способ нагрева кухонных тепловых аппаратов

Формула изобретения

1. СПОСОБ НАГРЕВА КУХОННЫХ ТЕПЛОВЫХ АППАРАТОВ, включающий передачу тепла к обогреваемой поверхности аппарата конвективным, кондуктивным и терморадиационным путем посредством расположения между источником тепла и поверхностью аппарата теплопередающего рабочего элемента, который при рабочих температурах увеличивает площадь контакта поверхностей источника тепла и аппарата, отличающийся тем, что теплопередающий рабочий элемент выполняют неплавким, огнеупорным, термомеханически активно самоподстраивающимся под неровности обогреваемой поверхности, жестко закрепляют его над источником тепла, при этом передаваемый тепловой поток регулируют с помощью этого элемента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепловой поток регулируют путем частичного экранирования поверхности источника тепла.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что теплопередающий рабочий элемент выполняют в виде теплопроводящей огнеупорной мембраны, на которой закреплены с помощью огнеупорного клеевого состава с высоким коэффициентом теплового расширения многогранные фасеточные керамические переизлучатели тепла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области общественного питания, а именно к способам обогрева кухонных тепловых аппаратов, а также может использоваться в теплоэнергетике.

Известен способ нагрева содержимого наплитной посуды на жарочной поверхности кухонных плит, заключающийся в том, что на разогретую до 440-450^оС поверхность жарочных плит устанавливают варочную посуду. Нагрев содержимого варочной посуды происходит главным образом за счет контакта между жарочной поверхностью кухонной плиты и наплитной посуды и частично за счет лучеиспускания и конвекции. Однако малая площадь контакта между варочной посудой и жарочной поверхностью не обеспечивает интенсивной теплопередачи, требует разогрева жарочной поверхности до 440-450^оС, что увеличивает тепловые потери. КПД при таком способе не превышает 0,5.

Известен способ нагрева содержимого наплитной посуды, заключающийся в том, что на нагреваемую поверхность помещают слой легкоплавкого материала и после расплавления этого материала (металла) на него устанавливают наплитную посуду.

Однако указанный способ невозможно применять в передвижных технических средствах, не обеспечивается необходимого уровня безопасности обслуживающего персонала, недостаточны долговечность и удобство эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ нагрева содержимого наплитной посуды, заключающийся в том, что на нагреваемую поверхность кухонной плиты помещают слой легкоплавкого металла и после расплавления металла на него помещают наплитную посуду.

Недостатками способа нагрева содержимого наплитной посуды являются: невозможность надежно зафиксировать расплавленный материал на жарочной поверхности плиты; невозможность нагрева вертикальных и наклонных поверхностей сложной стандартизованной формы; невозможность регулирования теплового потока от источника тепла к обогреваемой поверхности с помощью легкоплавкого металла; недостаточный уровень безопасности обслуживающего персонала; недостаточная долговечность; невозможность использования в подвижных технических средствах приготовления пищи.

Целью изобретения является повышение удобства, надежности и безопасности эксплуатации, эффективности передачи тепла от источника к обогреваемой поверхности, увеличение кондуктивной составляющей и в целом КПД системы.

Цель достигается тем, что между источником тепла и обогреваемой поверхностью кухонного теплового аппарата помещается теплопередающий рабочий элемент, термомеханически активно самоподстраивающийся под неровности обогреваемой поверхности, обеспечивающий комбинацию интенсивной конвекции, лучеиспускания и кондуктивного способа передачи тепла, жестко зафиксированный над источником тепла в любом положении, при этом нагрев теплопередающих поверхностей тепловых аппаратов и регулирование теплового потока от источника тепла к обогреваемой поверхности осуществляется с помощью указанного теплопередающего рабочего элемента. При этом установка кухонных тепловых аппаратов на теплопередающий рабочий элемент производится после его разогрева до рабочей температуры. В связи с тем, что указанный рабочий элемент обеспечивает значительное увеличение площади контакта с обогреваемой поверхностью, разогрев его до 450^оС и выше не будет приводить к таким теплопотерям, как у жарочных поверхностей кухонных плит.

Возможен также нагрев кухонных тепловых аппаратов и без контакта с теплопередающим рабочим элементом, в этом случае нагрев теплопередающих поверхностей аппаратов происходит только за счет интенсивной конвекции и лучеиспусканием указанным рабочим элементом.

Теплопередающий рабочий элемент представляет собой пакет отдельных фасетных огнеупорных элементов, не связанных друг с другом, укрепленных на едином огнеупорном основании непосредственно или при помощи специальных элементов крепления. Фасетные элементы имеют возможность перемещаться в вертикальном направлении за счет изменения геометрических размеров и формы или своей или специальных элементов крепления, в последнем случае специальные элементы крепления должны обладать термическим коэффициентом линейного расширения, в несколько раз превышающим коэффициент линейного расширения материала фасетных огнеупорных элементов, которое вызвано тепловым расширением материала этих элементов при нагреве от источника тепла. Материал фасетных элементов и специальных элементов крепления подобран с такими теплофизическими свойствами, которые позволяют обеспечить необходимое удлинение этих элементов и одновременно надежное крепление их к единому основанию в условиях высоких температур.

При нагреве огнеупорное теплопроводящее основание обеспечивает достаточно равномерное распределение температурного поля по своей поверхности и подвод тепла к фасетным и специальным элементам крепления. Под воздействием теплового потока происходит тепловое расширение материала этих элементов, что сопровождается их удлинением. При этом фасетные элементы перемещаются вверх и через некоторое время под воздействием теплового потока разогреваются.

При установке кухонных тепловых аппаратов на поверхность, образованную фасетными элементами, за счет противодействия силы давления поверхности аппаратов и сил теплового расширения материала фасетных элементов или специальных элементов крепления, происходит подстраивание фасетных элементов под неровности обогреваемых поверхностей тепловых аппаратов. Кроме того, единое огнеупорное основание может выполняться в виде мембраны, подстраивание при этом будет происходить и за счет изменения формы мембраны, вызванного механическими и теплофизическими внешними воздействиями.

Возможно изготовление фасетных элементов крепления из керамики, при этом появляется возможность использовать при нагреве теплопередающих поверхностей эффект переизлучения.

При использовании фасетных элементов появляется возможность регулирования теплового потока, передаваемого обогреваемой поверхности от источника тепла, путем изменения площади контакта теплопередающих поверхностей за счет изменения равномерности температурного поля на едином огнеупорном теплопроводящем основании, что достигается, например, частичным его экранированием. При этом появляется технологический прием - регулирование теплового потока, передаваемого от источника тепла к обогреваемой поверхности с помощью теплопередающего рабочего элемента.

На фиг. 1 представлен один из вариантов, иллюстрирующих предлагаемый способ нагрева теплопередающих поверхностей кухонных тепловых аппаратов; на фиг. 2 - теплопередающий рабочий элемент, разрез; на фиг. 3 - керамическая фасетка; на фиг. 4 - вариант исполнения элемента крепления фасетных переизлучателей тепла к основанию.

П р и м е р. Способ нагрева теплопередающих поверхностей кухонных тепловых аппаратов предусматривает установку между пищеварочным котлом 1 и источником 2 тепла теплопередающего рабочего элемента 3, который содержит теплопроводящую огнеупорную мембрану 4, на которой при помощи специальных элементов 5 крепления, представляющих собой огнеупорный клеевой состав с высоким коэффициентом теплового расширения, укреплены многогранные фасетные керамические переизлучатели 6 тепла (фиг. 3). По периметру мембраны 4 укреплена обечайка 7. Под теплопередающим рабочим элементом 3 установлен экран 8.

Вариант изготовления специальных элементов 5 крепления предусматривает применение материала с высоким коэффициентом теплового расширения, крепление переизлучателей 6 тепла к ним осуществляется как показано на фиг. 4.

Способ нагрева теплопередающих поверхностей тепловых аппаратов заключается в том, что между источником тепла и обогреваемой поверхностью теплового аппарата помещается рабочий элемнет 3, который разогревается до рабочей температуры, при которой керамические переизлучатели 6 начинают переизлучать тепло, после этого на поверхность, образованную керамическими фасетными переизлучателями 6 тепла, устанавливается пищеварочный котел 1, при этом происходит подстраивание переизлучателей 6 под неровности обогреваемой поверхности. Регулирование теплового потока от источника тепла к обогреваемой поверхности происходит за счет изменения площади контакта между рабочим элементом 3 и котлом 1 путем изменения температурного поля на поверхности мембраны 4 с помощью экрана 8.

Нагрев пищеварочного котла 1 происходит за счет контакта между фасетными керамическими переизлучателями 6 тепла и обогреваемой поверхностью котла 1, интенсивным переизлучением тепла керамическими переизлучателями 6, нагретыми до температуры переизлучения, а также конвекции.