БЕЗДЫМНОЕ ТВЕРДОЕ ГОРЮЧЕЕ Российский патент 2005 года по МПК C10L5/40 

Изобретение относится к горючим веществам, которые устойчиво сгорают при атмосферном давлении на воздухе в нагревательных устройствах с образованием прозрачного пламени, и наиболее эффективно может быть использовано геологами, туристами, рыболовами, лесниками, а также служащими военных формирований для разведения костров, приготовления и разогревания пищи в походных условиях.

В условиях отсутствия электрической и других видов энергии, а также в экстремальных условиях особенно в холодное время года существует необходимость приготовления и разогревания пищи, воды и обогрева (Жаброва Г.М. Тепло без пламени. М. - Л.: Издательство АН СССР, 1945, С.26. Патент США №2640770, Кл. 149-37, 1955. Описание изобретений к авторским свидетельствам, SU №1736971, №1736972, Патент Великобритании №2072018, кл. А 61 F 7/03).

Из известных составов, которые используются в нагревательных устройствах, наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является горючее сухое (РБ ИД 771937 ООТУ).

Это горючее используется в виде таблеток, спрессованных из уротропина. Недостатком этого горючего являются образования в процессе горения таблетки углеродной каркасной пленки на поверхности конденсированной фазы, что снижает полноту сгорания уротропина, уменьшает высоту пламени, а в конце горения приводит к затуханию таблетки.

Задачей настоящего изобретения является создание состава, который устойчиво сгорает при атмосферном давлении в нагревательных устройствах с образованием прозрачного пламени для приготовления и разогревания пищи в походных условиях.

Указанная задача решается за счет того, что твердое горючее - уротропин - дополнительно содержит парафин, введение которого обеспечивает в процессе горения синергетический эффект.

Задача решается также количественным соотношением содержания входящих в состав ингредиентов.

Предлагаемый состав содержит указанные компоненты при следующем содержании, мас.%:

Уротропин90-97Парафин3-10

Указанный состав формируется в виде таблеток.

Экспериментальными результатами анализа установлено, что при горении таблеток уротропина конечными продуктами в пламени являются: азот, вода, двуокись и окись углерода. Анализ температурных полей в зоне прогрева уплотненного уротропина и в диффузионном пламени, а также визуальными наблюдениями установлено, что эндо- и экзотермические физико-химические превращения уротропина начинаются в конденсированной фазе и завершаются во фронте диффузионного пламени. При этом особенность превращений, протекающих в зоне прогрева конденсированной фазы, связана с испарением и частичным разложением уротропина, в результате которого образуются конденсированные частицы углерода. Из-за малых скоростей оттока газообразных продуктов и паров уротропина не обеспечивается полный перенос углеродных частиц в зону пламени, что приводит к накоплению частиц в зоне прогрева и образованию углеродистого каркаса на поверхности горения (испарения) уротропина. Повышение полноты уноса частиц углерода с конденсированной поверхности горящего уротропина можно осуществить с помощью добавок легко испаряющихся веществ, например парафина.

Следует заметить, что при самостоятельном горении парафина в пламени образуется много копоти, то есть в условиях тепловых потоков диффузионного горения не обеспечивается самовоспламенения паров парафина и углеродных частиц, а следовательно, дополнительному выделению тепла и повышению температуры пламени.

Добавка к уротропину парафина исключает образование на поверхности горения углеродистого каркаса из-за полного уноса частиц углерода с конденсированной поверхности горения уротропина низкотемпературными парами парафина. Частицы углерода как парафина, так и уротропина, попадая в высокотемпературную зону диффузионного пламени, воспламеняются, что обеспечивает высокую полноту их сгорания с образованием двуокиси углерода. Таким образом, добавка парафина к уротропину приводит к синергетическому эффекту, а именно к устранению каркасной пленки на поверхности конденсированной зоны горения уротропина и устранению копоти (сажевых частиц) в зоне диффузионного горения в высокотемпературном пламени. В результате предложенный состав ликвидирует сумму отрицательных эффектов действия при горении отдельных компонентов и обеспечивает полноту их сгорания, что приводит к прозрачности пламени.

В патентной и научно-технической литературе не известны технические решения поставленной задачи аналогично заявленному, то есть предложение соответствует критерию "Новизна".

Используемые компоненты заявляемого состава выпускаются отечественной промышленностью. Эти компоненты и продукты сгорания экологически не опасны. Компоненты имеют широкую сырьевую и производственную базу, и поэтому предложение "Промышленно осуществимо".

Кроме того, повышение эффективности состава неочевидно вытекает из свойств компонентов заявляемого состава, поэтому предложение отвечает критерию "Изобретательский уровень".

Для осуществления изобретения и получения технического результата из компонентов предлагаемого состава в лабораторных и производственных условиях были изготовлены составы в предложенных соотношениях (таблица 1).

Таблица 1Наименование компонентовНомера составов, содержание компонентов, мас.%12345Уротропин9897959089Парафин2351011

При сжигании таблеток (составы №2-4, таблица 1) при содержании парафина от 3 до 10% обеспечивается отсутствие углеродистого каркаса на поверхности горения и прозрачность пламени в газовой фазе. При сжигании таблеток с содержанием парафина в составе менее 3% (состав №1, таблица 1) не обеспечивается полностью устранения углеродистой пленки на поверхность горения таблетки, а при сжигании таблеток с содержанием парафина более 10% (состав №5, таблица 1) замечено коптящее пламя.

Определением эффективности предлагаемого состава в условиях применения (составы №2-4, таблица 1), в том числе и в зимних условиях, показано, что таблетки стабильно сгорают без копоти и отсутствия каркасной пленки на поверхности горения таблеток. Пламя прозрачное, что свидетельствует о полноте сгорания предлагаемого состава.

При использовании таблеток в палатках, в отапливаемых и неотапливаемых помещениях каких-либо запахов не обнаружено. Анализом газообразных продуктов сгорания методом газовой хроматографии установлено, что они содержат азот, двуокись углерода и воду. Таким образом, компоненты состава и продукты его сгорания экологически не опасны, а эффективность не вызывает сомнений и подтверждена многочисленными испытаниями в различных условиях.

Изобретение относится к горючим веществам, которые устойчиво сгорают при атмосферном давлении на воздухе в нагревательных устройствах для приготовления и разогревания пищи в походных условиях. Состав горючего включает 90-97% уротропина и остальное парафин. При горении этого горючего обеспечивается синергический эффект, а именно устранение каркасной углеродистой пленки на поверхности конденсированной фазы и прозрачности пламени с образованием безвредных газообразных продуктов сгорания. В условиях применения состав обеспечивает необходимую эффективность.

Бездымное твердое горючее для приготовления и разогревания пищи, воды и обогрева, содержащее уротропин, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит парафин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Уротропин90-97Парафин3-10