Устройство портативное для приготовления пищи и горячей воды

 

Полезная модель относится к тепловым генераторам малой мощности, а именно к портативным устройствам для приготовления пищи и горячей воды, предназначенным для использования преимущественно в походах, на рыбалке, на охоте, в местах кратковременных стоянок, при сплавах на плотах, а также в условиях чрезвычайных ситуаций - боевых условиях и на местах привалов при недостатке или невозможности заготовить дрова в достаточных для обычного костра объемах, для маскировки (при необходимости) присутствия на природе от дымового следа и отблесков пламени. Портативное устройство для приготовления пищи и горячей воды содержит корпус-дымоход, множество отверстий для подвода воздуха внутрь корпуса, выполненных в виде продольных прорезей и расположенных на боковой поверхности корпуса в его нижней части, по меньшей мере, одно отверстие для выхода дымовых газов и дополнительно защитную теплоизоляционную оболочку. Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является уменьшение расхода топлива при одновременном увеличении эффективности теплоотдачи устройства в рабочем режиме. 8 з.п. ф-лы, 3 фиг.

Область техники

Полезная модель относится к тепловым генераторам малой мощности, а именно к портативным устройствам для приготовления пищи и горячей воды, предназначенным для использования преимущественно в походах, на рыбалке, на охоте, в местах кратковременных стоянок, при сплавах на плотах, а также в условиях чрезвычайных ситуаций - боевых условиях и на местах привалов при недостатке или невозможности заготовить дрова в достаточных для обычного костра объемах, для маскировки (при необходимости) присутствия на природе от дымового следа и отблесков пламени.

Уровень техники

Известна (патент РФ 1779284, МПК F24C 1/16, опубл. 30.11.1992) походная печь, содержащая корпус, в нижней части которого расположены отверстия для подвода воздуха и топка, сообщенная с дымоходом, а в верхней части боковой поверхности корпуса расположены отверстия для выхода дымовых газов. Корпус выполнен разъемным с подвижной по высоте верхней частью, оснащенной фиксаторами положения относительно неподвижной нижней части, верхняя кромка которой выполнена в виде заслонки, перекрывающей сечения отверстий для выхода дымовых газов. В верхней части корпуса расположено отверстие для установки теплоприемника в виде бака с крышкой-сковородкой, причем бак расположен симметрично относительно стенок корпуса. Печь установлена на разборных ножках и имеет дверцу для загрузки топлива.

Недостатком известной печи является ее низкая теплоотдача, из-за отсутствия теплоизоляции топки, что приводит к большой потере тепла, и как следствие к большому расходу топлива. Кроме того, температура в зоне горения небольшая, так как из-за крайнемалой суммарной площади дымоходов, создание сильной тяги невозможно.

Из патента РФ 2275555, МПК F24C 1/16, F24C 1/06, опубл. 27.04.2006, известна походная печь, содержащая, цилиндрический корпус с топкой, в нижней части которой расположены отверстия для подвода воздуха, а на боковой поверхности заслонка, перекрывающая окно для загрузки топлива. Печь содержит по меньшей мере две теплоприемных емкости, имеющих цилиндрическую форму и снабженных крышкой. Емкости предназначены для установки на кромку корпуса. Отверстия для выхода дымовых газов представляют собой зазор между емкостью и корпусом. Печь установлена на опорах.

Недостатком устройства является то, что его конструкция не обеспечивает достижение высокой температуры в зоне горения из-за недостаточного для создания сильной тяги сечения дымохода. Как следствие для достижения и поддержания необходимой температуры в зоне горения печь расходует большое количество топлива. Кроме того, известная печь является сложной в технологическом плане конструкцией и неудобной для транспортировки в походных условиях.

Известна портативная походная печь (патент США 6520173, МПК F24B 1/26, F24B 21/00, F24C 1/16, опубл. 18.02.2003), содержащая корпус, имеющий форму усеченного конуса. Корпус выполнен открытым с двух концов, причем диаметр верхней части корпуса меньше диаметра его основания. В нижней части корпуса расположены отверстия для подвода воздуха и колосниковая решетка. В верхней части боковой поверхности корпуса расположено по меньшей мере одно отверстие для выхода дымовых газов. Печь содержит средство для нагнетания воздуха внутрь корпуса представляющее собой гибкий шланг с насадкой предназначенной для установки в соединительную муфту, расположенную на боковой поверхности корпуса в его средней части. Пользователь ртом нагнетает воздух в корпус через указанный шланг. Печь расположена на трех съемных ножках.

Недостатком известного устройства является низкая теплоотдача из-за отсутствия теплоизоляции. В результате, для создания и поддержания высокой температуры в рабочей зоне (зона контакта горячих газов с нагреваемым объектом) затрачивается большое количество твердого топлива. Кроме того, в случае повреждения гибкого шланга в процессе эксплуатации - печь не сможет работать, так как достаточная для этого сильная тяга не обеспечивается конструкцией печи, в частности, конструкцией корпуса.

В качестве ближайшего аналога выбрана (патент США 4026265, МПК F24B 1/20, опубл. 31.08.1977) портативная печь, содержащая корпус, представляющий собой дымоход в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием вниз, а более узким основанием вверх. Верхняя часть корпуса выполнена открытой и содержит на своей боковой поверхности отверстия для выхода дымовых газов. В нижней части корпуса расположено два диаметрально противоположных отверстия для подвода воздуха, а также пазы для установки съемной ручки и колосниковая решетка. Нагреваемый объект устанавливают непосредственно на верхнюю часть корпуса или на съемную жаровню, которую при необходимости устанавливают в верхней части корпуса.

Недостатками известной печи является ее низкая теплоотдача из-за отсутствия теплоизоляции. Поэтому для работы такой вертикально ориентированной печи необходимо создавать высокую температуру в зоне горения, что существенно увеличивает расход твердого топлива.

Раскрытие полезной модели

Задачей на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка высокоэффективного портативного устройства для приготовления пищи, предназначенного для использования в походных, полевых условиях, в местах чрезвычайных ситуаций и бедствий.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является уменьшение расхода топлива при одновременном увеличении эффективности теплоотдачи устройства в рабочем режиме.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата предложено новое портативное устройство для приготовления пищи, содержащее корпус-дымоход, по меньшей мере, два отверстия для подвода воздуха внутрь корпуса, расположенных на боковой поверхности корпуса в его нижней части, выполненной расширяющейся книзу, и, по меньшей мере, одно отверстие для выхода дымовых газов. От прототипа предложенное устройство отличается тем, что содержит множество отверстий для подвода воздуха, выполненных в виде продольных прорезей, расширяющихся книзу, а корпус дополнительно снабжен защитной теплоизоляционной оболочкой.

Прорези выполнены до края нижней части корпуса.

Суммарная площадь прорезей больше площади поперечного сечения корпуса на уровне высоты прорезей h не менее чем в 1,3 раза, предпочтительно, не менее чем в 1,5 раза.

Боковая поверхность нижней части корпуса, расширяющейся книзу, имеет образующую в виде кривой.

Верхняя часть корпуса снабжена, по меньшей мере, тремя опорами для установки нагреваемого объекта, причем опоры расположены с образованием отверстий для выхода дымовых газов. Опоры предпочтительно расположены симметрично относительно друг друга и могут быть выполнены заодно целое с корпусом.

Защитная теплоизоляционная оболочка расположена с внешней стороны корпуса с образованием воздушного зазора, предпочтительно заполненного теплоизоляционным материалом.

Существенным отличием устройства является новое конструктивное исполнение его нижней части, а именно наличие множества отверстий для подвода воздуха, выполненных в виде продольных прорезей расширяющихся книзу, и наличие защитной теплоизоляционной оболочки. Защитная теплоизоляционная оболочка обеспечивает значительное повышение температуры в зоне горения, в результате которого возникает сильная тяга и воздух извне начинает интенсивно поступать через множество продольных прорезей, расширяющихся книзу, внутрь корпуса-дымохода, что в свою очередь ускоряет нагревание твердого топлива, расположенного в упомянутой зоне, до перехода в его испарение и возгорание. Это позволяет, в отличие от прототипа, значительно сократить объем потребляемого топлива. При этом образующиеся при сгорании горячие газы за счет сильной тяги с большой скоростью концентрируются в рабочей зоне устройства (преимущественно в верхней части корпуса-дымохода, в зоне контакта горячих газов с нагреваемым объектом), где из-за расширения газов их направленное быстрое течение становится турбулентным, как следствие, горячие газы, выходя наружу через отверстия для выхода дымовых газов, дольше по времени находятся в контакте с нагреваемым объектом, омывая его дно и боковые стенки, за счет чего, в отличие от прототипа, при уменьшенном расходе топлива увеличивается эффективность теплоотдачи устройства в рабочем режиме.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 - изображен общий вид портативного устройства для приготовления пищи и горячей воды с защитной теплоизоляционной оболочкой снабженной крышкой.

На Фиг.2 - изображено продольное сечение портативного устройства для приготовления пищи и горячей воды с защитной теплоизоляционной оболочкой снабженной крышкой.

На Фиг.3 - изображен вид сверху портативного устройства для приготовления пищи и горячей воды с защитной теплоизоляционной оболочкой снабженной крышкой.

Портативное устройство для приготовления пищи и горячей воды содержит корпус-дымоход 1, в нижней части которого расположено множество отверстий для подвода воздуха выполненных в виде продольных прорезей 2, расширяющихся книзу (Фиг.1, 3). Прорези 2 выполнены предпочтительно до края 3 нижней части корпуса 1 для облегчения поступления воздуха внутрь корпуса 1. При этом конструкция нижней части корпуса 1 предпочтительно выполнена таким образом, что суммарная площадь прорезей 2 больше площади поперечного сечения корпуса 1 на уровне высоты h прорезей 2 не менее чем в 1,3 раза, предпочтительно, не менее чем в 1,5 раза (Фиг.2). Такая конструкция способствуют созданию максимальной тяги. Боковая поверхность 4 нижней части корпуса 1 расширяется книзу и предпочтительно имеет образующую в виде кривой, которая способствует организации движения потоков воздуха и горячих газов преимущественно от нижней части корпуса-дымохода 1 к его центру.

Корпус-дымоход 1 дополнительно снабжен защитной теплоизоляционной оболочкой 5,, расположенной с внешней стороны корпуса 1 с образованием воздушного зазора 6 (Фиг.2), предпочтительно заполненного теплоизоляционным материалом (на чертежах не показано). Оболочка 5 в своей верхней части может быть снабжена крышкой 7 (Фиг.2, 3), а в нижней части защитным экраном (на чертежах не показано) предназначенным для защиты теплоизоляционного материала от воздействия пламени.

Верхняя часть корпуса 1 снабжена, по меньшей мере, тремя опорами 8 (Фиг.1), которые предназначены для установки на них нагреваемого объекта (на чертежах не показано). Поверх опор 8 может также располагаться конфорка 9 для еще большего удобства установки нагреваемого объекта (Фиг.1, 2). Опоры 8 расположены с образованием отверстий 10 для выхода дымовых газов, предпочтительно симметрично относительно друг друга, и могут быть выполнены заодно целое с корпусом 1 (на чертежах не показано).

Портативное устройство для приготовления пищи и горячей воды работает следующим образом.

Перед началом работы заготавливают сухие ветки, щепку, щепу и другое твердое топливо. Затем зажигают скомканную и смятую бумагу, газету, бересту или смоченную легковоспламеняющейся жидкостью ветошь. После возгорания растопки устанавливают корпус 1 устройства на горящий объем. При этом, за счет наличия защитной теплоизоляционная оболочки 5 обеспечивается значительное повышение температуры в зоне горения, в результате которого возникает сильная тяга и воздух извне начинает интенсивно поступать через множество продольных прорезей 2, расширяющихся книзу, внутрь корпуса-дымохода 1. Создание максимальной тяги, в частности, обусловлено тем, что суммарная площадь прорезей 2 больше площади поперечного сечения корпуса 1 на уровне высоты прорезей h не менее чем в 1,3 раза, предпочтительно, не менее чем в 1,5 раза. Затем постепенно добавляют сухое твердое топливо приблизительно до 1/4 объема корпуса 1 и дожидаются пока устройство разгорится. За счет интенсивного поступления воздуха ускоряется нагревание твердого топлива. В результате чего, в отличие от прототипа, оно достаточно быстро переходит в состояние испарения и возгорания, создавая достаточно высокую температуру (~ до 650°С) в рабочей зоне устройства (преимущественно верхняя часть корпуса 1). Это позволяет значительно сократить расходуемый объем топлива. После этого на конфорку 9 или непосредственно на опоры 8 устанавливают нагреваемый объект (на чертежах не показано). Горячие газы, образующиеся при горении топлива, за счет сильной тяги начинают с большой скоростью концентрироваться в корпусе-дымоходе 1, преимущественно в его верхней части (рабочая зона устройства), где за счет расширения газов их направленное быстрое течение становится турбулентным, как следствие, выходя наружу через отверстия 10 горячие газы дольше по времени находятся в контакте с нагреваемым объектом, омывая его дно и боковые стенки, за счет чего повышается эффективность теплоотдачи устройства в рабочем режиме. Таким образом, при добавлении меньшего в отличие от прототипа количества твердого топлива осуществляется эффективный и быстрый нагрев установленного на опорах 8 объекта.

В частности, эффективность передачи тепла нагреваемому объекту, повышается за счет того, что поверхность расширяющейся книзу нижней части корпуса 1 имеет образующую в виде кривой, которая способствует организации движения потоков воздуха и горячих газов преимущественно от нижней части корпуса-дымохода 1 к его центру (Фиг.1, 2).

Степень теплоизоляции также можно повысить за счет использования теплоизоляционного материала (на чертежах не показано), который может быть размещен в воздушном зазоре 6, причем для защиты теплоизоляционного материала от воздействия пламени оболочка 9 в своей нижней части может быть снабжена защитным экраном, выполненным, например, в виде металлической шайбы шириной достаточной для изоляции указанного материала (на чертежах не показано).

По мере затухания пламени подбрасывают нужное количество твердого топлива через отверстия 10 в верхней части корпуса 1. Мощность устройства зависит от объема загружаемого топлива и может регулироваться потребителем. При необходимости уменьшения пламени, мощности и температуры нагрева внутрь подают немного воды. Температура нагрева рабочей зоны доходит до температуры 650°С, а температура защитной теплоизоляционной оболочки 5 до 300°С, поэтому при эксплуатации устройства следует соблюдать меры пожарной безопасности, как при работе с открытым огнем.

По завершению приготовления пищи или нагрева воды устройство очищают от остатков топлива и сажи и, например, убирают в специально предназначенный для этого чехол или место для хранения до следующего использования.

Ниже с целью иллюстрации отдельных аспектов осуществления полезной модели приведены примеры, которые не предназначены для того, чтобы каким-либо образом ограничивать объем настоящей полезной модели.

Пример 1.

Устройство состоит из корпуса, множества продольных прорезей для подвода воздуха, отверстий для выхода дымовых газов, опор, выполненных заодно целое с корпусом, конфорки и защитной теплоизоляционной оболочки с крышкой. Корпус изготовлен из трубы ГОСТ 10704-91 диаметром 108 мм, высотой 360 мм, толщиной стенки 3,5 мм. Причем в корпусе сформированы продольные прорези для подвода воздуха, отверстия для выхода дымовых газов и опоры, например, посредством известных из уровня техники устройств, предназначенных для резки металла. Защитная теплоизоляционная оболочка, а также ее крышка выполнены из нержавеющей стали марки 08х18н10 т с толщиной стенки 0,5 мм. Вес изделия 4100 гр. Высота изделия с конфоркой составляет 400 мм, причем диаметр корпуса в основании составляет 200 мм. При работе устройства при температуре окружающей среды (20°С) температура в зоне горения составляет 600-650°С, а в рабочей зоне 500-550°С. Расход топлива (сухие дрова в виде чурочек, щепок, шишек и т.д) на закипание 3-литровой емкости с водой при температуре окружающей среды (20°С.) около 400 г, время закипания 8 минут.

Пример 2.

Устройство состоит из корпуса, множества продольных прорезей для подвода воздуха, отверстий для выхода дымовых газов, опор, выполненных заодно целое с корпусом, защитной теплоизоляционной оболочки с крышкой и защитным экраном, и конфорки. Корпус изготовлен из трубы ГОСТ 10704-91 диаметром 108 мм, высотой 360 мм, толщиной стенки 3,5 мм. Причем в корпусе сформированы продольные прорези для подвода воздуха, отверстия для выхода дымовых газов и опоры, например, посредством известных из уровня техники устройств, предназначенных для резки металла. Теплоизоляционная оболочка с крышкой и защитным экраном выполнены в виде отдельных сборных элементов, изготовленных из нержавеющей стали для печных дымоходов. Воздушный зазор между корпусом и защитной теплоизоляционной оболочкой заполнен теплоизоляционным материалом, применяемым для дымоходов. Высота устройства вместе с конфоркой 400 мм, а диаметр в основании 200 мм. Вес - 4300 гр. При работе устройства при температуре окружающей среды (20°С) температура в зоне горения составляет 700-750°С, а в рабочей зоне 600-650°С.Расход топлива (сухие дрова в виде чурочек, щепок, шишек и т.д) топлива 350 гр. Время нагрева 3-литровой емкости с водой при температуре окружающей среды (20°С) 6 минут.

Из приведенного описания, очевидно, что настоящая полезная модель обладает существенными преимуществами перед прототипом. Прежде всего, существенным отличием заявленного устройства является новое конструктивное исполнение его нижней части, а именно наличие множества продольных прорезей 2, расширяющихся книзу, и наличие защитной теплоизоляционной оболочки 5, обеспечивающей сильную тягу, в результате которой, воздух извне с большой скоростью начинает интенсивно поступать через множество указанных прорезей 2 внутрь корпуса-дымохода 1. Нагревание твердого топлива при этом ускоряется и горячие газы, концентрируясь в рабочей зоне устройства, дольше по времени находятся в контакте с нагреваемым объектом, за счет чего, в отличие от прототипа, при уменьшении расхода топлива одновременно увеличивается эффективность теплоотдачи устройства в рабочем режиме, т.е. обеспечивается достижение заявленного технического результата.

Данная полезная модель не ограничена описанными вариантами осуществления, а наоборот, она охватывает различные модификации и варианты в рамках сущности и объема предлагаемой формулы полезной модели.

1. Устройство портативное для приготовления пищи и горячей воды, содержащее корпус-дымоход, по меньшей мере, два отверстия для подвода воздуха внутрь корпуса, расположенных на боковой поверхности корпуса в его нижней части, выполненной расширяющейся книзу, и, по меньшей мере, одно отверстие для выхода дымовых газов, отличающееся тем, что содержит множество отверстий для подвода воздуха, выполненных в виде продольных прорезей, расширяющихся книзу, а корпус дополнительно снабжен защитной теплоизоляционной оболочкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прорези выполнены до края нижней части корпуса.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что суммарная площадь прорезей больше площади поперечного сечения корпуса на уровне высоты прорезей h не менее чем в 1,3 раза, предпочтительно не менее чем в 1,5 раза.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность нижней части корпуса, расширяющейся книзу, имеет образующую в виде кривой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть корпуса снабжена, по меньшей мере, тремя опорами для установки нагреваемого объекта, причем опоры расположены с образованием отверстий для выхода дымовых газов.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что опоры расположены симметрично относительно друг друга.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что опоры выполнены заодно целое с корпусом.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что защитная теплоизоляционная оболочка расположена с внешней стороны корпуса с образованием воздушного зазора.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что воздушный зазор заполнен теплоизоляционным материалом.



 

Похожие патенты:

Мангал // 102475

Мангал // 81295

Мангал // 93649

Металлическая защитная складная раздвижная внутренняя решетка-гармошка для окон и дверей относится к вопросам обустройства и технического оснащения жилищ и закрытых помещений для работы и массовых мероприятий, обеспечивающим помещение безопасности людей при пожарах.

Изобретение относится к оборудованию ресторанного обслуживания и может быть использовано для быстрого приготовления шашлыка в условиях его массового спроса

Мангал // 49189

Мангал // 54499
Изобретение относится к устройствам для приготовления разнообразных блюд на углях, с функциями самораздува, вентиляции и регулировки температурного режима
Наверх