7 заваривают чай в заварочном чайнике. Заваренный чай разливают в чашки, а при необходимости, чашки доливают кипяченой горячей водой из крана самовара.

В). В режиме комбинированного самовара. Снимают последовательно заглушку 14, конфорку 13 и крышку 9 с верхней части внутренней емкости-вставки 1. Емкость-вставку 1 заполняют питьевой водой до верхней отметки - пояска и устанавливают на место крышку 9 и конфорку 13. Затем самовар, заполненный водой, поднимают за две ручки 6 и устанавливают в пожаробезопасном и вентилируемом месте с опорой поддона 18 на твердое основание. В жаровую трубу емкости-вставки 1 укладывают растопку в виде бумаги, древесных лучинок, мелких деревянных чурочек, после чего зажигают их и дают разгореться. Как только пламя становится бездымным, в жаровую трубу емкости-вставки 1 засыпают порцию кусков древесного угля примерно на 1/4 высоты. При необходимости усиления тяги, сверху на жаровую трубу надевают приставку для удаления дымовых газов. Когда исчезнет дым, трубу снимают, соединяют гнездовую часть штепсельной розетки со штепсельной вилкой, расположенной в гнезде 20, после чего противоположный конец двух/трехжильного шнура вилкой включают в электрическую сеть. Электрический ток поступает в электронагревательный элемент 4, расположенный снаружи емкости-вставки 1, заполненной водой. После закипания воды, подачу электроэнергии отключают, а тепло от тлеющего угля регулируют установкой заглушки 14 (полностью или частично) на жаровую трубу. Кипятком из крана 7 заваривают чай в заварочном чайнике. Заваренный чай разливают в чашки, а при необходимости, чашки доливают кипяченой горячей водой из крана самовара.

Техническим результатом предлагаемого устройства является уменьшение накипеобразования и тепловых потерь при передаче тепловой энергии к воде, поддержание оптимального температурного напора в процессе подогрева, снижение наружной температуры стенки самовара до безопасной для человека величины. Единообразие емкости-вставки по размерам и объему в различных формах самоваров позволяет применять одинаковые по мощности элементы нагрева и регулирования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном самоваре, содержащем закрепленный на основании сосуд (стенку) с двумя ручками для переноса, кран со стеблом, репеек, крышку с отверстием по центру и двумя ручками, круг, конфорку, заглушку, колосниковую решетку и поддувало, шейку, поддон, сосуд (стенка) выполнен составным с размещением внутри него легко очищаемой емкости-вставки для воды и одновременным образованием между ними воздушного пространства для размещения в нем различных элементов индикации, механизмов и устройств управления работой самовара, при этом наружная часть сосуда (стенки) является декоративно-защитной и термоизолирующей, внутренняя емкость-вставка для воды выполнена единой неразъемной деталью и соединяет в себе жаровую трубу (кувшин) соосно по ее низу с нижней частью емкости для воды, имеющей снаружи форму полого цилиндра или конуса вершиной вниз с обозначенным выдавленным внутрь кольцевым пояском верхнего уровня воды, развальцованным наружу верхним опорным краем и электронагревательным элементом, закрепленным по наружному периметру емкости-вставки в нижней ее части, а вся емкость-вставка зафиксирована внутри сосуда (стенки) на его основании байонетным соединением и ввернутым на резьбе стеблом, проходящим сквозь отверстие в репейке, при этом крышка оснащена необходимыми элементами для закрепления на ней термоизоляционных влагоустойчивых материалов.

Положительный эффект от применения устройства выражается в более экономном расходовании топлива и электроэнергии на подогрев воды, повышении температурной безопасности его внешних поверхностей, сохранении исторического разнообразия фасонов самоваров, расширении функциональных возможностей индикации основных параметров нагрева воды и управления режимами подогрева в оптимальном диапазоне с разнообразными каналами обратной связи.

Осуществление (изготовление) устройств - самоваров различных фасонов возможно во всем количественном диапазоне машиностроительного производства, от единичного до массового, на предприятии машиностроения любого масштаба и профиля его основной деятельности.

Изобретение может быть применено для удовлетворения жизненных потребностей человека. Сосуд самовара комбинированного выполнен составным с размещением внутри наружной стенки легко очищаемой съемной цилиндрической либо конической металлической емкости-вставки для воды с жаровой трубой по ее оси с одновременным образованием между ней и стенкой воздушного пространства для размещения различных элементов, устройств и механизмов управления работой самовара. Электронагревательные элементы размещены снаружи емкости-вставки в ее нижней части. Наружная стенка определяет фасон самовара - до 75 наименований, является декоративно-защитной и термоизолирующей. Крышка самовара оснащена снизу необходимыми элементами для закрепления на ней термоизоляционных влагоустойчивых материалов. Положительным эффектом является снижение температуры стенки до безопасной для человека величины ниже 60°С, более экономное использование топлива и электроэнергии на подогрев, длительное сохранение горячей воды в самоваре. Возможность осуществления имеется на любом машиностроительном заводе. 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Самовар комбинированный, содержащий закрепленный на основании сосуд с двумя ручками для переноса, кран со стеблом, репеек, крышку с отверстием по центру и двумя ручками, конфорку, заглушку, колосниковую решетку и поддувало, шейку, поддон, отличающийся тем, что сосуд выполнен составным с размещением внутри него легко очищаемой емкости-вставки для воды и одновременным образованием между ними воздушного пространства для размещения в нем элементов индикации, механизмов и устройств управления работой самовара, при этом наружная часть сосуда является декоративно-защитной и термоизолирующей, внутренняя емкость-вставка для воды выполнена единой неразъемной деталью и соединяет в себе жаровую трубу соосно по ее низу с нижней частью емкости для воды, имеющей снаружи форму полого цилиндра или конуса вершиной вниз с обозначенным выдавленным внутрь кольцевым пояском верхнего уровня воды, развальцованным наружу верхним опорным краем и электронагревательным элементом, закрепленным по наружному периметру емкости-вставки в нижней ее части, а вся емкость-вставка зафиксирована внутри сосуда на его основании байонетным соединением и ввернутым на резьбе стеблом, проходящим сквозь отверстие в репейке, при этом крышка оснащена необходимыми элементами для закрепления на ней термоизоляционных влагоустойчивых материалов.

2. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что корпус получен напылением металла требуемой толщины на предварительно изготовленную деревянную болванку со сложной фигурной - фасонной поверхностью и цилиндрическим/ коническим отверстием внутри под установку емкости-вставки.

3. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что крышка выполнена двойной с наличием закрытого пустого пространства между наружной и внутренней ее поверхностями.

4. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что верхняя часть жаровой трубы имеет выдавленные изнутри наружу по винтовой линии выступы в виде полусфер, а заглушка - выдавленную наружу полукруглую винтовую канавку для навинчивания на выступы жаровой трубы.

5. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что емкость-вставка оснащена датчиком уровня воды в ней, а показатели датчика выведены на лицевую грань поддона.

6. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что датчик температуры нагрева внешней стенки емкости-вставки выполнен улавливающим инфракрасное излучение с выдачей сигнала на отключение электронагрева в случае превышения температуры стенки выше заданной величины.

7. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что электронагреватель действует только при наличии воды в емкости-вставке не менее чем 0,3 ее объема.

8. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что нижняя часть внутренней поверхности емкости-вставки, в которую наливают воду, покрыта тонким слоем драгоценного металла, например, серебра с бактерицидным воздействием на воду.

9. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что во внутренней поверхности емкости-вставки свободно размещен дополнительный цилиндрический объемный вытеснительный элемент для уменьшения количества воды на одно заполнение и сокращения времени ее закипания.

10. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что во внутренней поверхности емкости-вставки свободно установлен кольцевой гофрированный элемент-разделитель конвективных циркуляционных потоков воды с опорой гофр на внешнюю поверхность жаровой трубы при жаровом подогреве, или на внутреннюю цилиндрическую стенку емкости-вставки при электрическом подогреве.

11. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что наружная цилиндрическая поверхность емкости-вставки покрыта термоизолирующим материалом.

12. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности емкости-вставки размещены два нагревательных резистивных элемента различной мощности нагрева со своими отключающими устройствами. Один элемент большой мощности обеспечивает быстрый подогрев воды до ее закипания, а другой элемент с мощностью от 0,01 до 0,05 от мощности первого обеспечивает длительное поддержание температуры горячей воды.

13. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что нагревательные элементы, размещаемые на наружной электроизолированной поверхности емкости вставки в ее нижней части, выполнены из углеродно-волокнистой ленты, которая поддерживает среднелогарифмическую оптимальную разность температур 30°C между ними и водой при передаче тепла воде.

14. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что нагревательные элементы выполнены в виде толстопленочных большой и малой мощностей с полностью разделенным электропитанием, нанесенных на покрытую керамикой донную внешнюю часть емкости-вставки.

15. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что в пространстве между корпусом и емкостью-вставкой для воды расположена программируемая электронная микросхема с таймером, или коротким музыкальным сигналом, или проигрывателем записанной речевой фразы, включаемая дистанционно.

16. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что в пространстве между корпусом и емкостью-вставкой для воды расположено микропроцессорное устройство управления электроподогревом с заданием режима нагревания во времени, отключением нагрева при начале закипания и последующим поддержанием температуры воды во внутреннем сосуде в заданных пределах, с выводом панели управления параметрами на внешнюю часть корпуса с диаметрально противоположной стороны от стебла с краном разбора воды.

17. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что пространство между стенкой и емкостью-вставкой для воды заполнено сотовой ячеистой облегченной конструкцией, обеспечивающей одновременно высокие прочностные и термоизоляционные свойства в заполняемом ею пространстве.

18. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что устройство поддержания температуры воды в заданных пределах выполнено по импульсной схеме подключения электроэнергии.

19. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что в пространстве между стенкой и емкостью-вставкой для воды установлено электронное звукоусиливающее устройство для управления силой характерного звука различной тональности в самоваре при закипании воды - «пения» самовара.

20. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что в пространстве между стенкой и емкостью-вставкой для воды размещен биметаллический отключатель электропитания при повышении температуры внешней стенки емкости-вставки выше 120°C в ее нижней части.

21. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что к емкости-вставке для воды прикреплено устройство с ультразвуковым излучателем для периодической очистки внутренней поверхности емкости-вставки от накипи.

22. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что жаровая труба емкости-вставки имеет покрытие типа «черное тело» на внутренней поверхности цилиндра до его сужения в верхней части.

23. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что в жаровой трубе размещен нагревательный элемент инфракрасного излучения с тепловым потоком в пределах от 24 до 60 кВт/м², падающим на внутреннюю поверхность жаровой трубы.

24. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что внутрь жаровой трубы в ее расширенную часть плотно вставлен тонкостенный медный цилиндр с развитой тепловоспринимающей оребренной поверхностью, направленной к центру теплового излучения.

25. Самовар по п. 1, отличающийся тем, что кран со стеблом выполнен из немагнитного сплава, по оси которого внутри стебла установлена нержавеющая тонкостенная трубка для прохода воды, причем скрытую в корпусе часть стебла охватывает постоянный магнит силой от 2000 до 3000 Э с магнитным полем 2 тл для омагничивания воды, проходящей по трубке во время ее разбора.