ПЕРЕНОСНОЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к области передвижных нагревателей для приготовления пищи.
Уровень техники. Из уровня техники известна тандырная печь [патент РФ на полезную модель №172962], представляющая собой трехслойную капсулу, состоящую из внутренней капсулы, покрытой снаружи слоем утеплителя, и которая в свою очередь заключена в наружную капсулу. Трехслойная капсула размещена в металлической ковке, при этом внутри трехслойной капсулы на дне уложен огнеупорный кирпич, над которым располагается нагревательный элемент, а над ним расположена защитная решетка. Внутренняя капсула и наружная капсула изготовлены из шамотной обожженной глины.
К недостаткам такого решения можно отнести большую массу, что делает невозможным использование печи в туризме.
Также известна печь [патент РФ на полезную модель №158355], представляющая собой печь, содержащую снабженный соединенными с ним и расположенными снаружи гнутыми профилями корпус, топку и газоходную полость. Упомянутая газоходная полость соединяется с трубой для выброса продуктов горения. Также печь оснащается не менее одной камеры с камнями, а гнутые профили выполняются сужающимися снизу вверх в своем продольном сечении.
К недостаткам такого решения относится большие внешние габариты, что затрудняет применение в туризме.
Данное решение принимается основным прототипом, наиболее близким по своей технической сущности.
Раскрытие полезной модели. Из уровня техники известны различные конструкции бытовых печей для нагрева и приготовления пищи, а также нагревательных элементов. Все они являются громоздкими и тяжелыми, что делает их непригодными к использованию в туризме и кемпинге.
Существуют переносные туристические нагреватели, один из которых представлен на фигуре 1. Здесь изображена туристическая газовая горелка для нагрева и приготовления пищи. Она представляет собой конструкцию, состоящую из баллона с газом, выполняющим роль несущей конструкции, и диспергатора газа с держателями для емкости с пищей. Такая конструкция широко используется в туризме и кемпинге. Ее преимуществом является компактность, а к недостаткам относится большое время и значительный расход газа, необходимого для нагрева пищи. Это также приводит к большим затратам на покупку новых одноразовых газовых баллонов, не рассчитанных на многоразовую заправку.
Из практического опыта известно, что нагрев и приготовление пищи в зимнее время требует особенно большого времени при нагреве на открытом пространстве (например, в лесу или на болоте). При больших заморозках это время может превышать возможное время ожидания пользователем.
Это объясняется рассеиванием потоков нагретого горелкой воздуха в окружающее пространство, при этом основной путь передачи тепла пище проходит через днище емкости для приготовления пищи. Потоки горячего воздуха быстро проходят этот участок и рассеиваются расширяющимся потоком в окружающий воздух. Это приводит к тому, что стенки емкости для нагрева пищи практически не участвуют в активном нагреве пищи - что ведет к увеличению время ожидания нагрева пищи.
Альтернативные решения (например, прототип заявляемого решения - патент РФ на полезную модель №172962) имеют слишком большую массу и не могут транспортироваться для целей туризма и кемпинга, представляя собой стационарные решения. Кроме того, прототипы заявляемого решения также имеют низкую эффективность использования тепла потока воздуха.
Это и является их отличительной чертой - неэффективное использование потока нагретого воздуха для передачи тепла при разогреве пищи, передачи малого количества тепла к пищевому продукту. Эти потери, вызванные отдачей тепла во внешнюю среду, велики. В туристических нагревателях с газовыми баллонами, потоки нагретого воздуха поднимаются вверх к днищу емкости с пищей, после чего происходит их рассеивание в окружающее пространство в процессе подъема вверх. Только малая часть тепла нагретого воздуха передается емкости, что приводит к избыточному расходу топлива и высокой себестоимости эксплуатации нагревателя.
Преимущество предлагаемого переносного нагревателя заключается в увеличении эффективности использования тепла, выделяемого в процессе горения топлива. При частой эксплуатации это позволит не только снизить расход топлива (например, газа в баллонах), но и ускорить процесс разогрева или приготовления пищи. Технически указанные преимущества в заявляемом решении достигаются за счет интеграции емкости для приготовления пищи с камерой сгорания топлива и газоотводящей трубой. При этом раскаленные потоки воздуха поднимаются вверх непосредственно вдоль стенок емкости для приготовления пищи, а их рассеивание во внешнюю среду ограничено наружными стенками переносного нагревателя, имеющими зазор со стенками емкости с пищей. Таким образом, корпус емкости для пищи и переносного нагревателя образуют газоотводную трубу для нагретого воздуха.
На фигуре 2 представлен корпус переносного нагревателя, имеющий спиральные направляющие для потоков нагретого воздуха, и расположенные на внутренних поверхностях его стенок. При прохождении по спиральному газоотводу, тепло передается стенкам емкости для нагрева пищи, причем из-за увеличения протяженности пути большее количество тепла воздуха успевает передаться стенкам емкости для нагрева пищи. Кроме того, корпус переносного нагревателя предотвращает рассеивание потоков раскаленного воздуха во внешнюю среду, что существенно повышает эффективность при нагреве пищи на открытом пространстве и при ветреной погоде.
На фигуре 3 представлен корпус емкости для нагрева пищи, который выполняется по типу кастрюли из хорошо проводящего тепло металла. Ее внешний диаметр должен соответствовать внутренней полости, образованной спиральными направляющими на внутренних стенках корпуса переносного нагревателя. Это необходимо для газоотвода потоков нагретого воздуха при работе переносного нагревателя в сборе. Для современного промышленного производства не представляет сложности изготовление серийных изделий с допусками размеров±0,1 мм. Подобная точность изготовления полностью удовлетворяет требованиям конструкции и позволяет обеспечить протекание горячего воздуха по газоотводу. Небольшие неточности изготовления в таком случае не влияют на общую работу переносного нагревателя в силу большего объема газоотвода, нежели возможных зазоров между корпусом устройства и емкостью для нагрева пищи.
На фигуре 4 изображен переносной нагреватель в сборе. Из рисунка видно, что емкость для нагрева пищи вставляется во внутреннюю полость корпуса переносного нагревателя, вплотную к спиральным направляющим, которые совместно с упомянутой емкостью для нагрева пищи образуют полость для газоотвода. Поднимающийся по ней горячий воздух нагревает стенки емкости для нагрева пищи.
Для предотвращения опускания емкости для нагрева пищи в камеру сгорания, на стенках корпуса переносного нагревателя располагаются держатели, выполненные в виде штырей, закрепленных на корпусе. Таким образом, они не препятствуют процессу горения топлива в камере сгорания, и не мешают подъему потоков горячего воздуха к газоотводу.
Между держателями емкости для приготовления пищи, и днищем корпуса переносного нагревателя образуется камера сгорания, в которой и происходит процесс сгорания топлива. В качестве топлива могут выступать различные виды горючих материалов, например имеющийся в продаже древесный уголь, а также и прочие виды топлива, например древесина или береста из лесного массива.
Для поддержания процесса горения топлива в камере сгорания, внизу стенок корпуса переносного нагревателя предусматриваются отверстия для поступления свежего воздуха.
Представленное решение является простым и потому промышленно применимым, простым и дешевым в изготовлении и обеспечивающим ряд технических преимуществ - увеличение скорости разогрева пищи, снижение расхода топлива.
Предлагаемое техническое решение является новым, имеющим следующие принципиальные отличия от прототипа:
- емкость для нагрева пищи располагается внутри корпуса переносного нагревателя;
- на боковой поверхности корпуса переносного нагревателя с внутренней стороны расположены спиральные направляющие для потоков нагретого воздуха;
- емкость для нагрева пищи размещается вплотную к спиральным направляющим, образуя вместе с ними полость для прохождения нагретого воздуха.
Совокупность существенных признаков полезной модели неизвестна из уровня техники и приводит к новому техническому результату - увеличению скорости приготовления пищи при меньшем расходе топлива.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображен внешний вид портативной газовой горелки. Здесь 1 - баллон с газом, 2 - диспергатор газа, 3 - держатель емкости с пищей. На фигуре 2 изображено вертикальное сечение корпуса переносного нагревателя. Здесь 4 - спиральные направляющие, 5 - держатели емкости для нагрева пищи. На фигуре 3 изображено вертикальное сечение емкости для нагрева пищи. На фигуре 4 изображено вертикальное сечение переносного нагревателя в сборе.