Пристрій для зменшення розсіювання теплової енергії в навколишнє середовище

1 Пристрій для зменшення розсіювання теплової енергії в навколишнє середовище, що складається із корпусу, газових пальників або електронагрівальних елементів, трубопроводів, або електрокабелю та засобів комунікації, який відрізняється тим, що нагрівальні елементи, наприклад пальники, розміщені навколо споживача теплової енергії максимально наближені до нього, звуживши до мінімуму температурне поле між пальниками та споживачем, пальники з'єднані шарнірами в єдиний блок, а одним шарніром блок через кронштейн прикріплений до корпусу, наприклад до корпусу кухонної плити з можливістю рухатись в горизонтальному та вертикальному напрямках, знизу і збоку блок ізольований від навколишнього середовища термоекранами, в нижньому термоекрані є отвори, крізь які проходять - центральний пальник, оперення з механізмом регулювання їх висоти та отвори для повітря, зверху блока прикріплені козирки, а знизу крізь бокові екрани проходять гнучкі трубопроводи, які прикріплені до па льників по осі симетрії 2 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що пальник виготовлений із вогнетривких циліндричних пластин, герметично з'єднаних по периметру у вигляді щілиноподібної камери, на внутрішній поверхні пальника рівномірним кроком розміщені сопла, вісь симетрії яких нахилена вниз під кутом 75-80° до споживача, та контактні упори з отворами, прикріплені до пальника, які контактуючи з споживачем забезпечують зазор навколо останнього 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що радіус кривизни пальника, у випадку застосування пристрою до споживачів різного радіуса кривизни, є величина середньоарифметична Rcp=(4i+4 2 + Чп)/п, де Rep - середній радіус кривизни, Чі+Ч2+ Чп - радіуси кривизни споживачів, наприклад посудин, на які розрахований пристрій, а контактні упори обладнані гвинтами 4 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що матеріалом термоекранів є азбометал з чистотою поверхні 1,6, базальтова вата металізована або ІНШІ матеріали, до блока прикріплена стягуюча пружина та ручка, а пальники є замінними на електронагрівальні елементи (О ю Винахід належить до галузі енергетики, переважно до побутової техніки Широко ВІДОМІ газо та електроплити які складаються із корпусу, газо або електронагрівального елементу трубопроводів та засобів комунікації (патент України 860 F 24C3/08) Конструкція кухонної плити не передбачає екранування пальників або електронагрівальних елементів від навколишнього середовища А оскільки різниця між температурами нагрівального елементу і навколишнього середовища значно велика, то це призводить до інтенсивного теплообміну, тобто інтенсивного "висасування" теплової енергії і розсіювання її в навколишнє середовище Окрім цього, у кухонних газо та електроплит площа обіймання споживача теплової енергії (далі споживача) нагрівальними елементами не пере вищує 1/3 всієї площі споживача, внаслідок цього та інших причин тривалість часу досягнення необхідної температури зростає і ВІДПОВІДНО триваліший час розсіюється теплова енергія в навколишнє середовище Відомо, ЩО левову частину тепловоі-енергм сучасні газові та електричні прилади, особливо кухонні плити, розсіюють в навколишнє середовище, що безпосередньо впливає на коефіцієнт їх корисної дії (ККД), який не перевищує 50%, а в кінцевому результаті це зумовлює зайві витрати енергоресурсів Із формули Q = gF випливає, що КІЛЬКІСТЬ розсіяної теплової енергії прямо пропорційно залежить від площі поверхні теплообміну, тривалості часу теплообміну та різниці між температурами об'єктів обміну ВІДОМІ також замкнуті об'єми, наприклад, камери-духовки для приготування їжі, які менше розсіюють теплову енергію порівняно з газо або електро плитою Однак їх конструкція не передбачає безпосереднього розміщення нагрівальних елементів навколо споживача та звуження простору температурного поля між цими об'єктами, а тому вони теж значною мірою розсіюють теплову енергію Значно знизити витрати енергоресурсів можна якщо звузити простір температурного поля, максимально наближивши нагрівальні елементи до споживача та спрямувати кінетичну енергію горючого палива на споживача, а також якщо екранувати нагрівальні елементи від навколишнього середовища, все це передбачено у запропонованому пристрої В основу винаходу поставлено задачу шляхом розташування нагрівальних елементів навколо споживача та екранування їх від навколишнього середовища скоротити тривалість часу нагрівання споживача до необхідної температури, зменшити КІЛЬКІСТЬ розсіювання теплової енергії в навколишнє середовище, підняти ККБ, а в кінцевому підсумку-зменшити витрати енергоресурсів Поставлена задача вирішується тим, що нагрівальні елементи розміщують навколо споживача максимально наближених до нього, з'єднаних між собою шарнірами в блок, а одним шарніром через кронштейн блок прикріплений до корпусу, наприклад, кухонної плити з можливістю рухатись в горизонтальному та вертикальному еапрямках, із зовні блоку прикріплений термоекран, крізь який проходять гнучкі трубопроводи (або електрокабель), стягуюча пружина та ручка для переміщення блоку в горизонтальній площині Знизу блок закритий термоекраном з отворами для повітря, отворами для операння та центральним отвором для газового пальника, навколо якого симетрично розміщене оперення яке прикріплене до корпусу плити з можливістю регулювання по висоті, а зверху блоку прикріплені козирки Екрани виготовлені з металізованого азбесту, базальтової вати або іншого термоматеріалу Пальники виготовлені із тривких циліндричних пластин, герметично скріплених по периметру у вигляді щілиноподібної камери на її внутрішній поверхні рівномірно розміщені вогневі сопла, вісь симетрії яких спрямована вниз до центрального пальника, а також контактні упори з отворами для повітря, які контактуючи з боковою стінкою споживача, забезпечують зазор між пальниками і споживачем, та гвинти для регулювання вказаного зазоРУ На фіг 1 зображено пристрій та посудину збоку з надривом термоекрану та пальників, на фіг 2 вид зверху з надривом До складу пристрою входять блок пальників, розміщених навколо споживача (посудини) і з'єднаних між собою циліндричними шарнірами 1, а шарніром 2 блок через кронштейн 3 прикріплений до корпуса кухонної плити 4, завдяки якому блок може рухатись в горизонтальному та вертикальному напрямках Із зовні блоку прикріплені термоекрани 5 та 6, 51496 виготовлені з металоазбесту, металізованої базальтової вати або іншого термоматеріалу Шорсткість екранів 5-6 з боку нагрівальних елементів не більше 1,6, а з зовні екран 5 має декоративне покриття Крізь екран 5 проходять розгалуження 7 гнучких, трубопроводів 8 , для подачі пального, прикріплених до пальників знизу по осі симетрії кожного пальника, або електрокабель (у випадку електронагрівальних елементів), пружина 9 для притискання нагрівальних елементів (пальників) до споживача (посудини 10) та ручка 11 для розведення (розкриття) пальників під час підпалу (для зручності) Знизу блок закритий термоекраном 6 з отворами для повітря 12, з отвором для центрального пальника 13 та з отворами, симетрично розміщеними для операння 14, яке прикріплене до корпусу кухонної плити і обладнано механізмом регулювання операння по висоті "Н" (на креслені механізм не показаний), а зверху до блоку прикріплені козирки 15 для запобігання попадання харчових продуктів в середину блоку Пальники виповнені із вогнетривких циліндричних пластин, з'єднаних (зварених) по периметру у вигляді щілиноподібної камери 16 для палива На вгнутій поверхні пальника одинаковим кроком розміщені вогневі сопла 17, вісь симетрії яких нахилена і спрямована до центрального пальника 13 для спрямування кінетичної енергії палива вниз, при виході його з вогневих сопел, з метою запобігання виходу полум'я за межі екрану 5 та контактні упори 18 які забезпечують зазор 19 навколо споживача (посудини 10) В упорах є отвори для повітря, розміщені так, що повітря рухаючись крізь них міняє напрямок руху, це сприяє кращому змішуванню його з пальним В упорах є гвинти для регулювання ширини зазору 19 навколо посудини 10 (вони не показані на креслені) Пластини пальника виготовлені з вогнетривкого матеріалу з малим коефіцієнтом теплопровідності Центральний трубопровід обладнаний краном 20 У верхній частині екрану є отвори 21 для виходу продуктів згорання У випадку, коли блок нагрівальних елементів застосовують для споживачів різного радіуса кривизни бокової стінки, то для витримання більшменш рівномірного зазору між споживачем (посудиною 10) і внутрішньою стінкою пальника принімають радіус кривизни останнього як середньоарифметичну величину, наприклад, Rep = (Чі+Ч2+ Чп)/п, де Чі+Ч2+Чп - радіуси кривизни споживачів, на які розраховують пристрій Якщо на кухонній плиті розміщують більше одного пристрою, то з точки зору дизайну їх висота "НГ має бути одинаковою, а щоб відносно не висока посудина не "провалювалась" в середину пристрою операння 14 регулюють по висоті Робота пристрою полягає в наступному Відкривши кран 20, паливо по трубопроводах 8 та розгалуженню 7 надходить до камери 16 пальника, а з камери, оскільки вогневі сопла 17 нахилені, паливо під тиском рухається вниз і змішується з повітрям, яке спочатку проходить крізь отвори екрану 6 і, міняючи напрямок руху, проходить крізь отвори в контактних упорах 18, нахилених в різні боки Це обумовлює турбулентний рух повітря, що забезпечує добре змішування його з паливом і повне згорання Для підпалу газоповітряної суміші підносять полум'я до центрального пальника 13, потім - до бокових пальників Щоб було зручніше робити підпал необхідно ручкою 10 розгорнути (розкрити) блок пальників, повернувши їх відносно шарніру2 Після підпалу слід відпустити ручку і пружина 8 притисне пальники до споживача (посудини 10) Оскільки пальники розміщені навколо споживача та знизу, то після підпалу утворюється суцільне вогняне поле, полум'я обіймає споживач з усіх боків (окрім зверху) що забезпечує швидке 51496 зростання температури і ВІДПОВІДНО скорочується тривалість часу розсіювання теплової енергії, що позитивно впливає на всі ІНШІ показники процесу Покращенню енергетичних показників сприяє і те, що площу нагрівання збільшено у 2-3 рази, по відношенню до відомих нагрівальних елементів, а полум'я не виходить за межі блоку Це відбувається тому, що вогневі сопла нахилені вниз під кутом 75-80° до споживача, а паливо виходячи із сопел і набуваючи кінетичної енергії рухається вниз Для зупинення роботи пристрою краном 20 перекривають подачу палива ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71