КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ ДВУХРЕЖИМНЫЙ
DOUBLE-MODE CATALYTIC HEATER

Изобретение относится к обогревающим устройствам с использованием катализа для беспламенного горения и может использоваться для индивидуального обогрева человека.
Известны обогреватели, состоящие из каталитической насадки и присоединяемого к ней топливного бачка, топливо в котором удерживается в пористом гигроскопическом наполнителе, а пары топлива поступают к каталитической насадке из открытого окна топливного бачка, которое одновременно служит и для заливки топлива.
Подобные обогреватели описаны, например, в патентах США US 1502251 и US 2670728.
Известны также серийно выпускаемые обогреватели такого типа, например KOVEA (www.kovea.com) и ZIPPO (www.zippo.com).
Недостатки таких обогревателей:
- невозможность варьирования тепловой мощностью;
- эксплуатационные ограничения, связанные с необходимостью заправлять обогреватель топливом непосредственно перед использованием в полевых условиях. Эти ограничения связаны с тем, что конструкция таких обогревателей не позволяет герметично закрыть топливный бачок при хранении, и испарительное отверстие топливного бачка остается открытым в сторону негерметичной каталитической насадки, что может привести к частичному или полному испарению топлива во время хранения. В результате заправленный заблаговременно обогреватель может не запуститься через какое-то достаточно продолжительное время после заправки. Та же проблема возникает, если необходимо прервать работу обогревателя на какое-то время и повторно запустить его без дозаправки.
Известен каталитический обогреватель - US 4068651, в котором проблема заправки обогревателя топливом в полевых условиях решается включением в конструкцию обогревателя специальных топливных картриджей. Топливные картриджи выполнены по типу обычных жестяных консервных банок и представляют собой жестяные герметичные емкости с легкосъемной крышкой, заполненных топливом в гигроскопичном наполнителе (возможно, с фитилем).
Недостатки обогревателя - US 4068651:
- усложнение конструкции;
- дополнительные затраты, связанные с необходимостью организации серийного производства съемных топливных картриджей;
- невозможность варьирования тепловой мощностью.
Известен каталитический обогреватель (а.с. СССР №1236255), содержащий топливный бачок-испаритель и каталитическую насадку, причем испаритель и насадка заключены в отдельные корпуса, оба корпуса установлены с зазором по отношению друг к другу, а обогреватель дополнительно содержит перепускное устройство, размещенное со смещением от его оси, при этом оба корпуса установлены с возможностью взаимного поворота вокруг оси перепускного устройства, чем обеспечивается возможность варьирования тепловой мощностью обогревателя.
Недостатки каталитического обогревателя (а.с. СССР №1236255):
- сложность конструкции;
- эксплуатационные ограничения: при регулировке тепловой мощности обогревателя поворотом корпусов насадки и испарителя относительно друг друга габаритные размеры обогревателя значительно меняются. В крайних положениях габаритные размеры обогревателя различаются почти в 2 раза, что неприемлемо для использования обогревателя подобной конструкции для индивидуального обогрева человека.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности и функциональных возможностей каталитического обогревателя для индивидуального обогрева человека, не усложняя принятую за прототип компоновочную схему известных конструкций, в частности обогревателей KOVEA и ZIPPO.
е
Согласно изобретению предлагаемый каталитический обогреватель двухрежимный состоит из каталитической насадки и присоединяемого к ней топливного бачка, топливо в котором удерживается в пористом гигроскопическом наполнителе, а пары топлива поступают к каталитической насадке из открытого окна топливного бачка, которое одновременно служит и для заливки топлива и отличается от известных каталитических обогревателей тем, что ось симметрии рабочего окна катализатора площадью S1 имеет эксцентриситет  относительно оси симметрии корпуса насадки, а ось симметрии испарительного окна топливного бачка площадью S2 имеет такой же эксцентриситет относительно оси симметрии самого бачка.
Другой отличительной особенностью предлагаемого каталитического обогревателя является то, что геометрия стыковочных поверхностей всех сопрягаемых узлов обогревателя имеет единый профиль, а к тыльной стороне бачка пристыковывается съемная герметизирующая крышка, что дает возможность заправить бачок обогревателя заранее в комфортных условиях и герметизировать его крышкой, а каталитическую насадку надеть на тыльную сторону топливного бачка, обеспечив таким образом запуск обогревателя в полевых условиях, без проблем с заправкой обогревателя, а при необходимости иметь возможность прерывания работы обогревателя, сохраняя остаток топлива для повторного запуска.
Описанные отличительные особенности предлагаемого обогревателя позволяют:
е
1. Используя эксцентриситет  рабочих поверхностей насадки - S1 и бачка - S2, варьировать тепловой мощностью обогревателя, перестыковывая каталитическую насадку на топливном бачке поворотом каталитической насадки вокруг ее вертикальной оси, вследствие чего:
- при совпадении рабочих поверхностей насадки - S1 и бачка - S2 реализуется режим максимальной тепловой мощности;
- при пересечении рабочих поверхностей насадки - S1 и бачка - S2 в результате поворота каталитической насадки вокруг вертикальной оси, после стыковки ее с топливным бачком в новом положении площадь рабочей поверхности катализатора сократится и, соответственно, снизится тепловая мощность обогревателя. Таким образом, реализуется режим минимальной тепловой мощности.
2. Используя идентичность стыковочных поверхностей всех сборочных узлов, переборкой этих узлов, получить возможность длительного хранения заправленного топливом обогреватель в постоянной готовности его к использованию, а также прерывания его работы, при необходимости, и запуска его вновь через любой сколь угодно длительный промежуток времени. Для этого каталитическую насадку следует перестыковывать на тыльную сторону топливного бачка, а рабочее испарительное окно S2 топливного бачка закрыть герметизирующей крышкой, сняв ее с тыльной стороны бачка.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
Фиг.1 - общий вид каталитического обогревателя двухрежимного.
Фиг.2 - продольное сечение каталитической насадки и вид снизу на рабочую поверхность насадки - S1.
Фиг.3 - топливный бачок - фронтальный вид и горизонтальный вид на испарительное (заливочное) окно бачка.
Фиг.4 - каталитический обогреватель в положении максимальной тепловой мощности. Местный вырыв и схема соотношения испарительной поверхности S2 топливного бачка и рабочей (поглощающей) поверхности S1 каталитической насадки показывают взаимное расположение узлов обогревателя в режиме максимальной тепловой мощности.
Фиг.5 - каталитический обогреватель в положении минимальной тепловой мощности. Местный вырыв и схема соотношения площадей испарительного окна S2 топливного бачка и рабочего окна S1 каталитической насадки показывают взаимное расположения узлов обогревателя в режиме минимальной тепловой мощности.
Фиг.6 - каталитический обогреватель в положении «выключено». Каталитическая насадка в этом случае пристыкована к тыльной стороне топливного бачка, а на местном вырыве показано, что испарительное (заливное) окно S2 топливного бачка закрыто герметизирующей крышкой.
Описание изобретения
На Фиг.1 изображен общий вид предлагаемого каталитического обогревателя, который состоит из каталитической насадки 2 с вентиляционной крышкой насадки 1, топливного бачка 3 с герметизирующей крышкой бачка 4. На корпус каталитической насадки нанесена метка в виде треугольника, обращенного вершиной вниз, которая позволяет отслеживать взаимное расположение каталитической насадки и топливного бачка. На корпус топливного бачка нанесены надписи "MAX", "MIN" и "OFF" с метками в виде треугольника, аналогичными метке на корпусе каталитической насадки. При различных вариантах стыковки топливного бачка и каталитической насадки метка на корпусе каталитической насадки укажет, в каком режиме работы находится обогреватель - в режиме максимальной тепловой мощности, в режиме минимальной тепловой мощности или в положении «выключен».
е
На Фиг.2 показано продольное сечение каталитической насадки, из которого можно видеть, что насадка включает в себя корпус 2.1, прижим катализатора 2.2 и катализатор 2.3, обернутый в сетку 2.4. Катализатор не является предметом настоящего изобретения и может быть любым, например состоять из волокнистого кремнеземного носителя (мата), на который нанесены оксиды кобальта, меди и хрома, а сетка может быть платинированной. На фиг.2 (вид В) показана, в плане, конфигурация окна в прижиме 2.2., через которое пары топлива попадают в катализатор. Окно имеет вид вытянутого прямоугольника площадью S1 со скругленными углами. Центр окна смещен на расстояние  относительно оси симметрии каталитической насадки.
е
На Фиг.3 показан топливный бачок, который состоит из корпуса 3.1, верхней крышки 3.2 с отверстием S2 и заполнен пористым гигроскопическим наполнителем 3.3. На горизонтальном виде показано отверстие S2 в плане. Конфигурация и размеры отверстий S2 и S1 совпадают (S2=S1). Отверстие S2 служит для заливки топлива (бензина, нефраса или спирта), а при работе обогревателя является испарительной поверхностью бачка. Центр отверстия S2 смещен на расстояние  относительно оси симметрии бачка.
max
На Фиг.4 показан предлагаемый каталитический обогреватель в режиме максимальной тепловой мощности. Для реализации режима максимальной мощности каталитическая насадка стыкуется с топливным бачком так, чтобы рабочее окно S1 каталитической насадки полностью совпадало с испарительным окном S2 топливного бачка. В этом случае S=S1=S2.
min
На Фиг.5 показан предлагаемый каталитический обогреватель в режиме минимальной тепловой мощности. Для этого достаточно повернуть топливный бачок на угол α=180° вокруг своей вертикальной оси и состыковать его с неподвижной каталитической насадкой. При этом рабочее окно S1 каталитической насадки будет частично перекрываться с испарительным окном S2 топливного бачка S=S1∩S2. Количество паров топлива, попадающих в катализатор, уменьшится, и мощность упадет.
На Фиг.6 показан предлагаемый каталитический обогреватель в режиме «выключен». Для перехода в режим «выключен» необходимо повернуть топливный бачок на угол β=180° вокруг продольной горизонтальной оси и собрать обогреватель так, чтобы каталитическая насадка 2 с крышкой 1 была надета на днище корпуса топливного бачка 3. Окно S2 следует закрыть герметизирующей крышкой 4, имеющей прокладку 4.2 из бензостойкой резины, наклеенной на корпус 4.1.