нагревательное устройство

Формула изобретения

Нагревательное устройство, содержащее металлический корпус-держатель и установленный в нем нагревательный элемент, состоящий из тепловыделяющей секции и прилегающей к ней зажигательной секции, выполненных в виде цилиндра, отличающееся тем, что корпус-держатель выполнен в виде расположенного на опоре основания с четырьмя ограничителями в виде пятиугольника с острым концом, направленным вверх, при этом расстояние между ограничителями составляет от 1/3 до 2/3 диаметра нагревательного элемента, а зажигательная секция нагревательного элемента выполнена в виде слоя зажигательного состава и представляет собой эллипс, расположенный на основании и на боковой поверхности цилиндра, при этом площадь части эллипса, расположенной на боковой поверхности цилиндра, составляет от 0,1 до 0,15 площади боковой поверхности цилиндра, а площадь части эллипса, расположенной на основании цилиндра, составляет от 0,05 до 0,1 площади основания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нагревательным устройствам и может быть использовано для нагревания различных твердых и жидких веществ, консервов, продуктов быстрого приготовления без использования традиционных средств нагревания (газ, электричество и т.п.).

Известны устройства подобного назначения (см. патенты РФ №№2088858, 2003032, 2007688). Все эти устройства имеют довольно сложную конструкцию и значительную трудоемкость изготовления. Кроме этого процесс приведения данных устройств довольно сложен и занимает значительное время.

Наиболее близким техническим решением является нагревательное устройство (см. патент России №2015460), предназначенное для подогрева жидких и твердых веществ. Устройство состоит из металлического корпуса - держателя, в который установлен нагревательный элемент. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде цилиндра и состоит из тепловыделяющей, зажигательной и воспламенительной частей. Тепловыделяющая часть выполнена из состава, генерирующего тепло. Зажигательная часть прилегает вплотную к тепловыделяющей части и способна легко загораться и мгновенно заставлять тепловыделяющую часть выделять тепло и осуществлять нагрев. Воспламенительная часть служит для приведения в действие зажигательной части от трения и расположена в непосредственной близости от нее. Указанное устройство согласно патенту способно выделять большое количество тепла за короткий промежуток времени. Однако приведение в действие данного устройства при отрицательных температурах часто невозможно, т.к. происходит отказ в передаче импульса от зажигательной к тепловыделяющей части. Кроме этого может происходить затухание и неполное сгорание состава тепловыделяющей части, особенно при использовании в тепловыделяющем составе органических горючих. Также указанное устройство довольно трудоемко в изготовлении и обращении, так как требуется значительное время, чтобы привести его в действие.

Задачей настоящего изобретения является создание нагревательного устройства с повышенной надёжностью работы, безотказного в воспламенении, а также простого при изготовлении и эксплуатации, с низкой трудоемкостью изготовления.

Указанная задача решается тем, что в данном нагревательном устройстве корпус-держатель состоит из расположенного на опоре основания с четырьмя ограничителями, выполненными в виде пятиугольника с острым концом, направленным вверх. При этом расстояние между ограничителями составляет от 1/3 до 2/3 диаметра нагревательного элемента. Нагревательный элемент устройства расположен на основании и состоит из тепловыделяющей секции и прилегающей к ней зажигательной секции, выполненных совместно в виде цилиндра. Зажигательная секция нагревательного элемента выполнена в виде слоя зажигательного состава и представляет собой эллипс, расположенный на основании и на боковой поверхности цилиндра, при этом площадь части эллипса, расположенной на боковой поверхности цилиндра, составляет от 0,1 до 0,15 площади боковой поверхности цилиндра, а площадь части эллипса, расположенной на основании цилиндра, составляет от 0,05 до 0,1 площади основания. Данные соотношения выбраны из условия обеспечения оптимального горения зажигательного состава. Если соотношение будет менее 0,1 и 0,05 соответственно, то не будет горения, а если более 0,15 и 0,1 соответственно, то горение будет небезопасным для пользователя, а также нерациональным, т.к. будет иметь место повышенный расход состава.

Существенным отличительными признаками настоящего изобретения является выполнение корпуса-держателя и зажигательной секции нагревательного элемента. Выполнение корпуса-держателя в виде основания, расположенного на опоре и содержащего четыре ограничителя, выполненные в виде пятиугольника с острым концом направленным вверх, с расстоянием между ограничителями, составляющим от 1/3 до 2/3 диаметра нагревательного элемента, позволяет обеспечить полноту сгорания тепловыделяющего состава, исключить его затухание и обеспечить оптимальную температуру в зоне горения, особенно при использовании составов, содержащих органические горючие. Это происходит за счет обеспечения доступа кислорода воздуха в зону горения. Ограничители, или можно сказать фиксаторы, ограничивают (фиксируют) положение нагревательного элемента в корпусе. Они также являются стабилизаторами устойчивого процесса горения нагревательного элемента в условиях нестабильного обдува потоком воздуха. Четыре острых угла ограничителя, направленные вверх, позволяют обеспечить устойчивость нагреваемого предмета, а также оптимальный контакт поверхностей нагреваемого предмета в устройстве. Максимальная величина угла одного ограничителя не превышает 90°С, что обусловлена требованием технологии изготовления.

Выполнение зажигательной части нагревательного элемента в виде эллипса, расположенного на боковой поверхности, кромке и основании цилиндра, приводит к увеличению поверхности контакта между зажигательной и тепловыделяющей секциями и усилению концентрации теплового потока от зажигательной к тепловыделяющей секции.

Эти отличительные признаки совместно позволяют повысить надежность работы, т.е. исключить затухание тепловыделяющего состава, и безотказность в воспламенении. Простота при изготовлении и эксплуатации обеспечивается отсутствием высокочувствительных и сложных в обращении элементов конструкции. Это, в свою очередь, приводит к низкой трудоемкости изготовления.

На фигуре 1 показан общий вид нагревательного устройства. Изделие состоит из корпуса-держателя с опорой 1, в конкретном случае выполненной из четырех частей, основанием 2 и четырьмя ограничителями 3. Расстояние L между ограничителями составляет 13-15 мм при диаметре нагревательного элемента, равном 30 мм. На основании корпуса установлен нагревательный элемент 4. Нагревательный элемент (см. фиг.2) состоит из тепловыделяющей секции 5 и нанесенной на нее зажигательной секции 6, выполненных в виде цилиндра, как единое целое. Тепловыделяющая секция состоит из состава, генерирующего тепло в результате сгорания. В качестве этого состава может применяться "сухое горючее" типа уротропина или другой тепловыделяющий состав. Зажигательная секция выполнена в виде слоя зажигательного состава и представляет собой эллипс, расположенный на основании и боковой поверхности цилиндра. При этом площадь части эллипса, расположенной на боковой поверхности цилиндра, составляет от 0,1 до 0,15 площади боковой поверхности цилиндра, а площадь части эллипса, расположенной на основании цилиндра, составляет от 0,05 до 0,1 площади основания.

Нагревательное устройство работает следующим образом. Устанавливают нагревательное устройство опорой на твердую поверхность и приводят в действие зажигательную секцию нагревательного элемента путем поджигания любым средством воспламенения (бытовой спичкой, теркой и т.п.). На четыре острых угла ограничителей устанавливают нагреваемый предмет. Зажигательная секция, в свою очередь, зажигает тепловыделяющую секцию. При горении тепловыделяющей секции выделяется определенное количество тепла для нагревания. Так, за 10-12 минут нагревательное устройство может нагреть 400 мл воды до кипения, разогреть банку тушенки или спецпаек.

Были испытаны около ста нагревательных устройств при температуре от минус 20°С до минус 60°С (наиболее жесткие условия применения). Отказов в передаче горения от зажигательной к тепловыделяющей секции и затухания тепловыделяющей секции не отмечено.

Таким образом, заявляемое нагревательное устройство обеспечивает повышенную надежность работы, безотказно в воспламенении, а также является простым и безопасным при изготовлении и эксплуатации, имеет низкую трудоемкость изготовления.