ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
FUEL ELEMENT

Настоящее изобретение относится к топливным устройствам, используемым преимущественно в каминах или в качестве обогревателя закрытых помещений, работающим на жидком топливе, безопасном в пожарном отношении, в частности на спирте, этаноле, биоэтаноле.
Известен биотопливный элемент камина, содержащий полый корпус, в верхнем металлическом листе которого выполнена одна или несколько прорезей (патент RU 78905 U1, опубл. 2008-12-10). В прорезях верхнего листа вертикально установлены ампулы. Верхний конец каждой ампулы выполнен в виде усеченного конуса, ориентированного большим основанием кверху для заправки ампулы жидким биотопливным составом и формирования пламени разной формы. Предусмотрена возможность оперативно заменять ампулы без прерывания работы камина. В качестве топлива использован жидкий спирт.
При использовании биотопливного элемента необходимо часто заполнять ампулы топливом или часто заменять ампулы вследствие малого объема ампулы и быстрого выгорания находящегося в ней топлива.
В другом известном топливном элементе камина, предназначенном преимущественно для обогрева закрытых помещений, в качестве жидкого топлива использован биоэтанол (патент RU 89885 U1, опубл. 2009-12-20). Топливный элемент содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра, ориентированного горизонтально. В верхней части цилиндра выполнено отверстие предпочтительно прямоугольной формы для заправки и сгорания жидкого топлива. Корпус снабжен крышкой для закрывания и открывания отверстия. Перемещением крышки по наружной поверхности корпуса можно регулировать расход топлива и величину пламени. Топливный элемент оснащен устройством крепления корпуса к несущей поверхности.
Известен также топливный элемент для камина (заявка US 20120037149 А1, опубл. 2012-02-16), содержащий корпус, базовый блок, установленный внутри корпуса вблизи его нижнего конца, и затвор, включающий раму с закрепленными на ней затворными пластинами. Базовый блок поддерживает пару топливных контейнеров для жидкого или гелиевого топлива, установленных параллельно друг другу. Каждый топливный контейнер выполнен в виде удлиненной в горизонтальной плоскости емкости, имеющей удлиненное отверстие в верхней части контейнера. Тепло от сжигания жидкого топлива расходуется на обогрев помещения. В качестве топлива использован изопропанол или этанол в жидкой или гелиевой форме.
Топливный элемент конструктивно сложный из-за большого количества деталей и неудобный в эксплуатации из-за недостаточно устойчивого пламени и частого регулирования процесса горения.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать конструктивно простой и удобный в эксплуатации топливный элемент, обеспечивающий длительное горение жидкого топлива с устойчивым пламенем.
Поставленная задача решается тем, что топливный элемент содержит полый корпус с отверстием в верхней части корпуса, имеющий дно, боковую стенку и полость для жидкого топлива. В полости корпуса и отверстии установлен теплопроводящий элемент с кольцевым зазором относительно кромки отверстия и возвышением над корпусом. Верхняя часть теплопроводящего элемента установлена с возможностью нагревания теплом от сжигания жидкого топлива. Нижняя часть теплопроводящего элемента установлена с возможностью нагревания жидкого топлива до кипения и испарения под действием тепла, поступающего от верхней части теплопроводящего элемента.
Полость или верхняя ее часть выполнена расширяющейся книзу.
Корпус может быть выполнен в виде усеченной пирамиды или усеченного конуса с боковой стенкой, наклоненной под углом от 30 до 80° по отношению к дну.
Верхняя часть корпуса может быть выполнена в виде сферы.
Корпус может быть овальным или фигурным с полостью или верхней частью полости, расширяющейся книзу.
Теплопроводящий элемент может быть прикреплен к дну полого корпуса и выполнен в виде трубы из негорючего теплопроводящего материала, например металлического, полимерного. В поперечном сечении труба может быть круглой, квадратной, прямоугольной, овальной, фигурной формы.
Корпус выполнен из негорючего материала преимущественно из листового металлического или полимерного материала.
Теплопроводящий элемент, установленный в полости корпуса и отверстии корпуса с кольцевым зазором относительно кромки отверстия и своей верхней частью, выступающий над корпусом, обеспечивает возможность кипения и испарения жидкого топлива под действием тепла от нижней части теплопроводящего элемента, нагреваемой теплом, поступающим от нагретой пламенем верхней части теплопроводящего элемента. В парообразном состоянии жидкое топливо истекает из корпуса через кольцевой зазор и сгорает ровным по внешнему виду пламенем с одновременным нагреванием верхней части теплопроводящего элемента.
Топливный элемент конструктивно простой, обеспечивает горение топлива с ровным по внешнему виду устойчивым пламенем длительное время без регулирования горения и доливания топлива.
Топливный элемент иллюстрируется чертежами, на которых представлены варианты конструктивного исполнения.
На фиг. 1 представлен вид спереди с частичным разрезом на топливный элемент в первом варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде усеченной четырехгранной пирамиды и теплопроводящим элементом в виде квадратной трубы.
На фиг. 2 представлен вид сверху на топливный элемент в первом варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде усеченной четырехгранной пирамиды и теплопроводящим элементом в виде квадратной трубы.
На фиг. 3 представлен вид спереди с частичным разрезом на топливный элемент во втором варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде усеченной шестигранной пирамиды и теплопроводящим элементом в виде шестигранной трубы.
На фиг. 4 представлен вид сверху на топливный элемент во втором варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде усеченной шестигранной пирамиды и теплопроводящим элементом в виде шестигранной трубы.
На фиг. 5 представлен вид спереди с частичным разрезом на топливный элемент в третьем варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде усеченного конуса и теплопроводящим элементом в виде круглой трубы.
На фиг. 6 представлен вид сверху на топливный элемент в третьем варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде усеченного конуса и теплопроводящим элементом в виде круглой трубы.
На фиг. 7 представлен вид спереди с частичным разрезом на топливный элемент в четвертом варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде сферы и теплопроводящим элементом в виде круглой трубы.
На фиг. 8 представлен вид сверху на топливный элемент в четвертом варианте конструктивного исполнения с полым корпусом в виде сферы и теплопроводящим элементом в виде круглой трубы.
Топливный элемент в первом варианте конструктивного исполнения содержит полый корпус 1 в виде усеченной четырехгранной пирамиды, имеющий дно 2, боковую стенку 3 и полость 4 для жидкого топлива с отверстием 5 в верхней части корпуса 1. В полости 4 корпуса 1 с кольцевым зазором 6 относительно кромки 7 отверстия 5 установлен теплопроводящий элемент 8 в виде квадратной трубы. Верхняя часть 9 теплопроводящего элемента 8 установлена с возможностью нагревания пламенем от сжигания жидкого топлива и передачи тепла от верхней части 9 теплопроводящего элемента 8 к нижней части 10 теплопроводящего элемента 8.
Топливный элемент во втором варианте конструктивного исполнения содержит полый корпус 11 в виде усеченной шестигранной пирамиды, имеющий дно 12, боковую стенку 13 и полость 14 для жидкого топлива с отверстием 15 в верхней части корпуса 11. В полости 14 корпуса 11 с кольцевым зазором 16 относительно кромки 17 отверстия 15 установлен теплопроводящий элемент 18 в виде шестигранной трубы. Верхняя часть 19 теплопроводящего элемента 18 установлена с возможностью нагревания пламенем от сжигания жидкого топлива и передачи тепла от верхней части 19 теплопроводящего элемента 18 к нижней части 20 теплопроводящего элемента 18.
Топливный элемент в третьем варианте конструктивного исполнения содержит полый корпус 21 в виде усеченного конуса, имеющий дно 22, боковую стенку 23 и полость 24 для жидкого топлива с отверстием 25 в верхней части корпуса 21. В полости 24 корпуса 21 с кольцевым зазором 26 относительно кромки 27 отверстия 25 установлен теплопроводящий элемент 28 в виде круглой трубы. Верхняя часть 29 теплопроводящего элемента 28 установлена с возможностью нагревания пламенем от сжигания жидкого топлива и передачи тепла от верхней части 29 теплопроводящего элемента 28 к нижней части 30 теплопроводящего элемента 28.
Топливный элемент в четвертом варианте конструктивного исполнения содержит полый корпус 31 в виде сферы, имеющий дно 32, боковую стенку 33 и полость 34 для жидкого топлива с отверстием 35 в верхней части корпуса 31. В полости 34 корпуса 31 с кольцевым зазором 36 относительно кромки 37 отверстия 35 установлен теплопроводящий элемент 38 в виде круглой трубы. Верхняя часть 39 теплопроводящего элемента 38 установлена с возможностью нагревания пламенем от сжигания жидкого топлива и передачи тепла от верхней части 39 теплопроводящего элемента 38 к нижней части 40 теплопроводящего элемента 38.
Жидкое топливо наливают в полый корпус 1, 11, 21, 31, заполняя полость 4, 14, 24, 34, и поджигают. Под действием пламени от горения жидкого топлива верхняя часть 9, 19, 29, 39 теплопроводящего элемента 8, 18, 28, 38 нагревается. Тепло передается к нижней части 10, 20, 30, 40, погруженной в жидкое топливо. Жидкое топливо вскипает в зоне, примыкающей к нижней части 10, 20, 30, 40, и испаряется. Парообразное топливо истекает из полости 4, 14, 24, 34 через кольцевой зазор 6, 16, 26, 36 и сгорает с внешней стороны от корпуса 1, 11, 21, 31 с одновременным нагреванием верхней части 9, 19, 29, 39 теплопроводящего элемента 8, 18, 28, 38.
По мере сгорания жидкого топлива понижается его уровень в полости 4, 14, 24, 34. Увеличивается расстояние от нагреваемой пламенем верхней части 9, 19, 29, 39 теплопроводящего элемента 8, 18, 28, 38 до уровня топлива и, соответственно, увеличивается потеря тепла в теплопроводящем элементе 8, 18, 28, 38 на пути до уровня топлива. С понижением уровня топлива одновременно увеличивается поверхность испарения жидкого топлива за счет расширяющейся книзу полости 4, 14, 24, 34. В результате объем пара, истекающего через кольцевой зазор 6, 16, 26, 36, остается неизменным. Топливный элемент конструктивно простой и удобный в эксплуатации, обеспечивает длительное горение топлива с устойчивым пламенем.