Универсальное нагревательно-варочное устройство

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Королев Геннадий Витальевич(72) Автор Королев Геннадий Витальевич(73) Патентообладатель Королев Геннадий Витальевич(57) 1. Универсальное нагревательно-варочное устройство, содержащее корпус, систему подачи топлива, теплообменник, воздухозаборный и воздухоподающий шланг, снабженный вентилятором, и опоры, отличающееся тем, что корпус выполнен с возможностью монтажа в торцевой части на съемном шарнире форсунки, работающей как на бензине,так и на дизельном топливе, а конфорки корпуса оснащены дополнительно инжекторами,сетками для дожигания топлива и пламяотражателями. 2. Универсальное нагревательно-варочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что система подачи топлива к форсунке выполнена с возможностью устранения подкачки воздуха в процессе горения топлива, так как включает ресивер, в качестве которого использовано автомобильное колесо или баллончик со сжатым воздухом. 3. Универсальное нагревательно-варочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что система подачи топлива выполнена с возможностью работы горелки как на бензине, так и на дизельном топливе, для чего в разрезе топливного шланга подачи топлива к горелке включена промежуточная емкость для небольшой порции бензина с возможностью розжига горелки и выведения ее на рабочий режим первого этапа сжигания в случае использования многокомпонентного горючего, например дизельного топлива, отработанного масла и т.д.(56) 1. РСТ БССР-32-80. 2. Патент на полезную модель РБ 1047, 2003. 3. Патент РБ С 1 4911, 2002. 4. Патент ЕАПВ 008649, 2007 (прототип). 50702009.02.28 Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к устройствам для приготовления пищи, а также нагрева механизмов, узлов и элементов конструкций. Известны нагреватели, типа паяльная лампа, а также устройства с использованием паяльной лампы и конструкции с использованием ее узлов, широко используемые в технике и быту. На основании республиканского стандарта БССР в Республике Беларусь выпускалось обогревательно-варочное устройство 1, состоящее из опорной стойки и горловины, в которую устанавливалась паяльная лампа, пламя которой разворачивалось на 90. К недостаткам этого устройства следует отнести использование лишь одной конфорки, а также мощное прямое пламя, которое удобно при нагреве металлического объекта,однако для приготовления пищи его использование нежелательно по двум причинам пригорает пища сокращается срок использования посуды. Паяльная лампа пожароопасна, так как форсунка паяльной лампы, работающей на бензине, смонтирована непосредственно на емкости с горючим. В процессе работы лампы для поддержания ее стабильного режима горения необходимо поддерживать в емкости с горючим определенное давление, для чего требуется периодическая подкачка ее насосом лампы. В этот момент чаще всего и происходит возгорание, отказал или засорился клапан насоса и его шток под давлением внутри емкости с горючим выдавливается вверх, бензин попадает на поверхность емкости с горючим, пламя от горелки сбрасывается на колбу с бензином и через несколько минут лампа взрывается. Попытки осуществить работу паяльной лампы на безопасном дизтопливе или керосине до сих пор не привели к желаемому результату (разве только за исключением полевых военных кухонь) в связи со сложностями розжига горелки,необходимостью сжигания горючей смеси многокомпонентного топлива в два этапа и нестабильностью ее пламени, не считая разновидностей керогаза, работающего в помещении. В связи с пожароопасностью запрещено в летний период разводить костры в лесной зоне, газовые баллоны не у всех имеются под рукой, а потому чаще всего используют паяльную лампу, оснащенную разнообразными приставками для приготовления пищи, или разводят костер. Отсюда многочисленные лесные пожары в летний период. В моих белорусских патентах 2, 3 предусмотрено частичное устранение недостатков 1 применение корпуса-расширителя пламени, на котором располагаются две конфорки,снабженные отражателями пламени и сетками для дожигания горючей смеси, а также обеспечения стабилизации горения газовой смеси. В качестве источника пламени используются паяльная лампа, работающая на бензине, или форсунка для сжигания в двухэтапном режиме керосина и дизельного топлива, а в качестве ресивера, обеспечивающего стабильное безрасходное давление внутри емкости с горючей смесью, используется безрасходное давление сжатого воздуха от запасного колеса автомобиля или баллончика со сжатым воздухом, что позволяет избавиться от насоса подкачки лампы в процессе горения. Евразийским патентом 4, являющимся наиболее близким к предлагаемому, паяльная лампа, работающая на бензине, удалена вообще из конструкции как весьма пожароопасный узел, а функционирование устройства и его универсальность обеспечиваются за счет съемных торцовых форсунок корпуса-расширителя пламени для сжигания бензина и дизтоплива. Емкость с горючим отодвинута на безопасное расстояние от работающей горелки. Устранена необходимость подкачки емкости с горючим в процессе работы устройства. Решена проблема сжигания как бензина, так и дизельного топлива с помощью одной конструкции форсунки за счет двухстадийного режима сжигания дизельного топлива. Испытания опытных образцов при указанных достоинствах конструкции вскрыли один существенный недостаток, который снижает надежность эксплуатации подобной установки зимой. Как показал опыт эксплуатации, форсунку для сжигания дизельного топлива практически невозможно вывести на рабочий режим, особенно в зимний период. Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение области применения предлагаемого нагревателя за счет повышения его пожаробезопасности, обеспечения универсальности и надежности работы одной конструкции горелки как на бензине, так и на дизельном топливе, в том числе зимой. 2 50702009.02.28 Для этого в предлагаемом нагревателе, содержащем корпус, выполненный из квадратной, прямоугольной или круглой трубы, опоры, и систему подачи топлива, верхняя поверхность корпуса-расширителя пламени оснащена чаще всего двумя конфорками,снабженными дополнительными инжекторами, сетками для дожигания топлива, пламеотражателями, и опорами посуды, причем одна торцевая конструкция корпуса заварена, а вторая чаще всего выполнена съемной. Съемная торцевая часть обеспечивает универсальность нагревателя, так как дает возможность устанавливать на разъемном шарнире единой конструкции форсунку, работающую как на бензине, так и на дизельном топливе, которая после розжига топлива вводится внутрь корпуса нагревателя. Система подачи топлива к форсунке включает ресивер, в качестве которого чаще всего используется автомобильное запасное колесо или баллончик со сжатым воздухом. В емкость для топлива вмонтированы ниппель автомобильной шины, соединенный шлангом с ресивером, штуцер топливоподающего шланга, соединенного с топливоприемным штуцером форсунки. По предложенной конструктивной схеме можно использовать для работы установки как бензин, так и пожаробезопасное дизельное топливо. На бензине не возникает проблем,как у любой паяльной лампы с розжигом установки. При работе на дизельном топливе в разрез топливного шланга устанавливается небольшая промежуточная емкость для порции бензина (250-300 мл), которая обеспечивает даже зимой надежный розжиг горелки и выход ее на первый этап рабочего режима, после чего поступающее из емкости с горючим дизтопливо начинает сгорать в двухэтапном режиме. Оснастив устройство воздухозаборным и воздухоподающим шлангом, воздухообменником, используя маломощный вентилятор и аккумулятор, можно обеспечить достаточно эффективный обогрев автомобиля или палатки. Расход горючего, как и в обычной паяльной лампе, 1 л/ч, рабочее давление в запаске 0,35 МПа, в процессе работы в течение 3 часов снижается до 0,25 МПа за счет уменьшения объема топлива в емкости с горючим. Баллончик со сжатым газом и редуктором в связи с безрасходностью сжатого воздуха используется многократно. Работающее устройство устанавливается вне отапливаемого помещения. Один шланг,снабженный вентилятором, забирает воздух из отапливаемого помещения, подает его в теплообменник, откуда по другому шлангу горячий воздух возвращается в отапливаемое помещение, подобный отопитель способен обогревать автомобиль или палатку даже зимой. Воздухозабор и подача теплого воздуха осуществляются чаще всего через верхнюю часть оконного проема автомобиля, герметизируемого паралонной вставкой, через которую пропущены воздухозабор и воздухоподача. Можно обеспечить и водяное отопление,расположив змеевик внутри корпуса-расширителя. В качестве готового узла при изготовлении изделия использован конструктивно схожий элемент работающей на бензине паяльной лампы - форсунки с игольчатым регулятором. Конструкция надежного корпуса-расширителя разработана, опробована и показала свою эффективность 2-4. Для того чтобы обеспечить стабильный процесс горения многокомпонентного жидкого топлива (керосина, дизтоплива, отработанного масла и т.д.), необходимо предварительно прогреть его составляющие до температуры, создающей энергию активации компонентов топлива, достаточную для вступления в реакцию окисления (горения) от факела, воспламеняющего парогазовую смесь. Дальнейший процесс горения многокомпонентной газовой смеси поддерживается за счет перегрева частиц топливной газообразной смеси внутри корпуса-расширителя устройства до 900 С. На первом этапе горения жидкого топлива происходит испарение углеводородов с последующим их расщеплением водород и легкие углеводороды сгорают, а тяжелая фракция углеводородов - парафины и стеарины - образует в топке при недостаточной температуре смеси коксовидные наросты или уносится в виде копоти из топки с отходящими газами. Для устранения этого явления в предлагаемом нагревательном устройстве обеспечивается двухстадийный процесс сжигания дизельного топлива на первой стадии, про 3 50702009.02.28 ходя через трубчатые испарители (паровые трубки), топливо перегревается, вскипает,поджигается и впрыскивается через сопло форсунки внутрь корпуса-расширителя нагревательного устройства, обеспечивая инжекцию воздуха, в результате чего несгоревшие компоненты дизельного топлива смешиваются с всасываемым воздухом. Затем на второй стадии горячие стенки корпуса, раскаленные сетки дожигания и пламеотражатели повышают до 900 температуру проходящих через них углеводородов тяжелой фракции топливной смеси, обеспечивая их полное сгорание в кислороде воздуха, поступающего из инжекторов горелок и окружающей среды. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен нагреватель с корпусом из прямоугольной трубы, оснащенной форсункой фиг. 1 - общий вид фиг. 2 - система подачи топлива. Теплоагрегат состоит из корпуса 1, в торцевой поворотной части 2 которого смонтирована форсунка 3, оснащенная испарителями топлива 4, ванночкой 5 и винтовым игольчатым клапаном 6. Верхняя плоскость корпуса 1 оснащена двумя конфорками, снабженными инжекторами 7, дожигательными сетками 8, пламеотражателями 9, опорами посуды 10. Съемные опоры устройства 11 монтируются в гнездах (на чертеже не указаны), вваренных в корпус 1. Система подачи топлива в устройстве состоит из ресивера, в виде запасного колеса или баллончика со сжатым воздухом 12, обеспечивающего постоянное безрасходное давление внутри топливной емкости (13), шланга 14, соединяющего ресивер 12 с топливной емкостью (13), шланга 15, соединяющего топливную емкость с форсункой (3). При работе устройства на дизельном топливе, в разрыв шланга 15, устанавливается промежуточная емкость 16, предназначенная для ускорения вывода форсунки на начальный первый этап сжигания многокомпонентного горючего, сгорающего в два этапа. Работают с устройством следующим образом. В гнезда на корпусе 1 вставляются опоры 11. Штуцер клапана 6 при работе на бензине топливоподающим шлангом соединяется непосредственно со штуцером емкости топлива,а ее ниппель воздушным шлангом соединяется с ниппелем запасного колеса. Игольчатым клапаном 6 в ванночку 5 подается порция жидкого топлива, которое и поджигается. По мере повышения температуры испарителей топлива 3 жидкое топливо переходит в газообразное состояние. В этот момент на первой стадии сжигания дизтоплива торцевая поворотная часть 2 вводится в корпус 1 и фиксируется запором. По мере повышения температуры в корпусе нагревателя 1 стабилизируется режим горения топлива и нагревательное устройство готово к использованию. Конструкция нагревателя удобна в транспортировке, технологична в изготовлении, не боится ударов, надежно функционирует длительный период, обеспечивая быстрое приготовление пищи или подогрев (механизмов, узлов, конструкций и двигателя, обогревание палатки и автомобильного салона) даже при больших минусовых температурах. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4