ПЕРЕНОСНАЯ КУХНЯ
PORTABLE CUISINE

Переносная кухня
Изобретение относится к способам повышения эксплуатационно-технических характеристик технических средств приготовления пищи в полевых условиях.
Известно, что при переходе от чугунных пищеварочных котлов к котлам из тонкостенной нержавеющей стали резко изменились условия теплопередачи к готовящемуся блюду. Котлы в 3-4 раза быстрее стали покрываться толстым пористым слоем сажи, являющимся хорошим теплоизолятором, и процесс закипания воды замедлился в 2 раза. Кроме того, замечено, что даже при чистых от сажи котлах время закипания одинакового количества воды также увеличилось.
Физический смысл этих явлений можно объяснить тем, что при огневом обогреве котлов, располагающихся в непосредственной близости от факела, холодные поверхности котла слишком сильно охлаждают зону горения, а при соприкосновении пламени с холодными стенками горение вообще прерывается, в результате чего образуются продукты неполного сгорания, которые в виде сажи откладываются на поверхности котла; кроме того, из-за высокой температуры газов и малой толщины стенок котлов явно проявляется эффект Лейденфроста (передача тепла в воду через паровую прослойку) и пригорает пища. Таким образом, существующая конструкция тепловых блоков полевых кухонь имеет существенные недостатки в том, что происходит неравномерное распределение тепла между котлами по тракту газохода и негативно влияет на обогрев пищеварочного сосуда, который перегревается в одном месте и быстрее выходит из строя.
Известна двухкотелковая складная печка, содержащая камеру сгорания, выполненную из трех прямоугольных секций, соединенных не менее чем двумя осями (патент RU 2323388 С1) [1].
Прототип имеет существенные недостатки: незначительный объем топки; через дымовую трубу напрямую уходит тепло с дымовыми газами, не позволяет приготовить сразу три блюда.
Технической задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия, срока эксплуатации, увеличения объема топки и предложения мобильной компоновки для транспортировки.
Техническая задача решена за счет того, что переносная кухня содержит трехсекционную телескопическую камеру сгорания, отличается тем, что секции фиксируется одна на другой на отбортовки, увеличивая объем камеры сгорания, на верхней секции фиксируется дефлектор, фиксирующий варочный сосуд, на наружной и внутренней поверхности варочного сосуда нанесено прочное керамическое покрытие толщиной 1 мм разного состава: селикатный клей и сажа на наружной поверхности - поглощающей коротковолновую часть видимого света пламени, и силикатный клей окислов железа, хрома и титана на внутренней поверхности - преобразующей излучающую энергию в воду в виде длинноволнового инфракрасного излучения.
Технический результат изобретения состоит в увеличении объема камеры сгорания при снижении температуры перегретой стенки варочного сосуда благодаря своим теплоизолирующим свойствам и частичному отражению излучения от продуктов сгорания, в повышении мобильности при транспортировке.
Нанесение слоя керамического покрытия на наружную поверхность варочного сосуда повышает коэффициент полезного действия теплового блока полевой кухни на 9-11% и ускоряет процесс закипания воды на 10-12%.
Новым в предлагаемом способе является то, что керамическое покрытие напыляется толщиной около 1,0 мм на внешнюю и внутреннюю стенку варочного сосуда.
Переносная кухня поясняется фиг. 1, на которой обозначено: поз. 1 - дверца; поз. 2 - поворотная опора; поз. 3 - секция; поз. 4 - дефлектор; поз. 5 - труба; поз. 6 - отбортовка; поз. 7 - варочный сосуд; поз. 8 - проем; поз. 9 - потолок; поз. 10 - отверстие; поз. 11 - окно, поз. 12 - камера сгорания.
Переносная кухня состоит из секции (3) (как вариант, трех, разных по объему), внутри которой жестко (сварочным швом) зафиксирована отбортовка (6). К верхней части средней секции (3) жестко фиксируется дефлектор (4) (как вариант, лист железа) для того чтобы пламя не шло на трубу (5). У верхней секции (3) в верхней части жестко зафиксирован потолок (9), в котором проделан проем (8) (как вариант, три, разные по размеру), в боковой стенке проделано отверстие (10), к которому фиксируется труба (5). К нижней секции (3) жестко фиксируется пол, с боковой стороны подвижно фиксируется дверца (1), а с торцевой стороны высверлено окно (11) (как вариант, несколько). Поворотная опора (2) (как вариант, две, из металлической проволоки) подвижно фиксируется к верхней секции (3) с внешней стороны. Варочный сосуд (7) (как вариант, три, из пищевой нержавеющей стали, разные по объему, с возможностью сборки по принципу «Матрешки»).
В целях изменения теплопотока от перегретых дымовых газов в воду на стенки варочного сосуда (7) наружной и внутренней поверхности, наносилось прочное керамическое покрытие толщиной 1 мм, разного состава: наружное - поглощающее коротковолновую часть видимого света пламени (силикатный клей + сажа), внутреннее - преобразующее излучающую энергию в воду в виде длинноволнового инфракрасного излучения (использован принцип мультиварок) силикатный клей + комплект окислов железа, хрома и титана)).
Переносная кухня имеет объем топки больше за счет того, что секция (3) держится на весу на отбортовке (6), одна на другой. Варочный сосуд (7) опускается через проем (8) на дефлектор (4) и выступают на 2/3. Дефлектор (4) позволяет избежать прямого воздействия пламени на варочный сосуд (7) и прямого улетучивания пламени через трубу (5).
Переносная кухня собирается в транспортное положение следующим образом: варочный сосуд (7) вставляется один в другой. Вовнутрь меньшего варочного сосуда (7) укладываются труба (5) и поворотная опора (2). Варочный сосуд (7) укладывается через дверцу (1) вовнутрь кухни. Секция (3) опускается и фиксируется.
Проведенный в августе 2016 года эксперимент подтвердил правильность предложенных керамических покрытий и толщину нанесения.
Подготовка эксперимента была следующей: на варочный сосуд наружной и внутренней поверхности наносилось прочное керамическое покрытие толщиной 1 мм разного состава: наружное - поглощающее коротковолновую часть видимого света пламени, внутреннее - преобразующее излучающую энергию в воду в виде длинноволнового инфракрасного излучения.
При этом образовалась гладкая глазурованная стеклообразная поверхность с высокой прочностью. Затем варочный сосуд использовался для проведения экспериментальных исследований. Эксперимент проводился с использованием твердого топлива (дров), фиг. 2.
Увеличение коэффициента теплопередачи к воде в варочном сосуде было подтверждено экспериментально и представлено на Фиг. 2 - время закипания воды в переносной кухне: 1 - с конструктивными изменениями; 2 - без конструктивных изменений; 3 - кухня переносная КП - 10. Снижение потерь тепла газового потока за счет распределения тепла по стенкам варочного приводит к ускорению закипания воды на 12-16% (на 2-3 мин), коэффициент полезного действия теплового блока повысился на 11-13%; экономия твердого топлива составила 8%.
Такое покрытие дополнительно снижало скорость отложений сажи. Полезная тепловая нагрузка определялась по значениям температуры воды от термометров и термопар, размещенных в пищеварочных котлах, а также хронометрированием соответствующего временного интервала.
Таким образом, конструктивные изменения переносной кухни позволяют увеличить объем топки, повысить коэффициент полезного действия, срок эксплуатации и создать мобильную компоновку для транспортировки.
Литература
1. Патент RU 2323388. Складная печка.