Автоматический биокамин с внешним блоком Российский патент 2024 года по МПК F24B1/18 F24C5/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к печам с открытыми топками, а именно к каминам с испарительными горелками, работающим на жидком топливе для обогрева помещений и декоративных целей.

Уровень техники

Слово «камин» произошло от латинского caminus и означает «открытый очаг», основная задача которого отопление и приготовление пищи при сгорании твердого топлива. Различные конструкции каминов известны достаточно давно, а огонь в развитии цивилизации и жизни человечества всегда играл особую роль. Со временем возросли требования пользователей к внешнему виду камина, так как камин стал в большей степени частью интерьера с обязательной имитацией эффекта горения, чем устройством для отопления или приготовления пищи. Эффект горения обеспечивают традиционные конструкции каминов, но они обладают следующими недостатками: повышенная пожароопасность, необходимость строительства дымового канала и подключение к нему, большие габариты и требования к минимальной площади помещения с вентиляцией, капитальные затраты на возведение конструкции камина, сложность и периодичность обслуживания камина, невысокая теплопроизводительность, необходимость в обустройстве места для хранения топлива.

Перечисленных недостатков лишены так называемые «биокамины» с сохранением эффекта горения, которые по способу имитации огня условно можно разделить на:

– оптические, в которых имитируется процесс горения за счет различных оптических явлений;

– проекционные, создающий изображение горящего топлива;

– паровые, использующие открытое горение испаряющихся паров жидкого топлива.

Наиболее реалистичный эффект горения создают паровые биокамины, которые благодаря открытому огню также обеспечивают отопительную функцию, в межсезонье они могут быть основным источником тепла в помещении. В качестве жидкого топлива в них используют спирт, который в процессе горения не выделяет сажу и дым, а также абсолютно безвредный для человека и окружающей среды. Такие конструкции наиболее современны, безопасны и экологичны. Поскольку камины в настоящее время являются также предметом интерьера, к их конструкции кроме реализации отопительной функции предъявляют повышенные требования по дизайну и обеспечению реалистичного внешнего вида горения твердого топлива, как в традиционных каминах. На сегодняшний день удовлетворение этих требований связано с рядом технических сложностей, что наблюдается в следующих известных конструкциях.

Известен топливный элемент камина, содержащий выполненный из термостойкого материала корпус, служащий резервуаром для жидкого топлива, и испарительный элемент из изотропного пористого термостойкого материала, установленный в корпус без существенных свободных пространств между ним и внутренней поверхностью корпуса и служащий для впитывания жидкого топлива из резервуара и доставки его в зону сгорания над поверхностью испарительного элемента, образованную, по меньшей мере, одним отверстием в крышке корпуса над испарительным элементом, при этом в крышке корпуса имеется также отверстие для заливки топлива, при этом испарительный элемент может быть выполнен, по меньшей мере, с одним каналом распределения топлива, который полностью заключен внутри испарительного элемента, отличающийся тем, что отверстие для заливки топлива расположено в центральной части крышки корпуса в непосредственной близости к отверстию зоны сгорания, при этом в испарительном элементе, под имеющимся в крышке корпуса отверстием для заливки топлива, выполнено отверстие, сообщающееся с каналом распределения топлива (см. патент RU 158058 U1, опубл. 20.12.2015 г.).

Известно устройство безопасного автоматического горения испарительного типа на жидком топливе, которое содержит топливный бак, который может быть установлен как в корпусе устройства, так и за его пределами, горелку с камерой испарения, которая выполнена с возможностью получения длинной линии огня, топливный насос, с возможностью работы в реверсивном режиме, топливный перелив с обратным клапаном, задающий точный объем топлива в камере испарения, блок управления с подобранными программными алгоритмами работы горелки, электрически безопасный керамический поджигатель, вынесенный за габарит самой горелки, активную систему охлаждения в виде термоэлектрических преобразователей и вентиляторов охлаждения, модули Wi-Fi, Bluetooth для беспроводного подключения к системе «Умный дом» и глобальной компьютерной сети, датчик обнаружения пламени в системе контроля, датчики угарного и углекислого газа в системе контроля (см. патент RU 2645047 C2, опубл. 15.02.2018 г.).

К недостаткам описанных конструкций относится создание эффекта горения из линии огня на верхней панели устройства без внешнего блока, что не обеспечивает высокой концентрации тепла и не воспроизводит эффект горения твердого топлива традиционных каминов.

В полной мере воспроизвести эффект горения твердого топлива позволяет внешний блок каминов, имитирующий твердое топливо. Внешние блоки широко применяется в различных имитаторах каминов. Обычно такие конструкции не относятся к паровым биокаминам, но они широко известны и распространены, что подтверждает актуальность обеспечения в современных каминах визуального эффекта горения твердого топлива. Стремление создать устройства, максимально воспроизводящие процесс горения твердого топлива традиционных каминов, наблюдается в следующих известных конструкциях.

Известен камин, имитирующий горение твердого топлива, содержащий топливник с источником горения и с имитацией твердого топлива, отличающийся тем, что источник горения выполнен в виде таблеток сухого горючего, камин снабжен дозатором для подачи в топливник источника горения; снабжен источником света, расположенным под имитацией твердого топлива; над источником света расположена крыльчатка с вертикальной осью вращения (см. патент RU 11591U1, опубл. 16.10.1999 г.).

К недостаткам описанного камина относятся: применение таблеток сухого горючего для поддержания горения; дополнительные элементы, усложняющие конструкцию, в виде источника красного света под имитацией твердого топлива для создания впечатления раскаленных углей, и крыльчатки с вертикальной осью вращения, которая создаёт эффект мерцания раскалённых углей.

Известен камин, содержащий наружные стенки и смонтированную внутри них топку, отличающийся тем, что внутреннее пространство между стенками и топкой заполнено сыпучим минеральным материалом, а топка выполнена из листовой нержавеющей стали; наружные стенки выполнены из искусственных теплостойких плит с имитацией под натуральный камень; в качестве сыпучего материала использован песок; и устройство для имитации горящих поленьев, состоящее из газовой горелки и декоративных поленьев с отверстиями для выхода факелов горящего газа, отличающееся тем, что в качестве декоративных поленьев используются поленья из натурального дерева, пропитанные негорючим составом; в качестве негорючего состава используется хлорное железо и силикат натрия (см. патент RU 12602 U1, опубл. 20.01.2000 г.).

К недостаткам описанного камина относится применение декоративного полена, выполненного из натурального дерева и пропитанного специальным составом, действующего ограниченное время, по истечении которого декоративное полено может загореться. Кроме того, при работе камина из вертикальных газовыпускных отверстий выходят факелы горящего газа, имитирующие языки пламени горящего полена, что создает эффект «языки пламени из отверстий в полене» и ненатуральную имитацию процесса горения полена. Также не выполняются условия по экологической безопасности из-за использования газа в качестве топлива.

Следующие конструкции не обладают отопительной функцией, но имеют внешний блок, имитирующий твердое топливо.

Известно устройство имитации пламени и дыма, включающее имитатор топлива с отверстиями, источник света, генератор аэрозоля, включающий, по меньшей мере, одну систему подачи жидкости, соединенную с системой каналов для подачи жидкости, и ультразвуковые преобразователи, отличающееся тем, что, по меньшей мере, каждый упомянутый ультразвуковой преобразователь соединен с соответствующим каналом для подачи жидкости с возможностью образования аэрозоля на выходе упомянутого канала, а, по меньшей мере, каждый канал для подачи жидкости совмещен с соответствующим отверстием, выполненным в имитаторе топлива, с возможностью образования канала для выхода аэрозоля через упомянутый имитатор топлива (см. патент RU 137598 U1, опубл. 20.02.2014 г.).

Известно устройство для электрокамина с имитацией открытого огня, включающее: муляж топливных элементов; по крайней мере, один источник света, создающий эффект пламени; емкость для жидкости; набор электродов, опускаемых в емкость для жидкости и предназначенных для ее испарения; датчик уровня жидкости (см. патент RU 144155 U1, опубл. 10.08.2014 г.).

Известен электрокамин, включающий корпус с подложкой, под которой расположены контейнер для жидкости, устройство распределения пара, нагревательный элемент с двумя несквозными отверстиями и источник света, при этом подложка выполнена в виде имитатора топлива с возможностью выдвижения из корпуса, контейнер для жидкости содержит крышку, а устройство распределения пара содержит отверстия для входа и выхода пара, причем отверстие для входа пара контактирует с одним из отверстий в нагревательном элементе, а с другим отверстием в нагревательном элементе контактирует крышка контейнера для жидкости, при этом контейнер для жидкости и устройство распределения пара расположены над нагревательным элементом (см. патент RU 150453 U1, опубл. 20.02.2015 г.).

Известно устройство для имитации пламени, один из частных вариантов реализации которого содержит имитацию полена искусственной дровни, внутри которой установлен генератор тумана (см. патент RU 2646265 C2, опубл. 02.03.2018 г.).

Описанные конструкции не обладают отопительной функцией, но в них просматривается попытка максимально близко воспроизвести эффект горения твердого топлива за счет использования внешних блоков в виде различных имитаторов твердого топлива или муляжей топливных элементов. Поэтому отдельно стоит выделить известные конструкции внешних блоков. Разработчиками подобных конструкций особое внимание уделяется текстуре и внешнему виду внешнего блока. Например, известен способ изготовления газового камина, в котором описана текстура и материал внешнего блока, выполненного в форме нескольких бревен (см. патент US 5647342 A, опубл. 15.07.1997 г.). Также известна горелка для камина, внешняя часть которой изготовлена в виде уложенных дров (см. патент US 7479008 B2, опубл. 20.01.2009 г.). В некоторых источниках описаны внешние блоки каминов, изготовленные из негорючих материалов, нанесенных на металлический каркас, который позволяет придать требуемую форму, и обеспечивает жесткость конструкции (см. патент US 2762362 A, опубл. 11.09.1956 г. и патент US 4838240 A, опубл. 13.06.1989 г. и https://www.kamin-best.ru/info/article/primenenie_keramicheskikh _drov_dlya_biokamina/, дата обращения 06.03.2024 г.). Больше всего усилий разработчиков направлены на придание максимальной естественности эффекту горения внешнего блока камина. Это реализуется за счет выполнения различных сквозных отверстий и щелей во внешнем блоке, через которые вырываются языки пламени или пара, имитирующего такое пламя.

Например, известна горелка для искусственных дров, которая имитирует фактическое сжигание древесины. Устройство включает в себя элемент для имитации полена и подводящий трубопровод, оба компонента имеют прорези, причем имитационное бревно проходит по подводящему трубопроводу таким образом, чтобы прорези совпадали. Газ из источника поступает в подающий трубопровод, проходя через него и бревно, выходит из совмещенных прорезей, затем газ воспламеняется снаружи от подающего трубопровода. В одном варианте осуществления изобретения подводящий трубопровод включает в себя наружную втулку и внутреннюю втулку, которые определяют газовую область. В альтернативном варианте осуществления изобретения подводящий трубопровод не используется. Газ подается в бревно, которое содержит диффузионный слой, перекрывающий прорези для равномерной диффузии газа через бревно (см. патент US 5655513 A, опубл. 12.08.1997 г.).

Известна атмосферная горелочная установка для газового обогревателя без вентиляции, имеющая основание и газораспределительный клапан, связанный с несколькими горелками, который сводит к минимуму количество трубок, необходимых для направления газа к различным горелкам, причем клапан имеет входное отверстие и несколько выходных отверстий. Множество элементов горелки установлены на основании, каждый из элементов горелки имеет входное отверстие и множество выходных отверстий. Впускное отверстие каждого элемента горелки находится на близком расстоянии от выпускного отверстия газораспределительного клапана, тем самым образуя открытые пространства, через которые газ может протекать от распределительного клапана к элементам горелки, таким образом устраняя использование трубок или других трубопроводов (см. заявку на патент US 20030198908 A1, опубл. 23.10.2003 г.).

Известен бревнообразный блок для газовой горелки и способ его изготовления, содержащий трубу, которая частично выполнена из гибкого материала и соединена, по меньшей мере, с одним дистальным концом трубы, и проксимальную часть трубы, связанную с проксимальным концом трубы. Блок дополнительно включает в себя проход, форма и размеры которого соответствуют размерам дистальной части. Дистальная часть встроена в проход таким образом, что дистальный конец закрыт в нем, и дистальная часть не может перемещаться относительно прохода. Проксимальная часть выполнена с возможностью подвода газа к источнику подачи газа. Блок дополнительно содержит отверстие для выпуска, обращенное к внешней стороне блока таким образом, чтобы позволить газу выходить из трубы через отверстие. Корпус бревнообразного блока из термостойкого материала может быть отформован или экструдирован вокруг, по меньшей мере, дистальной части трубы (см. заявку на патент US 20220349583 A1, опубл. 03.11.2022 г.).

Известна сборка искусственного бревна, которая включает в себя искусственное бревно из негорючего материала и запас топлива. Искусственное бревно имеет наружную стенку, образующую основную часть, закругленную вокруг и вытянутую вдоль оси. Искусственное бревно внутри имеет полость, проходящую вдоль основной части и от основной части к ответвлению, в полость выходят прорези, выполненные в наружной стенке. По меньшей мере одна из прорезей находится на основной части, и по меньшей мере одна из прорезей находится на ответвлении. В полости находится источник топлива. Система подачи топлива включает в себя основную трубу, вытянутую вдоль оси в полости вдоль основного участка, и патрубок, отходящий от основной трубы в полости вдоль ответвленной части. Множество выпускных отверстий для топлива расположены вдоль основной трубы и разнесены вдоль оси. По меньшей мере один из выпусков топлива выходит из патрубка (см. патент CA 3219226 A1, опубл. 22.12.2022 г.).

Известным аналогом с наиболее близкой совокупностью существенных признаков и выделяемый автором как прототип является печное устройство с применением жидкого топлива с ручным управлением, характеризующееся тем, что содержит: по меньшей мере два расположенных параллельно топливных бака; испаряющую топливо пластину испарения и пластину распределения паров топлива, установленные между указанными баками; перекрывающий клапан для перекрывания доступа паров топлива; корпус с отверстиями для вентиляции, охватывающий указанное печное устройство; при этом один из топливных баков оснащен входом топлива и вентиляционным штуцером; пластина испарения оснащена штуцером выхода паров, связанным с перекрывающим клапаном; пластина распределения паров топлива соединена со штуцером выхода к перекрывающему клапану и имеет выполненные в верхней части отверстия, через которые выходят пары топлива; топливные баки соединены между собой трубопроводом со штуцером, отводящим топливо на пластину испарения; топливный бак дополнительно оснащен дозатором и штуцером, нагнетающим топливо для растопки, причем под штуцером прикреплена пластина подогрева в виде желоба, в котором находится фитиль. Другой вариант печного устройства с применением жидкого топлива с электронным управлением, характеризуется тем, что содержит: по меньшей мере два расположенных параллельно топливных бака; испаряющую топливо пластину испарения и пластину распределения паров топлива, установленные между указанными баками; корпус с отверстиями для вентиляции, охватывающий указанное печное устройство; при этом печное устройство снабжено системой управления, содержащей систему нагревателей, электроклапан для перекрывания доступа паров топлива, датчик температуры пластины распределения и датчик температуры пластины испарения, а также систему автоматического зажигания искрой вместе с системой датчиков безопасности, состоящей из датчика движения, датчика угарного газа или же, по выбору, кислорода относительно углекислого газа, датчика влажности; при этом один из топливных баков оснащен входом топлива и вентиляционным штуцером; пластина испарения оснащена штуцером выхода паров, связанным с электроклапаном; пластина распределения паров топлива соединена со штуцером выхода к электроклапану и имеет выполненные в верхней части отверстия, через которые выходят пары топлива; топливные баки соединены между собой трубопроводом со штуцером, отводящим топливо на пластину испарения; вход топлива в топливном баке прикрыт подвижной крышкой, соединенной с выключателем, который в случае ее открытия во время работы устройства обеспечивает его выключение (см. патент RU 2560463 C9, опубл. 10.04.2016 г.).

К недостаткам прототипа относится отсутствие внешнего блока, который имитирует эффект горения твердого топлива традиционных каминов.

Описанный уровень техники демонстрирует, что усилия дизайнеров, конструкторов и изобретателей направлены на разработку устройств, которые обеспечивают реалистичную имитацию горения твердого топлива традиционных каминов. От современного камина требуется внешняя схожесть с его традиционным предшественником и подражание эффекту горения твердого топлива с сохранением отопительной функции. Причем разработка и изготовление элементов имитации самого топлива не вызывает затруднений, но обеспечение имитации в них процесса горения твердого топлива связано с рядом сложностей. Создаваемая имитация пламени не обеспечивает внешне реалистичного горения и чаще всего не реализует отопительную функцию. Поэтому актуальной задачей является разработка новой конструкции автоматического биокамина, не имеющей описанных выше недостатков.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема заключаться в необходимости обеспечения реалистичной имитации эффекта горения твердого топлива с сохранением отопительной функции в биокаминах, работающих на жидком топливе.

Технический результат, который достигается заявленным изобретением, заключается в локальном интенсивном тепловом излучении от нитей накаливания, которое контрастно выделяется на фоне теплового излучения от внешнего блока при их нагреве горящими парами жидкого топлива, за счет изготовления нитей накаливания и внешнего блока из жаропрочных материалов с разными коэффициентами теплопроводности. Огонь при сгорании паров жидкого топлива нагревает внешний блок и нити накаливания, при этом по-разному изменяется интенсивность их теплового излучения. Поэтому пользователь наблюдает реалистичную имитацию горения и тления твердого топлива с характерными локальными раскаленными участками и языками пламени, а благодаря наличию в заявленном биокамине открытого огня сохраняется его отопительная функция.

Технический результат достигается с помощью автоматического биокамина, содержащего корпус и по крайней мере один топливный бак, соединенный с промежуточным баком, который связан по принципу сообщающихся сосудов с испарительным баком, оснащенным по крайней мере одним нагревательным элементом и по крайней мере одной испарительной трубкой, снабженный блоками электропитания, управления и электророзжига, при этом имеет внешний блок, соединенный с испарительной трубкой, с прорезями, заполненными нитями накаливания; внешний блок представляет собой полую конструкцию, изготовленную из жаропрочных материалов с разными коэффициентами теплопроводности, и снабжен датчиком контроля температуры пламени, а в испарительной трубке, входящей во внешний блок, установлен запорный клапан; промежуточный бак содержит по крайней мере один датчик температуры, топливный и промежуточный баки – датчики максимального и минимального уровней топлива и соединены между собой трубками через подпитывающий насос, также топливный бак соединен с заправочным патрубком через заправочный насос; блок управления содержит элементы воспроизведения звука и беспроводной связи с пультом управления; корпус имеет вентиляционные отверстия и оснащен системами охлаждения и слива топлива, а также датчиками протечки и положения.

Применение заявленного автоматического биокамина с внешним блоком обеспечивает отопительную функцию, в межсезонье он может быть основным источником тепла в помещении, создавая реалистичную имитацию эффекта горения твердого топлива.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан изометрический фронтальный вид примера реализации заявленного автоматического биокамина с внешним блоком.

На фиг. 2 показан изометрический обратный вид примера реализации заявленного автоматического биокамина с внешним блоком.

На фиг. 3 показана деталировка примера реализации заявленного автоматического биокамина с внешним блоком.

На фиг. 4 показано увеличенное изображение разреза одного из возможных вариантов реализации имитации твердого топлива заявленного автоматического биокамина с внешним блоком.

На фиг. 5 показано увеличенное изображение одного из возможных вариантов реализации панели управления и беспроводного пульта управления заявленного автоматического биокамина с внешним блоком.

На фиг. 6 показана функциональная блок-схема примера реализации заявленного автоматического биокамина с внешним блоком.

На фигурах обозначены:

1 – корпус;

2 – вентиляционные отверстия;

3 – топливный бак;

4 – датчики максимального и минимального уровней топлива;

5 – топливные трубки;

6 – заправочный насос;

7 – подпитывающий насос;

8 – заправочный патрубок;

9 – промежуточный бак;

10 – датчики уровня в промежуточном баке;

11 – датчик температуры в промежуточном баке;

12 – испарительный бак;

13 – система слива топлива;

14 – нагревательные элементы;

15 – испарительная трубка;

16 – запорный клапан;

17 – столешница;

18 – внешний блок;

19 – прорези;

20 – нити накаливания;

21 – панель управления;

22 – блок электророзжига;

23 – датчик контроля температуры пламени;

24 – блок управления;

25 – элементы беспроводной связи;

26 – элемент воспроизведения звука;

27 – блок электропитания;

28 – система охлаждения;

29 – датчик протечки;

30 – датчик положения;

31 – беспроводной пульт управления.

Осуществление изобретения

Автоматический биокамин состоит из корпуса 1 с вентиляционными отверстиями 2 и топливным баком 3, снабженным датчиками 4 максимального и минимального уровней топлива, который соединен топливными трубками 5 с заправочным 6 и подпитывающим 7 насосами. В свою очередь заправочный насос 6 через одну из топливных трубок 5 соединен с заправочным патрубком 8, а подпитывающий насос 7 через другую топливную трубку 5 – с промежуточным баком 9. Промежуточный бак 9 оборудован датчиками уровня 10 и температуры 11 и имеет непосредственную связь по принципу сообщающихся сосудов с испарительным баком 12. Из испарительного 12 и топливного 3 баков выходят трубки системы 13 слива топлива, которая обеспечивает слив остатков топлива при длительном хранении, транспортировке или ремонте заявленного устройства. Испарительный бак 12 снабжен нагревательными соединенная с внешним блоком 18. Внешний блок 18 представляет собой полую конструкцию из жаропрочного материала, имитирующую твердое топливо, по форме и внешнему виду напоминающую полено или несколько поленьев, декоративный камень, уголь и другие возможные варианты твердого топлива или аккумуляторов тепла для каминов. Внешний блок 18 имеет сквозные прорези 19, заполненные нитями 20 накаливания. Материалы, из которых изготовлен внешний блок 18 и нити 20 накаливания, способны выдерживать температуры горения жидкого топлива и подобраны таким образом, чтобы обладать разными коэффициентами теплопроводности. Например, внешний блок 18 может быть изготовлен из керамики, которая имеет коэффициент теплопроводности порядка 1 Вт/м⋅К, а в качестве нитей 20 накаливания могут использоваться стальные термообработанные прутки с коэффициентом теплопроводности более 70 Вт/м⋅К. Различие коэффициентов теплопроводности подобранных материалов при их нагреве обеспечивает локальное интенсивное тепловое излучение от нитей накаливания, контрастирующее на фоне внешнего блока.

На столешнице 17 помимо внешнего блока 18 расположены панель 21 управления, блок 22 электророзжига и датчик 23 температуры пламени.

Режимы работы заявленного автоматического биокамина задает блок 24 управления, снабженный элементами 25 беспроводной связи и элементом 26 воспроизведения звука. В качестве элементов 25 беспроводной связи могут быть использованы известные средства и методы для передачи информации между двумя и более точками на расстоянии, не требующие проводной связи. Элемент 26 воспроизведения звука представляет собой общеизвестное устройство, которое преобразует электрические сигналы в звуковые волны, при этом создаваемый звук может нести звуковую информацию в виде голоса или определенных звуков о состоянии заявленного биокамина или о необходимости произвести с ним определенные действия. Кроме этого, элемент 26 дополнительно может воспроизводить звуковые записи потрескивания дров или другие аналогичные аудиозаписи. Электропитание узлов заявленного автоматического биокамина обеспечивает блок 27 электропитания. Поддержание допустимой температуры внутри корпуса 1 обеспечивает система 28 охлаждения, которая может быть реализована на основе воздушного или жидкостного охлаждения внутренних блоков и элементов заявленного устройства.

Дополнительные контроль и безопасность обеспечивают датчики протечки 29 и положения 30. Датчик 29 протечки реагирует на наличие жидкости внутри корпуса 1 и в таком случае передает соответствующий сигнал на блок 24 управления, который, в свою очередь, запускает последовательность команд для выключения автоматического биокамина. Датчик 30 положения позволяет блоку 24 управления контролировать неподвижность заявленного устройства, в противном случае при перемещении корпуса 1 может возникнуть пожарная опасность от розлива жидкого топлива. В таком случае блок 24 управления также запускает последовательность команд для выключения автоматического биокамина с воспроизведением при помощи элемента 26 голосовой информации о необходимости зафиксировать биокамин в неподвижном положении.

Заявленное устройство может комплектоваться беспроводным пультом 31 управления, идентичным панели 21 управления и коммуницирующим с блоком 24 управления через элементы 25 беспроводной связи.

Блоки электропитания 27, управления 24 и электророзжига 22, система 28 охлаждения, заправочный 6 и подпитывающий 7 насосы, нагревательные элементы 14, запорный клапан 16, панель 21 управления, элемент 26 воспроизведения звука, а также датчики уровня топлива 4, уровня 10, температуры 11, температуры пламени 23, протечки 29 и положения 30 имеют гальванические связи (на фиг. 3 не показаны), а их функциональные взаимосвязи и назначение приведены на блок-схеме (см. фиг. 6).

Все описанные конструктивные элементы заявленного устройства выполнены из известных материалов с помощью доступных технологий изготовления и обработки деталей. Скрепление деталей осуществляется сборочными операциями с помощью стандартных метизов.

Заявленный автоматический биокамин работает следующим образом.

Перед первым применением пользователь размещает корпус 1 заявленного устройства на горизонтальной поверхности или в специально подготовленной нише/конструкции, так чтобы датчик 30 положения находился в своем нормальном состоянии. Затем подключает блок 27 электропитания к системе электроснабжения и выполняет необходимые требования по пожарной и электробезопасности. Для дальнейшего использования биокамина его необходимо заправить жидким топливом, которое является расходным материалом. В качестве жидкого топлива может применяться этиловый или изопропиловый спирт. Для заправки жидким топливом пользователь на панели 21 управления или с помощью беспроводного пульта 31 включает заявленное устройство, присоединяет к заправочному патрубку 8 шланг от канистры с топливом (на фигурах не показаны) и нажимает кнопку «Заправка» (см. фиг. 5). При этом блок 24 управления инициирует команду для запуска заправочного насоса 6, который перекачивает топливо из канистры по шлангу и топливным трубкам 5 в топливный бак 3 до момента, когда уровень топлива в нем достигнет максимального значения и сработает датчик 4 уровня топлива, сигнал от которого передастся в блок 24 управления, который в свою очередь отключит заправочный насос 6. После этого блок 24 управления запустит подпитывающий насос 7, который через топливные трубки 5 перекачает топливо из бака 3 в промежуточный бак 9 до тех пор, пока сработает датчик 10 уровня. Топливо заполнит промежуточный 9 и испарительный 12 баки благодаря их непосредственной связи по принципу сообщающихся сосудов, и по сигналу от датчика 10 уровня блок 24 управления отключит подпитывающий насос 7.

Так заявленное устройство будет подготовлено к дальнейшему применению по назначению и пользователь отсоединит шланг от патрубка 8 и завершит процесс заправки.

При необходимости разжечь пламя заявленного автоматического биокамина пользователь нажимает на панели 21 управления или с помощью беспроводного пульта 31 кнопку «Пламя». Эта команда переводит работу блока 24 управления на выполнение следующего алгоритма: воспроизвести элементом 26 звуковую информацию о розжиге пламени, открыть запорный клапан 16, включить нагревательные элементы 14, запустить работу блока 22 электророзжига, опрашивать состояние датчиков положения 30, протечки 29, уровня 10, температуры 11 в промежуточном баке 9 и температуры 23 пламени, а также поддерживать производительность системы 28 охлаждения внутри корпуса 1. Если все системы и датчики работают в штатном режиме, то нагрев элементов 14 приводит к повышению температуры топлива в баке 12 и к его естественному испарению, из-за чего давление в баке 12 возрастает. Поскольку запорный клапан 16 открыт, то объем паров топлива вытесняется по испарительной трубке 15 вовнутрь внешнего блока 18. Дальнейший рост давления в испарительном баке 12 приводит к тому, что легковоспламеняющиеся пары проникают наружу через прорези 19 во внешнем блоке 18 и достигают блока 22 электророзжига, который к этому моменту уже находится в рабочем состоянии и генерирует искру. Контакт паров топлива с искрой от блока 22 приводит к воспламенению всего его объема и началу эффекта горения внешнего блока 18. Поскольку прорези 19 расположены хаотично по всей поверхности внешнего блока 18, то пламя практически полностью обволакивает внешний блок 18, при этом не оказывает разрушающего воздействия благодаря жаропрочности материала, из которого изготовлен внешний блок 18. В процессе горения паров вокруг внешнего блока 18 образуется температурное поле, температуру которого контролирует датчик 23 температуры пламени. Если по каким-либо причинам пламя гаснет, то температура поля снижается, это изменение фиксирует датчик 23 и по его сигналу блок 24 управления инициирует команду отключения биокамина, подавая соответствующую звуковую информацию при помощи элемента 26 воспроизведения звука. Штатное горение паров топлива приводит к нагреву нитей 20 накаливания, расположенных в прорезях 19. Нити 20 накаливания выполнены из материала, температура плавления которого выше возможной температуры горения паров используемого жидкого топлива, что позволяет им сохранять твердое агрегатное состояние и аккумулировать тепловую энергию, а с дальнейшим ростом температуры передавать тепло в окружающее пространство, обеспечивая тем самым видимое излучение. Из-за комбинации материалов внешнего блока 18 с разными коэффициентами теплопроводности и локального расположения нитей 20 накаливания, при их накале на внешнем блоке 18 образуются места с характерным видом раскаленных углей в традиционных каминах, создавая реалистичный вид горения внешнего блока. То есть пользователь наблюдает не только языки пламени вокруг внешнего блока, но и раскаленные локальные части конструкции, имитирующей горящее твердое топливо.

При необходимости остановить процесс горения в заявленном биокамине, пользователь нажимает кнопку «Выключение», при этом блок 24 управления запускает алгоритм остановки, воспроизводя соответствующую звуковую информацию элементом 26. Заявленное устройство готово к дальнейшему многократному и продолжительному использованию до тех пор, пока в нем присутствует необходимый уровень топлива.

При уменьшении уровня топлива до критического в топливном баке 3 сработает датчик 4 минимального уровня топлива, блок управления 24 обеспечит воспроизведение звуковой информации элементом 26 о необходимости заправки, а затем после нажатия пользователем кнопки «Заправка» запустит заправочный насос 6 для заправки топливного бака 3 до максимального уровня, при достижении которого по сигналу от датчика 4 максимального уровня блок 24 управления остановит насос 6.

Если во время эксплуатации заявленного биокамина произойдет перегрев жидкого топлива в промежуточном баке 9, то блок 24 управления запустит выполнение последовательности следующих команд: воспроизведение соответствующей звуковой информации о перегреве топлива с помощью элемента 26, отключение нагревательных элементов 14, закрытие запорного клапана 16, обесточивание блока 22 электророзжига, запуск системы 28 охлаждения до момента остывания топлива в баке 9.

Если во время эксплуатации заявленного биокамина произойдет утечка жидкого топлива, то блок 24 управления запустит выполнение последовательности следующих команд: воспроизведение соответствующей звуковой информации об обнаружении протечки внутри корпуса 1 с помощью элемента 26, отключение нагревательных элементов 14, закрытие запорного клапана 16, обесточивание блока 22 электророзжига, запуск системы 28 охлаждения до момента остывания внутренних элементов устройства.

Если во время эксплуатации заявленного биокамина произойдет перемещение корпуса 1, то блок 24 управления запустит выполнение последовательности следующих команд: воспроизведение соответствующей звуковой информации о перемещении корпуса 1 с помощью элемента 26, отключение нагревательных элементов 14, закрытие запорного клапана 16, обесточивание блока 22 электророзжига, запуск системы 28 охлаждения до момента повторного включения заявленного устройства пользователем.

Сущность изобретения как технического решения, относящегося к устройству, выражается в совокупности следующих существенных признаков, достаточной для получения заявленного технического результата:

– на столешнице корпуса расположен внешний блок, имитирующий твердое топливо;

– внешний блок представляет собой полую конструкцию, по форме и внешнему виду напоминающую полено или несколько поленьев, декоративный камень, уголь и другие возможные варианты топлива или аккумуляторов тепла для каминов;

– внешний блок имеет сквозные прорези;

– прорези во внешнем блоке заполнены нитями накаливания;

– материалы, из которых изготовлен внешний блок и нити накаливания, способны выдерживать температуру горения жидкого топлива и подобраны таким образом, чтобы обладать разными коэффициентами теплопроводности.

Применение заявленного автоматического биокамина с внешним блоком обеспечивает отопительную функцию, в межсезонье он может быть основным источником тепла в помещении, создавая реалистичную имитацию эффекта горения твердого топлива.

Изобретение относится к печам с открытыми топками, а именно к каминам с испарительными горелками, работающим на жидком топливе для обогрева помещений и декоративных целей. Технический результат - обеспечение интенсивного теплового излучения от нитей накаливания, которое контрастно выделяется на фоне теплового излучения от внешнего блока при их нагреве горящими парами жидкого топлива. Автоматический биокамин содержит корпус и топливный бак, соединенный с промежуточным баком, который связан по принципу сообщающихся сосудов с испарительным баком, оснащенным по крайней мере одним нагревательным элементом и испарительной трубкой, и снабженный блоками электропитания, управления и электророзжига. Камин имеет выполненный из керамики внешний блок, представляющий собой полую конструкцию, имитирующую твердое топливо, соединенный с испарительной трубкой и имеющий прорези, расположенные хаотично по всей его поверхности. При этом в прорезях расположены нити накаливания, выполненные в виде стальных термообработанных прутков. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Автоматический биокамин, содержащий корпус и топливный бак, соединенный с промежуточным баком, который связан по принципу сообщающихся сосудов с испарительным баком, оснащенным по крайней мере одним нагревательным элементом и испарительной трубкой, и снабженный блоками электропитания, управления и электророзжига, отличающийся тем, что имеет выполненный из керамики внешний блок, представляющий собой полую конструкцию, имитирующую твердое топливо, соединенный с испарительной трубкой и имеющий прорези, расположенные хаотично по всей его поверхности, при этом в прорезях расположены нити накаливания, выполненные в виде стальных термообработанных прутков.

2. Автоматический биокамин по п. 1, отличающийся тем, что внешний блок, имитирующий твердое топливо, снабжен датчиком контроля температуры пламени, а в испарительной трубке, входящей во внешний блок, установлен запорный клапан.

3. Автоматический биокамин по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный бак содержит датчик температуры, топливный и промежуточный баки соединены между собой трубками через подпитывающий насос и содержат датчики максимального и минимального уровней топлива, также топливный бак соединен с заправочным патрубком через заправочный насос.

4. Автоматический биокамин по п. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит элементы воспроизведения звука и беспроводной связи с пультом управления.

5. Автоматический биокамин по п. 1, отличающийся тем, что корпус имеет вентиляционные отверстия и оснащен системами охлаждения и слива топлива, а также датчиками протечки и положения.