Походная печь

Изобретение относится к бытовой технике, а именно к печам, используемым в походных условиях. Печь содержит, по меньшей мере, еще одну дополнительную емкость-теплоприемник и мягкий пластмассовый контейнер, размещенный в походном положении внутри корпуса и теплоприемников. Корпус и теплоприемники выполнены в виде расположенных с возможностью осевого перемещения внутри друг друга эллиптических цилиндров. На боковых поверхностях теплоприемников в верхней части выполнены попарно оппозитно расположенные отверстия. Крышка выполнена в виде открытой оболочки ступенчатой формы с конфигурацией сечения уступов, соответствующей конфигурации сечения горловин теплоприемников, и расположена с возможностью перемещения внутри корпуса. Между корпусом и теплоприемниками установлены U-образные пружины с отгибами, при этом прямые участки пружин контактируют с кромкой корпуса и отверстиями в теплоприемниках, а отгибы взаимодействуют с внутренними боковыми поверхностями теплоприемников. Техническим результатом изобретения является повышение удобства пользования за счет полного использования внутреннего объема устройства и уменьшения загрязнения его элементов при работе, а также увеличение теплового КПД печи. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к бытовой технике, а именно к устройствам для приготовления пищи в походных условиях.

Уровень техники

Известны походные печи, содержащие корпус с топкой в нижней части корпуса, бак с крышкой-сковородником, размещенный в верхней части корпуса, и систему удаления дымовых газов в виде дымовой трубы или отверстий, расположенных в верхней части корпуса [Патент США №2798476, кл. 126-9, 1957 г.; Заявка ФРГ №3128296, кл. F 24 С 1/16, 1983 г.]. Недостатками устройств-аналогов является плохое использование внутреннего объема печи в походном положении.

Наиболее близким к заявляемому устройству является походная печь с раздвижным корпусом и дымоудалением через отверстия регулируемого сечения в верхней части корпуса [Описание изобретения к патенту СССР SU 1779284 A3 кл. F 24 С 1/16, опубл. 30.11.92. Бюл. №44].

Недостатками устройства-прототипа являются:

- наличие только одной емкости (бака) - теплоприемника, что создает определенное неудобство в пользовании, поскольку приготовление разных блюд (например, первого, второго и чая) может осуществляться только последовательно;

- низкая надежность сочленения верхней и нижней половин корпуса, особенно при продолжительной эксплуатации из-за термических деформаций;

- пониженный тепловой КПД устройства в целом, т.к. дымовые газы покидают зону контакта с теплоприемником значительно ниже его верхней кромки, а в зазор между половинами корпусов неизбежен подсос холодного воздуха снаружи, т.к. сделать названный зазор достаточно малым затруднительно из-за возможности его заклинивания;

- скопление сажи в непроточном для продуктов сгорания "кармане" на верхней кромке теплоприемника в зоне его установки на корпус печи.

Сущность изобретения

Техническим результатом изобретения является повышение удобства пользования за счет полного использования внутреннего объема устройства и уменьшения загрязнения его элементов при работе, а также увеличение теплового КПД печи.

Результат достигается тем, что в устройстве, включающем корпус с топкой в нижней части, емкость-теплоприемник и крышку:

- имеется по меньшей мере еще одна дополнительная емкость-теплоприемник и мягкий пластмассовый контейнер, размещенный в походном положении внутри корпуса и теплоприемников;

- корпус и теплоприемники выполнены в виде расположенных с возможностью осевого перемещения внутри друг друга эллиптических цилиндров;

- на боковых поверхностях теплоприемников в верхней части выполнены попарно оппозитно расположенные отверстия;

- крышка выполнена в виде открытой оболочки ступенчатой формы с конфигурацией сечения уступов, соответствующей конфигурации сечения горловин теплоприемников, и расположена с возможностью осевого перемещения внутри корпуса;

- между корпусом и теплоприемниками установлены U-образные пружины с отгибами, при этом прямые участки пружин контактируют с кромкой корпуса и отверстиями в теплоприемниках, а отгибы взаимодействуют с внутренними боковыми поверхностями теплоприемников.

Корпус и теплоприемники печи могут быть выполнены с поперечными ребрами, расположенными напротив друг друга, т.е. образующие цилиндров корпуса и теплоприемников представляют собой волнистые линии с одинаковым периодом волн и совпадающим положением выступов и впадин. Во впадинах ребер корпуса может быть размещена теплоизоляция, а поверх выступов ребер корпуса может быть размещен кожух, удерживающий теплоизоляцию.

Обоснование достижения технического результата.

Дополнительные емкости-теплоприемники повышают удобство пользования устройством и его общий КПД, т.к. появляется возможность непосредственно после приготовления одного из блюд сразу приступить к приготовлению следующего без простоя печи и лишних затрат топлива.

Наличие дополнительного мягкого пластикового контейнера, помещаемого в походном положении внутрь корпуса и емкостей-теплоприемников, позволяет практически полностью использовать объем устройства, размещая в нем продукты питания и прочие предметы; при этом отпадает необходимость в транформации корпуса, как в устройстве-прототипе, т.к. выигрыш от такой трансформации невелик (в примере устройства-прототипа соотношение объемов составляет 180×350×80/200×260×90=1,08, т.е. разница всего 8%), а указанный объем можно использовать в качестве полезного.

Цилиндрическая форма корпуса печи и емкостей-теплоприемников наиболее целесообразна с технологической точки зрения и обладает наиболее высокой устойчивостью против термических деформаций. Наилучшими теплофизическими характеристиками (минимум теплопотерь) обладает корпус в виде прямого кругового цилиндра (частный случай эллиптического цилиндра с соотношением большой "а" и малой "b" полуосей оснований а/b=1,0) с приблизительно равными диаметром и высотой. Близкие характеристики имеют эллиптические цилиндры с соотношением а/b=1,5-:-2,0. Наличие на боковых поверхностях корпуса больших плоских участков нежелательно, т.к. они при нагреве в первую очередь теряют устойчивость и провоцируют значительные искажения формы корпуса. Заметно вытянутая эллиптическая форма сечения корпуса предпочтительнее для небольших печей, переносимых в рюкзаке или сумке; слабо вытянутая или круглая - для печей большего объема, преимущественно перевозимых в багажнике автомобиля.

Возможность свободного осевого перемещения емкостей-теплоприемников внутри корпуса и друг друга позволяет собрать в походном положении все емкости на дне корпуса и организовать максимальный свободный объем для пластикового контейнера с полезным грузом. Крышка устройства при этом может находиться либо сверху контейнера в верхней части корпуса, либо непосредственно над емкостями, при этом внутренний объем устройства разбивается на два полуобъема, либо под емкостями.

Уступы в крышке, повторяющие конфигурацию емкостей, позволяют прикрывать во время приготовления блюд любую из емкостей одной крышкой и сохранять примерно постоянным сечение дымоотводящего тракта печи. Свободная от уступов часть поверхности крышки может использоваться в качестве сковороды.

Быстросъемные пружины U-образной формы с отгибами удерживает емкости-теплоприемники на кромке корпуса печи во время работы и одновременно являются сменными ручками теплоприемников.

Перенос дымоудаляющих отверстий с боковой стенки корпуса печи на верхний срез корпуса увеличивает поверхность теплообмена и по расчетам автора повышает тепловой КПД устройства на 5-6% по сравнению с прототипом.

Оребрение стенок корпуса и емкостей дополнительно увеличивает их жесткость и поверхность теплообмена, кроме того, интенсифицируется теплоперенос, особенно в зонах поворотов потока дымовых газов. Облегченная теплоизоляция по впадинам ребер корпуса усиливает этот эффект, т.к. наиболее утепленными оказываются наиболее горячие (выступающие внутрь) участки корпуса.

Изложенное иллюстрируется фигурами чертежей 1-4, но не ограничивается ими.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 изображено устройство в рабочем положении, фронтальный вид, совмещенный с разрезом и местным разрезом, иллюстрирующим вариант конструкции; на фиг.2 - узел А на фиг.1; на фиг. 3 - вид сверху со снятой крышкой на фиг.1; на фиг.4 - устройство в походном положении, фронтальный вид, совмещенный с разрезом.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Устройство, изображенное на фиг.1-3 в рабочем положении, содержит корпус 1 в виде эллиптического цилиндра с топкой 2, в нижней части которой расположены отверстия для подвода воздуха 3, а на боковой поверхности заслонка 4, размещенная в направляющих 5 и перекрывающая окно для загрузки топлива 6. Внутри корпуса расположена емкость-теплоприемник 7 или 8, опирающаяся на U-образные пружины 9 с отгибами 10, при этом прямые участки пружин контактируют с кромками отверстий 11 или 12 в теплоприемниках, а отгибы 10 - с внутренними боковыми поверхностями теплоприемников 7 или 8. Прямые участки пружин 9 одновременно контактируют с кромкой корпуса печи 1. Сверху емкость 7 или 8 закрывает крышка 13, конфигурация выступов которой соответствует конфигурации горловин емкостей 7 и 8. В варианте, показанном на местном разрезе, совмещенном с правой половиной вида фиг.1, емкость-теплоприемник 14 и корпус выполнены с волнистыми ребрами, во впадинах ребер корпуса размещена теплоизоляция 15, удерживаемая кожухом 16. Заслонка 4 топки 2 включает ручку 17, печь установлена на опорах 18, закрепляемых в бобышках 19. Устройство, изображенное на фиг.4 в походном положении, содержит помимо названных элементов, обозначенных теми же номерами позиций, что и на фиг.1-3, мягкий пластиковый контейнер 20 с полезным грузом (показан условно штриховкой).

Устройство функционирует следующим образом.

В походном положении емкости-теплоприемники 7 и 8 расположены на дне топки корпуса 1. Внутри емкостей 7, 8 и корпуса 1 в контейнере 20 перемещается вместе с печью полезный груз, закрытый сверху крышкой 13. Для подготовки к работе из корпуса 1 извлекается крышка 13, затем контейнер с грузом 20, емкости 7 и 8, опоры 18. Печь устанавливается на опоры 18, выбирается необходимая емкость 7 или 8, в отверстия 11 или 12 емкости 7 или 8 вставляются пружины 9 и емкость устанавливается на кромку корпуса 1, зазор между корпусом и емкостью выравнивается визуально.

После установки выбранной емкости в нее помещаются компоненты приготавливаемого блюда, емкость накрывается крышкой 13, через окно топки 6 загружается топливо, разжигается пламя и начинается нагрев. Дымовые газы при горении топлива выходят наружу по пути, показанном стрелками, омывая дно емкости, его боковые стенки и уходя в зазор между кромками корпуса и емкости. После готовности первого блюда емкость 7 или 8 снимается с печи, пружины 9 перемещаются на вторую емкость и процесс продолжают. По завершению приготовления всех блюд печь очищают от остатков топлива и сажи и собирают в походное положение в обратной последовательности.

Пример 1.

Походная печь, предназначенная для перевозки в автомобиле, изготовленная из нержавеющей стали Х18Н10 толщиной 0,7 мм. Диаметр и высота корпуса печи 315 и 285 мм соответственно. Диаметр и высота первой и второй емкостей-теплоприемников 285×160 мм и 270×140 мм, объемы 8 и 6 л соответственно. Полезный объем печи в походном положении около 15 л. Расход топлива (сухие дрова в виде мелких щепок и чурочек) на закипание 8-литровой емкости с водой, имеющей начальную температуру 20°С при температуре окружающей среды 20°С около 500 г, что соответствует тепловому КПД 45-46%; время закипания с момента розжига 15-18 минут.

Пример 2.

Носимая походная печь, изготовленная из стали 08 кп толщиной 0,55 мм. Корпус в виде эллиптического циллиндра, размеры в плане 180×120 мм (соотношение полуосей а/b=1,5), высота 200 мм. На корпусе сформованы 16 ребер глубиной 5 мм, расположенных с шагом 10 мм, во впадинах ребер размещены полоски сечением 5×5 мм из минеральной ваты МКРВ-130, сверху оребренная часть корпуса закрыта кожухом из стали 08 кп толщиной 0,3 мм. Первая емкость-теплоприемник оребренная имеет размеры в плане 165×105 мм (по вершинам ребер), высоту 160 мм, объем 2 л, изготовлена из стали Х18Н10. Вторая емкость гладкая, размеры 155×95×150 мм, объем 1,6 л. Полезный объем печи в походном положении 2,9 л. Расход топлива для закипания 2 л воды в тех же условиях, что и в примере №1, не более 110 г, тепловой КПД устройства 48-50%, время закипания 5-6 минут.

1. Походная печь, включающая корпус с топкой в нижней части, емкость-теплоприемник и крышку, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, еще одну дополнительную емкость-теплоприемник и мягкий пластмассовый контейнер, размещенный в походном положении внутри корпуса и теплоприемников; корпус и теплоприемники выполнены в виде расположенных с возможностью осевого перемещения внутри друг друга эллиптических цилиндров; на боковых поверхностях теплоприемников в верхней части выполнены попарно оппозитно расположенные отверстия; крышка выполнена в виде открытой оболочки ступенчатой формы с конфигурацией сечения уступов, соответствующей конфигурации сечения горловин теплоприемников, и расположена с возможностью перемещения внутри корпуса; между корпусом и теплоприемниками установлены U-образные пружины с отгибами, при этом прямые участки пружин контактируют с кромкой корпуса и отверстиями в теплоприемниках, а отгибы взаимодействуют с внутренними боковыми поверхностями теплоприемников.

2. Походная печь по п.1, отличающаяся тем, что корпус и емкости-теплоприемники содержат поперечные ребра в виде волн с одинаковым периодом и совпадающим положением выступов и впадин, во впадинах ребер корпуса размещена теплоизоляция, а с вершинами выступов ребер корпуса контактирует кожух, удерживающий теплоизоляцию.