Апарат для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням

Номер патенту: 96992

Опубліковано: 26.12.2011

Автор: Ріхтер Норберт

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Апарат для виготовлення попкорну з корпусом, ємністю для нагрівання кукурудзи і жиру, що подається в ємність, з утворенням попкорну, при цьому для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу, а також з системою індукційного нагрівання, яка містить розташовану під ємністю індукційну обмотку для створення високочастотного змінного магнітного поля, який відрізняється тим, що індукційна обмотка (30; 116) виконана з можливістю повороту разом з ємністю (8).

2. Апарат для виготовлення попкорну за п. 1, який відрізняється тим, що система індукційного нагрівання містить генератор високої частоти або перетворювач (112) частоти, який непорушно розміщений в корпусі (4) апарата (2) для виготовлення попкорну.

3. Апарат для виготовлення попкорну за п. 2, який відрізняється тим, що генератор високої частоти або перетворювач (112) частоти сполучений з індукційною обмоткою (30; 116) двома прокладеними на малій відстані один від одного дротами (32; 118), що підводять струм.

4. Апарат для виготовлення попкорну за п. 3, який відрізняється тим, що дроти (32; 118), які підводять струм, прокладені між ємністю (8) і корпусом (4) і/або усередині корпусу (4) на малій відстані один від одного.

5. Апарат для виготовлення попкорну за п. 4, який відрізняється тим, що дроти (32; 118), які підводять струм, між ємністю (8) і корпусом (4) проходять крізь гнучкий шланг (58; 120) з діа- або парамагнітного матеріалу.

6. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп. 1-5, який відрізняється тим, що індукційна обмотка (30; 116) розташована в проміжному просторі (78) між внутрішнім і зовнішнім дном (40, 42; 80, 82) ємності (8).

7. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп.1-6, який відрізняється тим, що індукційна обмотка (30; 116) розташована на відстані в 10-30 мм під внутрішнім дном (40; 80) ємності (8).

8. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп.1-7, який відрізняється тим, що індукційна обмотка (30; 116) розташована на плоскій дископодібній опорі (38; 114).

9. Апарат для виготовлення попкорну за п. 8, який відрізняється тим, що апарат містить радіальні елементи (50; 124) прямої провідності на нижній стороні основи (38; 114).

10. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-9, який відрізняється тим, що апарат містить температурний датчик (44) для вимірювання температури внутрішнього дна (40; 80).

11. Апарат для виготовлення попкорну за п. 10, який відрізняється тим, що температурний датчик (44) знаходиться у контакті з внутрішнім дном (40; 80).

12. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-11, який відрізняється тим, що апарат містить пристрої для регулювання подачі струму на індукційну обмотку (30; 116) або частоти струму, що підводиться на індукційну обмотку (30; 116), залежно від температури внутрішнього дна (40; 80).

13. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-12, який відрізняється тим, що внутрішнє дно (40; 80) складається з феромагнітного матеріалу.

14. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-13, який відрізняється тим, що зовнішнє дно (42; 82) складається з температуростійкого матеріалу, що не проводить струм.

15. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-14, який відрізняється тим, що зовнішнє дно (42; 82) і/або зовнішня стінка ємності (8) оснащені вентиляційними отворами (62; 126).

16. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-15, який відрізняється тим, що апарат містить пристрої (124) для примусової вентиляції проміжного простору (78) між внутрішнім і зовнішнім дном (40, 42; 80, 82).

17. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп. 1-16, який відрізняється тим, що апарат містить пристрої (68) для відключення подачі струму на індукційну обмотку (30; 116) при повороті ємності (8) з горизонтального робочого положення в похиле положення спорожнення.

18. Апарат для виготовлення попкорну за п. 17, який відрізняється тим, що після активації пристроїв (68), перед тим, як стане можливим відновлення подачі струму на індукційну обмотку (30; 116), має бути приведений в дію вимикач.

19. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп. 1-18, який відрізняється тим, що апарат містить мішалку (92), приводний вал (96, 98), який виступає знизу в ємність (8), і який тягнеться через центральний отвір індукційної обмотки (116).

20. Апарат для виготовлення попкорну за п. 19, який відрізняється тим, що приводний вал (96, 98) щонайменше в області індукційної обмотки (116) складається з непровідного струм діа- або парамагнітного матеріалу.

21. Апарат для виготовлення попкорну за п. 19, який відрізняється тим, що приводний вал (96, 98) щонайменше в області індукційної обмотки (116) оточений гільзою (122) з феромагнітного матеріалу, що не проводить струм.

Текст

1. Апарат для виготовлення попкорну з корпусом, ємністю для нагрівання кукурудзи і жиру, що подається в ємність, з утворенням попкорну, при цьому для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу, а також з системою індукційного нагрівання, яка містить розташовану під ємністю індукційну обмотку для створення високочастотного змінного магнітного поля, який відрізняється тим, що індукційна обмотка (30; 116) виконана з можливістю повороту разом з ємністю (8). 2. Апарат для виготовлення попкорну за п. 1, який відрізняється тим, що система індукційного нагрівання містить генератор високої частоти або перетворювач (112) частоти, який непорушно розміщений в корпусі (4) апарата (2) для виготовлення попкорну. 3. Апарат для виготовлення попкорну за п. 2, який відрізняється тим, що генератор високої частоти або перетворювач (112) частоти сполучений з індукційною обмоткою (30; 116) двома прокладеними на малій відстані один від одного дротами (32; 118), що підводять струм. 4. Апарат для виготовлення попкорну за п. 3, який відрізняється тим, що дроти (32; 118), які підводять струм, прокладені між ємністю (8) і корпусом (4) і/або усередині корпусу (4) на малій відстані один від одного. 5. Апарат для виготовлення попкорну за п. 4, який відрізняється тим, що дроти (32; 118), які підводять струм, між ємністю (8) і корпусом (4) проходять крізь гнучкий шланг (58; 120) з діа- або парамагнітного матеріалу. 2 (19) 1 3 96992 4 16. Апарат для виготовлення попкорну за одним з пп. 6-15, який відрізняється тим, що апарат містить пристрої (124) для примусової вентиляції проміжного простору (78) між внутрішнім і зовнішнім дном (40, 42; 80, 82). 17. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп. 1-16, який відрізняється тим, що апарат містить пристрої (68) для відключення подачі струму на індукційну обмотку (30; 116) при повороті ємності (8) з горизонтального робочого положення в похиле положення спорожнення. 18. Апарат для виготовлення попкорну за п. 17, який відрізняється тим, що після активації пристроїв (68), перед тим, як стане можливим відновлення подачі струму на індукційну обмотку (30; 116), має бути приведений в дію вимикач. 19. Апарат для виготовлення попкорну за одним з попередніх пп. 1-18, який відрізняється тим, що апарат містить мішалку (92), приводний вал (96, 98), який виступає знизу в ємність (8), і який тягнеться через центральний отвір індукційної обмотки (116). 20. Апарат для виготовлення попкорну за п. 19, який відрізняється тим, що приводний вал (96, 98) щонайменше в області індукційної обмотки (116) складається з непровідного струм діа- або парамагнітного матеріалу. 21. Апарат для виготовлення попкорну за п. 19, який відрізняється тим, що приводний вал (96, 98) щонайменше в області індукційної обмотки (116) оточений гільзою (122) з феромагнітного матеріалу, що не проводить струм. Винахід відноситься до апарату для виготовлення попкорну з корпусом, ємністю для нагрівання кукурудзи і жиру, що подається в ємність, з утворенням попкорну, при цьому для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу, а також з системою індукційного нагрівання, яка містить розташовану під ємністю індукційну обмотку для створення високочастотного змінного магнітного поля. Зазвичай апарати для виготовлення попкорну мають корпус і встановлену з можливістю повороту відносно корпусу кастрюле- або казаноподібну ємність, в якій можуть бути нагріта кукурудза і жир, а також, при необхідності, додаткові інгредієнти з утворенням попкорну. Для цього під дном ємності розташований в більшості випадку зігнутий трубчастий нагрівальний елемент резистивного нагрівання. На нагрівальний елемент може бути поданий струм з мережі для нагрівання дна ємності і, тим самим, розміщених в ємності, необхідних для виготовлення попкорну інгредієнтів, і підтримки необхідної для виготовлення попкорну температури. Крім того, ці апарати мають мішалку, за допомогою якої вміст ємності при нагріванні можна перемішувати, щоб забезпечувати більш рівномірне нагрівання зерен кукурудзи до того стану, в якому вони лопаються. Оскільки об'єм кукурудзяних зерен при лопанні сильно збільшується, тоді як їх питома вага значно зменшується, зерна кукурудзи, що ще не лопнули, залишаються на дні ємності, тоді як готовий попкорн під впливом мішалки в ємності транспортується вгору. Коли ємність повна, попкорн натискає на кришку ємності, яка до того моменту запобігала вискакуванню зерен кукурудзи з ємності, і падає вниз в приймальну ванну, яка, як правило, розташована в теплоізолюючому просторі корпусу. Тоді як в менших апаратах для виготовлення попкорну ємність підвішена з можливістю повороту в теплоізолюючому просторі на верхній частині корпусу, у великих апаратах вона, як правило, змонтована з можливістю повороту на основі над приймальнею ванни. За рахунок цього, після виготовлення попкорну ємність може бути повернена в положення спорожнення, в якому залишковий попкорн падає з ємності в приймальну ванну, з якої він потім, при необхідності, може бути відібраний. Після того, як ємність повернена назад в своє робоче положення, вона готова для прийому нової порції жиру і кукурудзи. При виготовленні попкорну в ємності, виконаній з можливістю резистивного нагрівання, споживається відносно багато енергії. З одного боку, для рівномірного нагрівання кукурудзи і жиру ємність повинна мати відносно велику теплоємність, так що вона віддає багато теплоти випромінювання в довкілля, яка (теплота) не може бути використана для нагрівання інгредієнтів. Крім того, ємність повинна нагріватися і в період часу між її спорожненням і новим заповненням для запобігання небажаному охолоджуванню ємності перед прийомом наступної порції, внаслідок чого також втрачається багато енергії. З цієї причини в патенті US 5,928,550 вже був запропонований апарат для виготовлення попкорну вищезгаданого вигляду, який замість резистивного нагрівання має індукційне нагрівання. Система індукційного нагрівання цього апарату для виготовлення попкорну містить генератор і індукційну обмотку для створення високочастотного змінного магнітного поля. Генератор і індукційна обмотка розташовані під поворотною ємністю в нерухомій по відношенню до корпусу основі, яка підноситься над приймальнею ванни і виступає в теплоізолюючий простір. Ця конструкція має декілька недоліків: по-перше, основа займає відносно багато місця в теплоізолюючому просторі, який, власне кажучи, передбачено для прийому попкорну, і, крім того, утрудняє вилучення попкорну з приймальної ванни, перш за все того попкорну, який падає між круглою основою і тильною стороною корпусу. По-друге, для того, щоб забезпечити можливість повороту підвішеної на перекритті теплоізолюючого простору ємності з робочого положення з оберненим вгору отвором ємності більш ніж на 90 градусів в положення спорожнення з оберненим вниз отвором ємності, потрібна велика відстань між верхньою стороною основи і дном ємності. У свою чергу, це веде до значного ослаблення створеного індукційною обмоткою змінного магнітного поля до того, як воно досягне дна ємності, яке має бути нагріте. Це означає, що для нагрівання дна ємності потрібно відносно багато 5 часу і струму. Крім того, при спорожненні попкорн падає на верхню сторону основи, звідки він має бути ретельно видалений, оскільки інакше він може пригорати від випромінюваного вниз в робочому положенні дном ємності тепла. Не випадково, в ємності не розміщено жодних електричних компонентів для того, щоб вона для очищення могла бути занурена у воду. Проте, з цієї причини важко точно виміряти температуру дна ємності і підтримувати її в бажаному для виготовлення попкорну вузькому діапазоні. Виходячи з цього, мета винаходу полягає в тому, щоб в апараті для виготовлення попкорну вищезгаданого вигляду запобігти ослабленням створюваного індукційною обмоткою змінного магнітного поля унаслідок надмірно великої відстані між індукційною обмоткою і дном ємності. Інша мета винаходу полягає в скороченні часу, необхідного для виготовлення порції попкорну. Крім того, ще одна мета полягає в тому, щоб якомога більш повно використовувати місце в теплоізолюючому просторі для прийому попкорну і полегшити вилучення попкорну з приймальної ванни або ж з теплоізолюючого простору. Крім того, ще одна мета полягає в тому, щоб надійно запобігти перегріву попкорну в ємності або поза ємністю. Згідно винаходу ці цілі досягнуті за рахунок того, що індукційна обмотка виконана з можливістю повороту разом з ємністю і, переважно, інтегрована в дно ємності. Експерименти з апаратом для виготовлення попкорну згідно винаходу показали, що в порівнянні із звичайним апаратом для виготовлення попкорну з резистивним нагріванням порція попкорну може бути виготовлена з витратою енергії приблизно на 30-35% менше, при цьому необхідний для виготовлення час може бути скорочений приблизно на 30 - 50 %. Необхідно відзначити, що в апаратах для виготовлення попкорну з резистивним опором вже відоме розміщення нагрівальних елементів резистивного нагрівання в подвійному дні ємності. Проте, нагрівальні елементи систем резистивного нагрівання складаються з металу з високим електричним опором, наприклад з нікелю, щоб при подачі струму забезпечувати сильне нагрівання нагрівальних елементів, тоді як живлення, що ведуть від блоку, в корпусі апарату для виготовлення попкорну до нагрівальних елементів дроти, що підводять струм, виготовлені з міді або іншого матеріалу з дуже малим електричним опором, так що при подачі струму на нагрівальні елементи вони нагріваються лише небагато, і нагріваючи, тим самим, залишається обмеженим нагрівальними елементами. На відміну від цього, системи індукційного нагрівання, разом з блоком живлення, містять сполучений з індукційною обмоткою генератор високої частоти або перетворювач частоти, який у зв'язку з впливом створюваного індукційною обмоткою змінного магнітного поля на його електричні компоненти має бути розташований на певній відстані від індукційної обмотки, так що в апаратах для виготовлення попкорну він не може бути інтегрований в ємність разом з індукційною обмот 96992 6 кою без значного збільшення ємності. Проте, якщо генератор частоти або перетворювач частоти розміщений стаціонарно в корпусі апарату для виготовлення попкорну і дротами, що підводять струм, сполучений з індукційною обмоткою, довкола кожного з дротів, що підводять струм, також створюється змінне магнітне поле. Ці магнітні поля створюють проблеми, оскільки в сусідніх металевих деталях корпусу вони можуть створювати вихрові струми, наслідком яких є небажане нагрівання цих деталей і проблеми безпеки. Проте, було виявлено, що цих проблем можна уникнути, якщо стаціонарно розміщений в корпусі апарату для виготовлення попкорну генератор високої частоти або перетворювач частоти згідно одному переважному варіанту здійснення винаходу двома розташованими на малій відстані один від одного дротами, що підводять струм, сполучений з індукційною обмоткою, оскільки в цьому випадку створювані довкола дротів, що підводять струм, високочастотні змінні магнітні поля по суті компенсуються. У ще одному переважному варіанті здійснення винаходу передбачено, що індукційна обмотка розташована в проміжному просторі між внутрішнім і зовнішнім дном ємності. Внутрішнє, розташоване над індукційною обмоткою дно складається з провідного струм металу, в якому при підводі на індукційну обмотку змінного струму високої частоти за допомогою створюваного індукційною обмоткою змінного магнітного поля індукуються вихрові струми. Краще всього, якщо внутрішнє дно складається з феромагнітного металу, який володіє високою магнітною проникністю. Тоді лінії магнітного поля концентруються в дні, і в результаті цього індукуються дуже сильні вихрові струми. Через відносно високий електричний опір вихрові струми приводять до дуже швидкого нагрівання дна. Крім того, у феромагнітних матеріалах при високих частотах в результаті несинхронної зміни полярності в магнітних доменах додатково виробляється тепло. Для того, щоб запобігти надмірному нагріванню індукційної обмотки унаслідок випромінювання дном вниз внутрішнього тепла, індукційна обмотка доцільним чином розташована на відстані від 10 до 30 мм під внутрішнім дном, при цьому її зовнішній діаметр доцільним чином відповідає діаметру внутрішнього дна. Переважно, індукційна обмотка складається щонайменше з одного дроту, що проходить у формі спіралі, який встановлений паралельно внутрішньому дну на термостійкій плоскій основі. Для того, щоб запобігти поширенню змінного магнітного поля через основу вниз, на її нижній стороні закріплені, переважно, радіальні елементи прямої провідності з високою магнітною проникністю, які, проте, на відміну від внутрішнього дна, складаються з не провідного струм матеріалу, а доцільним чином з фериту для протидії індукції вихрових струмів. Зовнішнє дно ємності, що служить перш за все для захисту від дотику до індукційної обмотки і дротів, що підводять струм, доцільним чином розташоване на меншій відстані під індукційною обмоткою і, переважно, складається з електричного 7 ізолятора з діа- або парамагнітними властивостями. Переважно, використовується температуростійкий синтетичний або керамічний матеріал, який витримує випромінюване внутрішнім дном вниз тепло і не нагрівається в слабкому, створеному під індукційною обмоткою розсіяному магнітному полі. Для того, щоб запобігти перегріву кукурудзи, жиру і попкорну в ємності унаслідок перегріву внутрішнього дна ємності, апарат для виготовлення попкорну згідно ще одному переважному варіанту здійснення винаходу має температурний датчик для вимірювання температури внутрішнього дна, який доцільним чином знаходиться у контакті з внутрішнім дном і розташований в проміжному просторі між внутрішнім і зовнішнім дном. Крім того, апарат для виготовлення попкорну містить пристрої для керування або ж регулювання підведення струму на індукційну обмотку і/або частоти струму, що підводиться на індукційну обмотку, залежно від температури внутрішнього дна для підтримки його в межах оптимального температурного діапазону. Як міра, направлена на запобігання надмірному нагріванню індукційної обмотки і зовнішнього дна, може бути передбачене оснащення зовнішнього дна і/або розташованої між зовнішнім і внутрішнім дном периферійної стінки ємності вентиляційними отворами. При необхідності, крім того, може бути передбачена примусова вентиляція проміжного простору між зовнішнім і внутрішнім дном за допомогою вентилятора з електричним приводом. Для того, щоб запобігти подальшому нагріванню дна, хоча після спорожнення ємності в ній вже відсутній попкорн, апарат для виготовлення попкорну, переважно, містить пристрої для автоматичного відключення подачі струму на індукційну обмотку, які спрацьовують або активуються, як тільки ємність обертається з горизонтального робочого положення в похиле положення для спорожнення, або перед поворотом відокремлюється або деблокується блокуючий пристрій ємності. Після активування цих пристроїв необхідно доцільним чином спочатку уручну привести в дію вимикач, до того як стане можливим відновлення подачі струму на індукційну обмотку. У малих апаратах для виготовлення попкорну, в яких ємність підвішена над приймальнею ванни в теплоізолюючому просторі, мішалка, в цілому, виступає зверху в ємність і приводиться в дію через приводний вал від змонтованого над ємністю у верхній частині корпусу електричного приводного двигуна. На відміну від цього, у великих апаратах для виготовлення попкорну з ємністю, змонтованою над приймальнею ванни на несучій опорі мішалка приводиться в дію приводним двигуном в несучій опорі через приводний вал, який виступає в ємність знизу через дно. В цьому випадку індукційна обмотка доцільним чином має центральний отвір для приводного валу. Для того, щоб запобігти нагрівання приводного валу змінним магнітним полем, приводний вал або в цій області, а також між індукційною обмоткою і дном ємності, може складатися з не провідного струм діа- або парамагнітного матеріалу, або, як альтернатива, він може 96992 8 бути оточений там оболонкою з феромагнітного матеріалу, що не проводить струм, такого як ферит. Далі винахід пояснюється детальніше з посиланням на два представлених на кресленні приклади його здійснення. Показано на: Фіг. 1: вигляд в перспективі меншого апарату для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням; Фіг. 2: розібраний вигляд в перспективі ємності, що нагрівається, яка служить для виготовлення попкорну, представленого на фіг. 1 апарату для виготовлення попкорну; Фіг. 3: збільшений вигляд нижньої сторони індукційної обмотки; Фіг. 4: вигляд в розрізі частин більшого апарату для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням. Представлений на фіг. 1 апарат 2 для виготовлення попкорну, як і більшість апаратів для виготовлення попкорну з кукурудзяних зерен, жиру і, при необхідності, додаткових інгредієнтів, містить прямокутний корпус 4, оточений корпусом 4 освітлюваний і виконаний з можливістю нагрівання теплоізолюючий простір 6 із створюючою дно теплоізолюючого простору 6 приймальні ванни (не видна) для прийому готового попкорну, розташовану усередині теплоізолюючого простору 6 ємність 8, що нагрівається, в якій кукурудзяні зерна, жир і можливі додаткові інгредієнти можуть бути нагріті до лопання кукурудзяних зерен, а також що приводиться в дію електродвигуном мішалку 10 для перемішування інгредієнтів в ємності 8. Корпус 4 складається по суті з чотирьох бічних стінок, які з боків оточують теплоізолюючий простір 6 і повністю або частково засклені, при цьому щонайменше одна з бічних стінок може бути відкрита для вилучення попкорну з теплоізолюючого простору 6 або ж приймальної ванни, розташованої над теплоізолюючим простором 6, створюючої перекриття теплоізолюючого простору 6 верхній частині 12 корпусу і розташованою під приймальнею ванни або ж теплоізолюючим простором 6 нижній частині 14 корпусу. У представленому на фіг. 1 меншому апараті 2 для виготовлення попкорну, ємність 8, що нагрівається, яка має форму каструлі, підвішена з можливістю повороту у верхній частині теплоізолюючого простору 6, при цьому вона з одного боку за допомогою кронштейна 16 з поворотним шарніром 18 з горизонтальною поворотною віссю 20 шарнірно сполучена з верхньою частиною 12 корпусу, тоді як з діаметрально протилежного боку вона утримується з можливістю розчеплення за допомогою кронштейна (не видний). Між цим кронштейном і ємністю 8 передбачено блокуючий пристрій 22, за допомогою якого ємність може утримуватися в показаному на фіг. 1 горизонтальному робочому положенні, в якому закритий кришкою 24 отвір ємності 8 обернено вгору. Після виготовлення порції попкорну в ємності 8 блокування за допомогою деблокуючого важеля 26 може бути зняте для повороту ємності 8 довкола поворотної осі 20 в положення спорожнення, в якому отвір ємності 8 обернено похило вниз, так що попкорн, що міс 9 титься в ємності 8, може бути вивантажений в приймальну ванну теплоізолюючого простору 6. Кришка 24 ємності 8 в центрі оснащена отвором, через який тягнеться приводний вал 28 мішалки 10. Верхній кінець приводного валу 28 сполучений з приводним електродвигуном (не видний) у верхній частині 12 корпусу, тоді як вільний нижній кінець приводного валу 28 оснащений гребенями або лопатями мішалки (не видні). Гребені або лопаті мішалки в горизонтальному положенні ємності 8 виступають зверху всередину ємності, так що кукурудзяні зерна, що знаходяться в ємності 8, під час нагрівання можуть переміщатися для забезпечення рівномірного нагрівання. Кришка 24 вільно лежить на верхньому краю ємності 8, так що вона може бути підведена попкорном в ємності 8, як тільки об'єм вмісту ємності унаслідок збільшення об'єму при лопанні кукурудзяних зерен перевищить об'єм ємності 8. При повороті в похиле положення спорожнення кришка 24 утримується приводним валом, так що залишковий попкорн через отвір може випадати з ємності 8. Для нагрівання ємності 8 апарат 2 для виготовлення попкорну має систему індукційного нагрівання, яка містить розміщений стаціонарно у верхній частині 12 корпусу перетворювач частоти (не видний) і виконану з можливість повороту разом з ємністю 8 індукційну обмотку 30 (фіг. 2), яка сполучена з перетворювачем частоти дротами, що підводять струм, 32. Як це краще всього показано на фіг. 2, ємність 8 складається по суті з глибшої, такої, що має форму каструлі зовнішньої ємності 34, плоскішою, такою, що має форму каструлі внутрішньої ємності 36, а також змонтованою на опорі 38 плоскої індукційної обмотки 30, яка розташована в проміжному просторі між плоским круглим дном 42 зовнішньої ємності 34 і розташованим над ним плоским круглим дном 40 внутрішньої ємності 36 і є паралельною обом днищам 40, 42. Крім того, під дном 40 внутрішньої ємності 36 встановлений температурний датчик 44 для вимірювання температури дна 40. Індукційна обмотка 30 містить спіральний намотаний провідник 46 із скрученої литці мідного дроту, який розташований в площині обмотки на верхній стороні опори 38 і покритий термостійким ізолюючим лаком. Як це краще всього показано на фіг. 2 і 3, опора 38 складається з плоского диска 48 з термостійкої пластмаси, який для охолоджування спірального провідника 46 забезпечений декількома проймами 50. Для закріплення на внутрішньої ємності 36 диск 48 оснащений чотирма радіально виступаючими, наскрізь просвердленими закріплюючими виступами 52. Через отвори в різьбові отвори 56 у виступах 58 внутрішньої ємності 36 можуть бути угвинчені регулювальні гвинти 54 для установки індукційної обмотки 30 на бажаній відстані від дна 40 внутрішньої ємності 36. На нижній стороні диска 48, між проймами 50 розташовані радіально направлені протяжні елементи 52 прямої провідності з електрично не провідного струм феритного матеріалу з високою магнітною проникністю, які фокусують лінії магнітного поля на нижній стороні опори 38 між зовнішнім периме 96992 10 тром і центром опори 38 і запобігають поширенню магнітного поля за межі нижньої сторони диска 48. Провідник 46 тягнеться від розташованого на зовнішньому периметрі опори 38 або ж розташованого в її центрі зовнішнього або ж внутрішнього кінця індукційної обмотки 30 через отвори 54, 56 опор 38 до проміжного простору між опорою 38 і дном 42 зовнішньої ємності 34, де кінці провідника 46 сполучені з дротами, що підводять струм, 32. Дроти, що підводять струм, 32 також складаються із скрученого мідного дроту і мають такий же поперечний перетин, як і провідник 36. Вони тягнуться крізь гнучкий шланг 58 із зовнішньої ємності 34 до верхньої частини 12 корпусу, в якій їх кінці сполучені з клемами перетворювача частоти. Для того, щоб запобігти нагрівання шланга 58 створеним довкола дротів, що підводять струм, 32 змінним магнітним полем, дроти 32, що підводять струм, проходять крізь шланг 58 в тісному сусідстві один з одним, так що обидва змінних магнітних поля по суті компенсуються. Крім того, шланг 58 складається або з не провідного струм температуростійкого синтетичного матеріалу, або, як альтернатива, з немагнітної високоякісної сталі. Зовнішня ємність 34 містить циліндричну стінну частину 60, на якій поблизу від верхнього краю закріплені деталі поворотного шарніра 18 і фіксуючого пристрою 22, а також деблокуючий важіль 26, так що за останній користувач може взятися, щоб деблокувати ємність 8 і утримувати під час повороту. Закріплене на нижньому торцевому кінці стінної частини 60 дно 42 складається з не провідного струм, пара- або діамагнітного матеріалу, наприклад кераміки або температуростійкого синтетичного матеріалу, такого як полікарбонат. У дні 42 в нижньому краю стінної частини 60 знаходяться вентиляційні отвори 62, так що випромінюване вниз нагрітим дном 40 внутрішньої ємності 36 тепло за рахунок циркуляції повітря в проміжному просторі може бути з нього відведено. У поєднанні з вимірюванням температури дна 40 внутрішньої ємності 36 за допомогою температурного датчика 44 і регулюванням підведення струму на індукційну обмотку 30 залежно від виміряної температури, завдяки цьому перегрів індукційної обмотки 30 і обох днищ 40, 42, а також жиру і кукурудзяних зерен або ж готового попкорну в ємності 8 може запобігти, а температура дна 40 може підтримуватися в межах оптимального вузького діапазону. Внутрішня ємність 36 і, перш за все, дно 40 внутрішньої ємності 36 складається з магнітної високоякісної сталі або іншого феромагнітного металу з високою магнітною проникністю. За допомогою регулювальних гвинтів 54 дно 40 може бути розташоване на бажаній відстані приблизно від 20 до 30 мм над індукційною обмоткою 30. Ця відстань забезпечує, що дно 40, з одного боку, хоча і далеко виступає в створене індукційною обмоткою 30 змінне магнітне поле, з іншого боку, проте, запобігає перегрів індукційної обмотки 30 випромінюваним вниз дном 40 при нагріванні ємності 8 теплом. Температурний датчик 44 є виконаним у вигляді вушка контактним датчиком, який за допомогою гайки (не показана) закріплюється 11 на гвинті 64, що виступає над нижньою стороною дна 40. Нижня частина 14 корпусу представленого на фіг. 1 апарату 2 для виготовлення попкорну може містити один або декілька нагрівальних елементів (не показані), що служать для нагрівання теплоізолюючого простору 6 систем резистивного нагрівання, тоді як верхня частина 12 корпусу, разом з приводним електродвигуном для мішалки 10, містить той, що сполучається з мережею змінного струму блок живлення (не видний), перетворювач частоти для перетворення частоти змінного струму з мережевого струму в частоту приблизно 5060 Гц, а також блок керування (не видний) для керування індукційним нагріванням шляхом включення і виключення подачі струму на індукційну обмотку 30. Блок керування служить для підведення струму до індукційної обмотки 30 з перетворювача частоти, коли апарат 2 для виготовлення попкорну включається за допомогою приведення в дію вимикача на розташованій на задній стороні верхньої частини 12 корпусу панелі керування (не видна) після завантаження у внутрішню ємність 36 порцій кукурудзяних зерен і жиру. Після включення перетворювач частоти виробляє змінний струм з частотою від 50 до 60 Гц, який по дротах, що підводять струм, 32 подається на індукційну обмотку 30, внаслідок чого індукційна обмотка 30 створює змінне магнітне поле з такою ж частотою. Змінне магнітне поле індукує в дні 40 внутрішньої ємності 36 вихрових струмів, за рахунок чого вона дуже швидко нагрівається, тим більше що вона має лише відносно невелику товщину матеріалу - менше ніж 2-3 мм. Оскільки під індукційною обмоткою 30 відсутній електрично провідний матеріал, а сфокусовані там елементами прямої провідності з фериту лінії змінного магнітного поля проходять від зовнішнього краю опори 38 до її центру, нагрівання під індукційною обмоткою 30 відсутнє. Проте, унаслідок нагрівання дна 40 вниз в проміжний простір випромінюється тепло, яке потім відводиться циркулюючим через вентиляційні отвори 62 повітрям. Коли температура дна 40 піднімається вище заданої верхньої порогової величини більш 250 °С, переважно біля 210 °С - 220 °С, і це підвищення температури реєструється температурним датчиком 44 і передається на блок керування, останній на короткий час відключає подачу струму на індукційну обмотку 30 до тих пір, поки температура дна 40 знову не опуститься нижче за нижню порогову величину менше 150 °С, переважно біля 180 °С - 190 °С. У цьому температурному діапазоні дна 40 виготовлення попкорну в ємності 8 відбувається оптимально, оскільки в цьому випадку кукурудзяні зерна нагріваються ні дуже повільно, ні дуже швидко. Температурний датчик 44 сполучений з блоком керування сигнальними дротами 66, які разом з дротами, що підводять струм, 32 тягнуться крізь шланг 58. Як це краще всього показано на фіг. 2, поблизу від закріпленої на стінній частині 60 зовнішній ємності 34 деталі блокуючого пристрою 22, на кронштейні корпусу 4 встановлений вимикач 68. 96992 12 Вимикач 68 може бути виконаний, наприклад, як контактний, магнітний вимикач або як датчик наближення об'єкту і перериває подачу струму на індукційну обмотку 30, коли користувачем приводиться в дію деблокуючий важіль 26 для того, щоб деблокувати блокуючий пристрій 22 для повороту ємності. Тим самим забезпечується, що струм на індукційну обмотку 30 подається лише тоді, коли ємність 8 знаходиться в своєму показаному на фіг. 1 робочому положенні. Вимикач 68 сполучений з блоком керування таким чином, що відновлення подачі струму на індукційну обмотку 30 можливе лише після повторного приведення в дію вимикача на панелі керування. У великих апаратах для виготовлення попкорну поворотна ємність 8 не підвішена на верхній частині 12 корпусу як у вищеописаному апараті 2 для виготовлення попкорну. Як показано на фіг. 4, ємність замість цього встановлена на несучій основі 70, яка виступає над приймальнею ванни (на фіг. 4 не показана) апарату для виготовлення попкорну. Ємність 8 виконана з можливістю повороту довкола розташованої під ємністю 8 і збоку від несучої основи 70 горизонтальній поворотній осі 72. Ємність 8 також складається з внутрішньої і зовнішньої ємності 74 або ж 76, які відокремлені одна від одної проміжним простором 78. Внутрішня ємність 76, як і внутрішня ємність 36 на фіг. 2, має тонке дно 80 з феромагнітного металу з високою магнітною проникністю, тоді як дно 82 зовнішньої ємності 76 складається з не термостійкого провідного струм діа- або парамагнітного матеріалу. Зверху ємність 8 закрита нерухомою кришкою 84. З одного боку ємність 8 має розташований трохи нижче за кришку 84 випускний отвір 86, який закритий відкидною кришкою 88. Кришка 88 утримується в своєму положенні противагами 90 до тих пір, поки тиском утвореного в ємності 8 попкорну не буде відкинута вгору у відкрите положення, коли ємність 8 буде заповнена попкорном. Тоді, частина попкорну може виходити через випускний отвір 86 в приймальну ванну, яка, як в представленому на фіг. 1 апараті для виготовлення попкорну, розташована в теплоізолюючому просторі. Мішалка 92 показана на фіг. 3 ємності 8 містить розташований під ємністю 8 в несучій основі 70 приводний електродвигун 94 і приводний вал, що складається з двох частин, вертикальна нижня частина 96 якого встановлена з можливістю обертання в несучій основі 70, тоді як верхня частина 98 встановлена в тій, що проходить крізь днища 80, 82 ємності 8 опорній втулці 100 і виконана з можливістю повороту разом з ємністю 8. Обидві частини 96, 98 в 102 сполучені муфтою, яка при повороті ємності 8 автоматично вмикається і вимикається. Мішалка 92 містить декілька радіальних гребінок або лопатей 104, які поблизу від дна 80 внутрішньої ємності 74 або ж на більшій відстані від дна 80 виступають над виконаним з можливістю обертання ковпачком 106. Ковпачок 106 за допомогою шплінта 108 сполучений з верхньою частиною 98 приводного валу і оточує виступаючу в ємність 8 опорну втулку 100. 13 Необхідний для виготовлення попкорну жир подається тут в рідкому вигляді в ємність 8 через трубку 110 для подачі жиру. Система індукційного нагрівання містить розташований усередині несучої основи 70, сполучений з блоком живлення (не показаний) перетворювач 112 частоти і розташовану на основі 114 в проміжному просторі 78 між днищами 80, 82 внутрішньої і зовнішньої ємкостей 74, 76 і виконану з можливістю повороту разом з ємністю 8 індукційну обмотку 116. Як і в представленому на фіг. 1 і 2 апараті, перетворювач 102 частоти сполучений з індукційною обмоткою 116 дротами, що підводять струм, 118, які після виходу з несучої основи 70 проходять через гнучкий шланг 120 до зовнішньої сторони зовнішньої ємності 76, а звідти - в проміжний простір 78. Індукційна обмотка 116 і основа 114 мають по суті таку ж конфігурацію, як і ті, що показані на фіг. 2, за винятком того, що основа 114 і індукційна обмотка 116 оточують центральний отвір. У отворі на основі 114 встановлено закріплююче кільце 122, яке на відстані під дном 80 внутрішньої ємності 74 насунене на опорну втулку 100 і без можливості повороту сполучене з опорною втулкою 100, так що виконана з можливістю обертання верхня частина 98 приводного валу аксіально тягнеться в опорній втулці 100 через основу 114 і індукційну обмотку 116. Закріплююче кільце 122 може, як 96992 14 елементи 124 прямої провідності на нижній стороні основи 114, складатися з феритного матеріалу, за рахунок чого запобігає поширення ліній змінного магнітного поля до опорної втулки 100 і приводного валу, щоб запобігти нагрівання опорної втулки 100 і верхній частині 98 приводного валу. Як альтернатива, опорна втулка 100 і верхня частина 98 приводного валу можуть теж складатися з не провідного струм діа- або парамагнітного матеріалу, наприклад з синтетичного матеріалу, так що вони в змінному магнітному полі, що проходить через отвір, не нагріваються. Для того, щоб запобігти нагрівання основи 114 і індукційної обмотки 116 випромінюваним вниз дном 80 теплом, в проміжному просторі 78 розташований вентилятор 124, який всмоктує повітря знизу через отвір в проміжний простір 78 і обдуває нижню сторону основи 114. Звідти повітря проходить уздовж нижньої сторони основи 114 до вентиляційних отворів 126 на протилежній стороні зовнішньої ємності 76. Для охолоджування перетворювача 112 частоти в несучій основі 70 також знаходиться вентилятор 128. Як і в змальованій на фіг. 2 ємності 8, температура дна 80 вимірюється за допомогою температурного датчика (не показаний), і залежно від виміряної температури контролюється подача струму на індукційну обмотку 116. Коли ємність 8 обертається, відключається і подача струму. 15 96992 16 17 96992 18 19 96992 20 21 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 96992 Підписне 22 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Popcorn machine with induction heating

Автори англійською

Richter, Norbert

Назва патенту російською

Аппарат для изготовления попкорна с индукционным нагревом

Автори російською

Рихтер Норберт

МПК / Мітки

МПК: A23L 1/18, H05B 6/06, H05B 6/12

Мітки: індукційним, попкорну, апарат, нагріванням, виготовлення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-96992-aparat-dlya-vigotovlennya-popkornu-z-indukcijjnim-nagrivannyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Апарат для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням</a>

Подібні патенти