Печь для розжига кальянных углей
STOVE FOR LIGHTING HOOKAH COALS

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для розжига кальянных углей в специализированных заведениях кальянного сервиса.
В настоящее время для розжига угля для кальяна используются:
- электрические плитки: представляет собой компактную печку с одной конфоркой (для прогрева углей необходимо разместить кубики на нагревательной спирали, включить плитку и подождать пару минут).
- турбоплиты: компактная плитка для углей, которую выполнена с конфоркой, снабженной небольшими бортиками, не позволяющими пеплу разлетаться.
- газовые плитки, работающие от цанговых газовых баллончиков.
- Инфракрасные плитки: оснащаются удобным поддоном с ручкой, куда легко помещается около шести кубиков.
Однако, все эти плитки имеют одну особенность. Это плитки открытого нагревания с выходом нагретого воздуха в окружающую среду.
Так, например, известна печь «Вулкан» (см. «Три модификации печи VULCAN», выложенная на сайте «VULCAN» в сети Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: https://vulcanshop.ru/, обнаружена в 2019 г.), которая выполнена в виде цилиндрического корпуса на ножках из жаропрочной нержавеющей стали, в донной части которого расположен ТЭН система электрического нагрева с питанием от сети 220 В, изолированной от стенок корпуса специальными изоляционными материалами, в полости корпуса над ТЭНом расположена сетка из жаропрочной стали, на которую укладывают 40 углей размером 25, имеется так же регулируемый зольник для управления конвекцией, который так же служит для содержания рабочего места в чистоте и снижения температуры поверхности, на которой стоит плитка.
Печь выполнена открытого типа с наружной загрузкой углей и визуальным контролем их разогрева, для безопасности могут применяться оградительные створки для ограничения случайного доступа к зоне разогрева углей.
Основным недостатком этого оборудования является то, что из-за открытого разогрева образуются большие теплопотери вследствие отвода тепла и горячего воздуха во внешнюю среду, при этом имеет место высокая пожароопасность.
Так же известна печь для розжига кальянных углей (US 2016348909, F23Q13/04
F23Q7/02, F23Q7/14, опубл. 01.12.2016 г.).
В этом решении печь состоит из прямоугольного в плане по форме корпуса на ножках, состоящего из отдельных секций, которые укладываются друг на друга сверху. Нижняя часть корпуса представляет собой отделение, в котором размещен электронный блок управления розжигом, поддержания выставленной температуры нагрева ТЭНов с индикацией функционирования. Здесь же расположен блок питания, связываемый электрошнуром с системой централизованной подачи напряжения. На это отделение укладывается следующая секция, в которой размещены ТЭНы, горизонтально располагаемые и связанные с блоком питания. Эта секция выполнена в виде лотка и с прорезями в боковых стенках для вывода в окружающую среду избыточного жара от работы ТЭНов. Над секцией с ТЭНами размещена выполненная с возможностью извлечения секция в виде лотка, в дне которого выполнены прорези для прохода теплового потока от ТЭНов. Для этой секции используется специальный захват типа чапельника, позволяющий зацепом за край лотка поднимать лоток и перемещать его (аналог съемной ручки для сковородки).
Это решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Уголь для кальяна - один из главных компонентов любого кальяна. И от него, в частности, зависит то, насколько приятным и мягким будет вкус вдыхаемого вами дыма.
Среди всего разнообразия кальянных углей, продаваемых в специализированных магазинах, в общем-то можно выделить 4 основных группы: обычный древесный уголь, кокосовый уголь, быстро возгорающийся уголь и так называемый электрический уголь - электрическая имитация разогретого древесного угля за счет разогрева спирали. Популярностью больше пользуются древесные и кокосовый угли, как экологически чистые и не придающие табаку неприятные запахи. Например, древесный уголь - это настоящий уголь, полученный как результат горения древесины не смолистых сортов. Получившиеся угли спрессовывают в форме кубиков - именно в таком виде они и продаются в магазинах. Такой древесный уголь, при его разжигании, требует длительной обработки открытым огнем. Особенность использования кальянных углей является то, что для начала их нужно хорошо прогреть - для этого уголь нужно подержать над открытым огнем несколько минут.В процессе нагревания угля, скорее всего, будет выделяться едкий дым, уголь может трещать, искриться или шипеть. Это нормально - таким образом он обгорает. Использовать не обгоревший уголь для курения кальяна нельзя - можно получить ожог слизистой оболочки горла. Когда уголь перестанет шипеть и станет ярко-алого цвета внутри и дымчато-серого по краям - он готов к употреблению.
Описание процесса розжига кальянных углей наглядно показывает почему в настоящее время все печи для этой цели выполняются с открытым нагревом. Это позволяет, с одной стороны, визуально контролировать внешний вид углей и по ним определять его готовность. С другой стороны, для эффективного розжига нужен воздух и кислород из него в достаточно большом объеме. А этот кислород поступает за счет естественной конвекции воздуха, что и определяет время розжига углей. То есть в помещении розжиг будет несколько дольше, чем на открытом воздухе. С третьей стороны, это позволяет отводить во внешнюю среду продукты горения, запахи и т.д. И, наконец, в итоге отвод тепла во внешнюю среду не только от нагревательной части печи, но и от ее корпуса позволяет сохранить длительную эксплуатацию самой печи, исключая ее перегрев и перегрев ее электронной части и блока питания.
Но при этом печь остается небезопасной в эксплуатации с позиций пожароопасности за счет возможности выброса искр, перегретого воздуха и возможности нанесения ожоговых травм. Для понижения этой пожароопасности выработана практика применения негабаритных, а порой и порционных, печей для разового розжига небольшого количества углей. При этом экономится расход электричества, но увеличивается время порционной обработки углей. Повышение мощности нагревательных элементов не дает должного эффекта, так как брикет древесного угля должен разогреться постепенно (за 15-20 мин), чтобы потом поддерживать внутреннее горение в течение 40-50 мин. Этот темп разогрева обусловлен тем, что, например, угольный древесный брикет имеет сложный состав: например, может быть изготовлен из древесины различных видов, помимо угля из кокосовой скорлупы в продаже можно найти угли из оливковых косточек, лимонного дерева и других деревьев и кустарников. Чтобы исключить перегорание отдельных частиц в брикете неоднородного состава, которое придаст потом самому курению неприятный запах, проводят медленной разогрев углей, исключающий перегрев отдельных частиц в брикете.
В любом случае, печь по прототипу относится к категории пожароопасных и требует специального обустройства места ее эксплуатации, техники безопасности и навыков работы с ней при открытом нагреве. Несмотря на это такие печи открытого розжига устанавливают в закрытых помещениях кальянных в достаточно прямой близости от посетителей.
Согласно «Требований ПБ (пожарной безопасности) к предприятиям общественного питания, использующих печь» (СТУ) (выложены на сайте «Управа района Зюзино города Москвы» в разделе «Статьи» по адресу: http://zuzino.mos.ru) помещение в зоне работы печи должно быть оборудовано специализированной вентиляционной принудительной вытяжной вентиляции дымовых газов от печи с выбросом дымовых газов над кровлей здания на расстоянии не менее 5 м от воздухозаборных устройств общеобменной вентиляции или систем приточной противодымной вентиляции; выброс в атмосферу следует предусматривать на высоте не менее 2 м от кровли из горючих материалов. Размещение вентилятора для удаления дымовых газов от печи в отдельном помещении с ограждающими строительными конструкциями с обеспечением пределов огнестойкости не ниже ЕI 45, или непосредственно в кухонном помещении при специальном исполнении вентиляторов и т.д.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной безопасности при применении в закрытых помещениях за счет проведения процесса розжига кальянных углей в закрытом объеме с принудительным подводом воздуха в этот объем и с отводом продуктов сгорания и теплового потока через канал пламягасителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в печи для розжига кальянных углей, содержащей основной корпус на опорных ножках, в котором размещены нагревательные элементы в виде расположенных вдоль дна корпуса стержневых ТЭНов, связанных с блоком питания через блок управления с выведенными наружу корпуса органами включения/выключения и регулировки температуры нагрева, а так же лоток для размещения кальянных углей, размещаемый над нагревательными элементами, основной корпус выполнен параллелепипедной формы и разделен поперечной перегородкой на две изолированные друг от друга секции, в меньшей по объему которой размещены электронные и электротехнические компоненты блока питания и блока управления и которая выполнена с закрываемой крышкой на боковой стенке корпуса для доступа к этим компонентам, на стенке корпуса в зоне расположения секции большего объема смонтирована дверца с узлом ее закрывания, секция большего объема выполнена по стенкам с теплозащитой и в ней на расстоянии от всех стенок этой секции размещен дополнительный корпус, в донной части которого расположены нагревательные элементы и который выполнен с возможностью размещения в нем над нагревательными элементами лотка для размещения кальянных углей, при этом в верхней части основного корпуса в зоне секции большего объема смонтирован патрубок наддува для подачи из окружающей среды воздуха с помощью электровентилятора в полость дополнительного корпуса и патрубок отвода воздуха с пламегасителем из полости дополнительного корпуса, указанные патрубки концевыми частями, располагаемыми в полости секции большего объема сообщены с полостью дополнительного корпуса над лотком для размещения кальянных углей.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - общий вид устройства печи для розжига кальянных углей, вид сбоку;
фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид со стороны дверцы;
фиг.3 - то же, что на фиг.1, вид сверху;
фиг.4 - сечение А-А по фиг.3.
Согласно настоящего изобретения рассматривается новая конструкция печи для розжига кальянных углей, в которой процесс разогрева углей проходит в закрытом объеме, что обеспечивает высокую пожаробезопасность за счет исключения открытого огня и открытого разогрева, выброса искр и пепла и негативного воздействия порывов воздушных масс.
В общем случае, печь для розжига кальянных углей содержит основной корпус на опорных ножках, в котором размещены нагревательные элементы в виде расположенных вдоль дна корпуса стержневых ТЭНов, связанных с блоком питания через блок управления с выведенными наружу корпуса органами включения/выключения и регулировки температуры нагрева. Так же используется лоток для размещения кальянных углей, размещаемый над нагревательными элементами.
Основной корпус печи выполнен параллелепипедной формы и разделен поперечной перегородкой на две изолированные друг от друга секции. В секции, меньшей по объему, размещены электронные и электротехнические компоненты блока питания и блока управления и эта секция выполнена с закрываемой крышкой на боковой стенке корпуса для доступа к этим компонентам.
На стенке корпуса в зоне расположения секции большего объема смонтирована дверца с узлом ее закрывания.
Секция большего объема выполнена по стенкам с теплозащитой и в ней на расстоянии от всех стенок этой секции размещен дополнительный корпус закрытого типа, в донной части которого расположены нагревательные элементы и который выполнен с возможностью размещения в нем над нагревательными элементами лотка для размещения кальянных углей.
В верхней части основного корпуса в зоне секции большего объема смонтирован патрубок наддува для подачи из окружающей среды воздуха с помощью электровентилятора в полость этой секции и патрубок отвода воздуха с пламегасителем из полости этой секции. Эти перечисленные патрубки концевыми частями, располагаемыми в полости секции большего объема, расположены над лотком для размещения кальянных углей.
Таким образом, весь процесс розжига проходит в замкнутом объеме, изолированном от окружающей среды. Применение наддува воздуха в зону розжига обеспечивает в этом замкнутом объеме условия, достаточные для эффективного поддержания заданного объема выделяемой теплоты, при которой происходит именно разогрев кальянных углей. Применение патрубка отвода воздуха с пламегасителем позволяет обеспечить воздухообмен в замкнутом объеме и при этом исключить захват воздушным потоком искри выброс их в помещение кальянной. При таком исполнении печи становится возможным проводить розжиг кальянных углей в помещении заведения так как работа такой печи становится похожей на работу СВЧ-печи. Это серьезно повышает безопасность эксплуатации как самой печи, так и самого процесса, который в большинстве случаев традиционно проводится в помещении кальянной.
Ниже приводится пример конкретного исполнения изобретения (фиг.1-4).
Для данного изобретения элементы рассматриваемой конструкции обозначены следующими позициями:
1 - канальный вентилятор наддува;
2 - петли дверцы;
3 - дверца;
4 - основной (внешний) корпус;
5 - боковая крышка для доступа в полость размещения электроники и электрики (электронные и электротехнические компоненты блока питания и блока управления);
6 - ножки;
7 - патрубок наддува;
8 - лоток для размещения (загрузки) кальянных углей;
9 - дополнительный (внутренний) корпус;
10 - контактная группа ТЭНов;
11 - ТЭНы стержневые;
12 - опорная ножка для дополнительного корпуса;
13 - ручка дверцы 3;
14 - выключатель;
15 - патрубок отвода воздуха с пламегасителем;
16 - датчик температуры;
17 - зона размещения электроники и электрики (электронные и электротехнические компоненты блока питания и блока управления).
Основной корпус 4 печи выполнен в форм-Факторе СВЧ-печи, то есть выполнен параллелепипедной формы и разделен поперечной перегородкой 18 на две изолированные друг от друга секции, в меньшей по объему которой размещены электронные и электротехнические компоненты блока питания и блока управления. Доступ к объему этой секции и к указанным компонентам обеспечен с боковой стороны корпуса 4. Проем на этой стороне корпуса 4 выполнен с закрываемой крышкой 5, крепящейся на стенке любым известным образом, например, за счет болтов (винтов). На лицевую сторону этой секции выведен орган включения/выключения печи (выключатель 14) и, как вариант исполнения дисплей 19 для визуального отображения режима включения/выключения и температуры в зоне разогрева углей.
А на лицевой стенке основного корпуса 4 в зоне расположения секции большего объема смонтирована дверца 3 с узлом ее закрывания (замок типа защелки). Секция большего объема выполнена по стенкам с теплозащитой. Термозащищенность обеспечивается теплоизоляцией внутренних поверхностей стенок корпуса. Материал и толщина теплоизоляции определены расчетным путем и должны обеспечивать температуру на внешней поверхности основного корпуса 4 не более 45°С. Как вариант для визуального контроля за состоянием разжигаемых углей на дверце 3 может быть выполнено стеклянное окно.
В секции большего объема на расстоянии от всех стенок этой секции размещен дополнительный корпус 9 параллелепипедной формы закрытого типа (стенки корпуса формируют замкнутую полость), в донной части которого расположены нагревательные элементы (стержневые ТЭНы 11) и который выполнен с возможностью размещения в нем над этими нагревательными элементами лотка 8 для размещения кальянных углей. Лоток 8 выполнен сетчатым или с перфорированным дном или с дном в виде решетки для обеспечения проникновении нагретого воздуха в полость лотка к кальянным углям. Контактная группа ТЭНов 10 выведена из дополнительного корпуса 9 в секцию большего объема.
Таким образом, печь для розжига кальянных углей состоит из дополнительного корпуса 9, расположенного внутри основного (внешнего) корпуса 4, стержневых ТЭНов 11, электровентилятора 1 и теплоизоляции (на фигурах 1-4 не показаны), дверцей 3 с защелкой (не показана), патрубками наддува 7 и отвода воздуха 15 с пламегасителем, комплектом электрики и электроники, размещенной в зоне 17 в отдельной изолированной секции.
Система управления печью состоит из следующих элементов электрики и электроники: контроллер, блок питания, кнопка включения 14, предохранитель сети, датчик температуры 16.
Для начала работы печи кнопкой включения 14 включается электропитание печи, запрограммированный на технологический цикл контроллер включает электровентилятор 1 для наддува воздуха в полость секции и ТЭНы 11. Первый пуск печи подразумевает разогрев рабочей камеры дополнительного (внутреннего) корпуса 9 печи до заданной температуры в течение 4-6 мин.
Контроль температуры внутри рабочей камеры дополнительного корпуса 9 печи осуществляется с помощью датчика температуры 16, размещенного на задней стенке этого корпуса 9.
В дополнительный корпус 9 печи на направляющие ставится лоток загрузки угля 8 с углями. Дверца печи 3 закрывается и притягивается к внешнему корпусу с помощью защелки.
Через патрубок наддува 7 с помощью электровентилятора 1 наддува в рабочую камеру дополнительного корпуса 9 подается воздух, создавая турбулентность в этой камере, повышая температуру и ускоряя процесс разгорания. Излишки воздуха выводятся из рабочей камеры через патрубок 15 отвода воздуха с пламегасителем (для предотвращения выброса искр, огня) в атмосферу, либо в систему принудительной вентиляции помещения. Эти патрубки концевыми частями, располагаемыми в полости секции большего объема, сообщенные с рабочей камерой дополнительного корпуса 9 над лотком для размещения кальянных углей, то есть подача воздуха проводится непосредственно в зону нахождения углей, отбор воздуха так же проходит из этой зоны. Внутри патрубка пламегасителя может быть использована засыпка в виде металлической стружки, предотвращающая выброс искр.
По окончании расчетного времени технологического цикла, лоток 8 для угля вынимают из печи и ставят на подставку-зольник (не показана) для последующей разгрузки и загрузки новой порции угля. Далее процесс повторяется.
После окончания работы, выключателем 14 электропитание печи отключается, с ТЭНов 11 снимается напряжение. Электровентилятор 1 продолжает свою работу, пока температура внутри рабочей камеры дополнительного корпуса 9 не опустится до требуемого допустимого показателя.
Для предотвращения перегрева печи, элементов системы управления и электрики при незагруженной рабочей камере, существует возможность перевода рабочего режима печи в «спящий» режим путем отключения питания ТЭНов с поддержанием заданной рабочей температуры.
Изобретение позволяет повысить эксплуатационную безопасность при применении в закрытых помещениях за счет проведения процесса розжига кальянных углей в закрытом объеме с принудительным подводом воздуха в этот объем и с отводом продуктов сгорания и теплового потока через канал пламягасителя.
Настоящее изобретение промышленно применимо. Печь для розжига кальянных углей предназначена для использования в специализированных заведениях кальянного сервиса с высокой проходимостью, ввиду большого объема рабочей зоны позволяет сократить время предоставления услуг кальянного сервиса, снизить эксплуатационные затраты, увеличить выручку эксплуатирующей организации, обеспечить пожаробезопасность помещения.
Объем рабочей камеры позволяет в течение расчетного количества времени разогреть до 1 кг углей (до 100 штук угля с размером стороны 25 мм).
Использование системы наддува воздуха значительно сокращает время разогрева углей (цикл работы составляет 8-10 минут в случае полной загрузки камеры).
Появляется возможность использования оборудование в помещениях с бытовой электросетью (220 В, 50 Гц, 2кВт).
Использование закрытой системы разогрева позволяет сконцентрировать весь объем тепла в рабочей камере, что повышает энергоэффективность оборудования. Такая схема позволяет избежать нагрева воздуха и поверхностей в зоне установки печи, а также риска возникновения возгорания близлежащих предметов, поверхностей;
Наличие теплоизоляции между рабочим и внешним корпусом повышает пожаробезопасность изделия. Температура рабочей камеры достигает 450 С°, температура на поверхности внешнего корпуса - до 45 С°.
Снижаются удельные затраты на электроэнергию в расчете на 1 уголь.
Конструкция печи обладает простотой за счет использования стандартных узлов и элементов, что обеспечивает эксплуатационную надежность и высокую ремонтопригодность на месте монтажа;
Использование электроавтоматики упрощает эксплуатацию печи, позволяет допускать к эксплуатации персонал с 1 группой по электробезопасности согласно «Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок», утвержденных Приказом Минтруда России от 24.07.2013 №328н (ред. от 15.11.2018 года) «Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» (Зарегистрировано в Минюсте России 12.12.2013 №30593), а также согласно «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей».
Достигается увеличение ресурсного срока работы элементов ТЭН за счет предотвращения попадания на ТЭНы посторонних предметов и открытого пламени;
Габаритные размеры оборудования позволяют использовать его в стандартных бытовых помещениях, не требующих специальной подготовки монтажных площадок, подвода специальных промышленных коммуникаций.