RU2758886C1 - Thermal autonomous generator - Google Patents

Abstract

FIELD: thermal generators.

SUBSTANCE: thermal autonomous generator contains a casing with a heat source located in it, which consists of a housing with an exothermic mixture, in which a cylinder with a solution is located, fixed on the cover of the casing with a nozzle. In the bottom of the cylinder there is a shut-off device with a valve communicating with the solution and connected to the position indicator, which is located on the cover of the casing. The shut-off device is attached to the cover of the casing and fixed in the bottom of the housing, which is fixed in the casing with the possibility of mutual movement when the generator is activated, and an alcohol water-salt solution is used as the solution, and the composition of the exothermic mixture has the following component ratio, vol. %:

aluminum chips 20-25%;

copper sulfate 35-45%;

table salt 35-45%.

EFFECT: increased temperature of the generator is provided, as well as increased reliability and safety of operation.

4 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может применяться как на транспорте, в частности, автомобильном, так и в других условиях при необходимости обогрева помещений небольших объемов, например, охотниками, рыбаками, туристами, военнослужащими.The invention relates to the field of heat engineering and can be used both in transport, in particular, automobile, and in other conditions when it is necessary to heat rooms of small volumes, for example, by hunters, fishermen, tourists, military personnel.

В ряде чрезвычайных ситуаций, возникающих в холодное время года, в частности, на автомобильном транспорте в безлюдной местности - при аварии, отказе двигателя или отопителя салона (кабины), есть реальная опасность обморожения и даже гибели людей. В подобных ситуациях чтобы не допустить переохлаждения организма в целом в течение нескольких часов до прибытия помощи может быть использован автономный, портативный автомобильный генератор тепла.In a number of emergencies that occur during the cold season, in particular, in road transport in a deserted area - in case of an accident, engine or interior (cab) heater failure, there is a real danger of frostbite and even death of people. In such situations, in order to prevent hypothermia of the body as a whole for several hours before the arrival of help, an autonomous, portable car heat generator can be used.

Известен «Автомобильный генератор автономного тепла», патент РФ №2358146, F02N 17/06, опубл. 10.06.2009 г.Known "Automotive generator of autonomous heat", RF patent No. 2358146, F02N 17/06, publ. June 10, 2009

Известный генератор автономного тепла относится к нагревательным устройствам для предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания и салона транспортного средства при низких температурах и подогреве их при неработающем двигателе. Генератор автономного тепла содержит камеру сгорания, связанную с системой подачи воздуха, и теплообменник, соединенный с системой подачи охлаждающей жидкости, запальную свечу. Камера сгорания через форсунку связана с системой подвода топлива. В качестве топлива используется горючий газ под давлением. Внутри камеры сгорания по периметру расположен подогреватель топлива. Подогреватель топлива выполнен в виде трубки и соединен с форсункой. Внутри камеры сгорания размещен диффузор. На входе камеры сгорания размещен клапан-дозатор.The known autonomous heat generator relates to heating devices for preheating an internal combustion engine and a vehicle interior at low temperatures and heating them when the engine is not running. The autonomous heat generator contains a combustion chamber connected to the air supply system, and a heat exchanger connected to the coolant supply system, a glow plug. The combustion chamber is connected to the fuel supply system through the injector. Pressurized flammable gas is used as fuel. A fuel heater is located inside the combustion chamber along the perimeter. The fuel heater is made in the form of a tube and is connected to the nozzle. A diffuser is located inside the combustion chamber. A metering valve is located at the inlet of the combustion chamber.

Этот генератор имеют очень сложную конструкцию и опасен в обращении из-за использования в качестве топлива горючего газа под давлением.This generator is very complex and hazardous to handle due to the use of pressurized flammable gas as fuel.

Известны генераторы тепла в виде солевых грелок, например, «Химическая грелка как термодинамическая система» (http://cosmoport.club/post/himicheskaya-grelka-kak-teirnodinamicheskaya-sistema б), которые состоят из прорезиненного корпуса с солевым раствором и помещенного в солевой раствор триггера-активатора грелки. Они основаны на выделении тепла при кристаллизации пересыщенных растворов солей (обычно уксуснокислого натрия).Known heat generators in the form of salt heating pads, for example, "Chemical heating pad as a thermodynamic system" (http://cosmoport.club/post/himicheskaya-grelka-kak-teirnodinamicheskaya-sistema b) into the saline trigger-activator of the heating pad. They are based on the release of heat during the crystallization of supersaturated salt solutions (usually sodium acetate).

Преимущества: безопасность, дешевизна и многократность использования.Advantages: safety, low cost and reusability.

К недостаткам относятся: малая энергоемкость, малое время работы (3-4 часа), небольшая максимальная температура (t=55°), низкая надежность (возможность случайного срабатывания из-за перегиба прорезиненного корпуса и возможность нарушения целостности корпуса).The disadvantages include: low power consumption, short operating time (3-4 hours), small maximum temperature (t = 55 °), low reliability (the possibility of accidental operation due to the bending of the rubberized case and the possibility of breaking the integrity of the case).

Известен аналог, который выбран в качестве прототипа под названием «Тепловое устройство», патент РФ №2497487, A61F 7/00, 7/03, опубл. 10.11.2013 г.Known analogue, which is selected as a prototype under the name "Thermal device", RF patent No. 2497487, A61F 7/00, 7/03, publ. 10.11.2013

Согласно прототипу тепловое устройство представляет собой тепловую повязку, предназначенную для согревания определенных областей организма человека.According to the prototype, the thermal device is a thermal bandage designed to warm certain areas of the human body.

Данное тепловое устройство содержит кожух (упаковку) с расположенным в нем тепловым источником, который состоит из емкости с раствором и емкости с экзотермической смесью, размещенные одна в другой.This thermal device contains a casing (package) with a heat source located in it, which consists of a container with a solution and a container with an exothermic mixture, placed one in the other.

Тепловой источник может состоять из одной или нескольких тепловых ячеек, каждая из которых содержит емкость с раствором и емкость с экзотермической смесью. Экзотермическая смесь, помещена в воздухопроницаемую емкость с концентрированным соляным раствором и включает металлический порошок, углерод, абсорбирующий гелеобразующий материал и воду. Концентрированный соляный раствор может включать соль металла, воду, водородный ингибитор, такой как тиосульфат натрия.The heat source can consist of one or several heat cells, each of which contains a container with a solution and a container with an exothermic mixture. The exothermic mixture is placed in an air-permeable container of concentrated brine and includes metal powder, carbon, absorbent gelling material and water. The concentrated brine may include a metal salt, water, a hydrogen inhibitor such as sodium thiosulfate.

Экзотермическая смесь вырабатывает тепло, а выработка тепла происходит при окислении металлического порошка после нарушения целостности кожуха - упаковки.The exothermic mixture generates heat, and heat generation occurs when the metal powder is oxidized after the integrity of the casing is broken.

Такое устройство эффективно, когда требуется обогрев определенных частей тела. Оно может обеспечивать непрерывную подачу тепла в зависимости от варианта исполнения (количества тепловых ячеек и количества компонентов составов раствора и смеси) от одного до двадцати четырех часов. Однако из-за локального характера действия оно не может быть применено в холодное время года, когда вероятно возникновение чрезвычайной ситуации и когда есть опасность переохлаждения организма, например в заглохшем автомобиле в безлюдной местности, на зимней рыбалке в рыбацкой палатке и т.д.Such a device is effective when heating of certain parts of the body is required. It can provide a continuous supply of heat, depending on the version (the number of heat cells and the number of components of the composition of the solution and mixture) from one to twenty four hours. However, due to the local nature of the action, it cannot be applied in the cold season, when an emergency is likely to occur and when there is a danger of hypothermia, for example, in a stalled car in a deserted area, during winter fishing in a fishing tent, etc.

Недостатком прототипа является небольшая температура теплового устройства, а так же недостаточная надежность и безопасность при хранении и эксплуатации из-за возможности случайного срабатывания при перегибах - требует бережного обращения.The disadvantage of the prototype is the low temperature of the thermal device, as well as insufficient reliability and safety during storage and operation due to the possibility of accidental operation in case of bends - requires careful handling.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение температуры генератора и обеспечение его безопасности и надежности при хранении, транспортировке и эксплуатации.The problem to be solved by the claimed invention is to increase the temperature of the generator and ensure its safety and reliability during storage, transportation and operation.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении безопасного прохождения экзотермической химической реакции экспериментально подобранных компонентов, находящихся в генераторе, за счет чего достигается повышение температуры генератора, увеличение его надежности и безопасности работы.The technical result of the claimed invention is to ensure the safe passage of the exothermic chemical reaction of the experimentally selected components located in the generator, thereby increasing the temperature of the generator, increasing its reliability and safety of operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в тепловом автономном генераторе, содержащем кожух с расположенным в нем тепловым источником, который состоит из емкости с раствором и емкости с экзотермической смесью, размещенные одна в другой, согласно изобретению, в емкости с экзотермической смесью - корпусе расположена емкость с раствором - баллон с ограничителем хода, закрепленный на крышке кожуха с насадкой, в днище баллона расположено закрепленное на крышке кожуха и зафиксированное в днище корпуса затворное устройство с клапаном, сообщающимся с раствором и связанным с указателем положений, расположенным на крышке кожуха, при этом корпус зафиксирован в кожухе с возможностью взаимного перемещения при задействовании генератора, причем в качестве раствора используют водно - солевой раствор спирта, а состав экзотермической смеси имеет следующее соотношение компонентов, об. %:The specified technical result is achieved by the fact that in a thermal autonomous generator containing a casing with a heat source located in it, which consists of a container with a solution and a container with an exothermic mixture, placed one in the other, according to the invention, a container is located in a container with an exothermic mixture - the housing with a solution - a cylinder with a travel stop, fixed on the casing cover with a nozzle, in the bottom of the cylinder there is a shutter device fixed on the casing cover and fixed in the bottom of the body with a valve communicating with the solution and connected to the position indicator located on the casing cover, while the body fixed in the casing with the possibility of mutual movement when the generator is activated, and as a solution, a water-salt solution of alcohol is used, and the composition of the exothermic mixture has the following ratio of components, vol. %:

алюминиевая стружка - 20-25%;aluminum shavings - 20-25%;

медный купорос - 35-45%;copper sulfate - 35-45%;

поваренная соль - 35-45%.table salt - 35-45%.

Для дополнительного повышения безопасности работы, в крышках корпуса и баллона, в указателе положений и в расположенной в крышке баллона шайбе выполнены одноосные отверстия, образующие дренажное отверстие для поступления воздуха в баллон во время запуска генератора или стравливания избыточного давления из баллона во время работы.To further increase the safety of work, uniaxial holes are made in the housing and cylinder covers, in the position indicator and in the washer located in the cylinder cover, forming a drainage hole for air to enter the cylinder when starting the generator or bleeding excess pressure from the cylinder during operation.

Для возможности регулировки режима и времени работы клапан соединен с указателем положений с помощью шпильки и имеет отверстия разного диаметра.To adjust the operating mode and operating time, the valve is connected to the position indicator by means of a pin and has holes of different diameters.

Кроме того, для удобства задействования генератора корпус соединен с кожухом фиксирующими элементами в виде чек и каждый из них снабжен с противоположных сторон генератора рукояткой.In addition, for the convenience of using the generator, the housing is connected to the casing with locking elements in the form of a check, and each of them is equipped with a handle on opposite sides of the generator.

Расположение в кожухе генератора корпуса с экзотермической смесью, в котором установлен закрепленный на крышке кожуха баллон с раствором, размещение в днище баллона, закрепленного на крышке кожуха и зафиксированного в днище корпуса затворного устройства с клапаном, связанным с указателем положений, расположенным на крышке кожуха, закрепление корпуса в кожухе с возможностью взаимного перемещения при задействовании генератора, а также использование в качестве раствора водно-солевого раствора спирта и выбор экспериментальным путем экзотермической смеси с соотношением компонентов, об. %: алюминиевая стружка - 20-25%; медный купорос - 35-45%; поваренная соль - 35-45%, позволило повысить безопасность и надежность работы генератора, а также увеличить температуру генератора и длительность его работы.Arrangement in the casing of the generator housing with an exothermic mixture, in which a cylinder with a solution fixed on the casing cover is installed, placement in the bottom of the cylinder, fixed on the casing cover and fixed in the bottom of the casing of the shutter device with a valve connected to the position indicator located on the casing cover, fixing housings in a casing with the possibility of mutual displacement when the generator is activated, as well as the use of a water-salt solution of alcohol as a solution and the selection of an exothermic mixture experimentally with a ratio of components, vol. %: aluminum shavings - 20-25%; copper sulfate - 35-45%; table salt - 35-45%, made it possible to increase the safety and reliability of the generator, as well as to increase the temperature of the generator and the duration of its operation.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию изобретения «новизна».The presence in the claimed invention of the features that distinguish it from the prototype, allows it to be considered as corresponding to the condition of the invention "novelty".

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features, which contain the distinctive part of the claims, have not been identified in technical solutions for a similar purpose. On this basis, it can be concluded that the claimed invention meets the condition "inventive step".

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated in the drawings.

На фиг. 1 представлена конструкция теплового автономного генератора в транспортном положении.FIG. 1 shows the design of an autonomous thermal generator in a transport position.

На фиг. 2 представлена конструкция теплового автономного генератора перед задействованием.FIG. 2 shows the design of an autonomous thermal generator before activation.

На фиг. 3 представлено запорное устройство.FIG. 3 shows the locking device.

На фиг. 4 представлено запорное устройство (разрез А-А фиг 1).FIG. 4 shows the locking device (section A-A in Fig. 1).

На фиг. 5 показан вид сверху на указатель положений и метки.FIG. 5 shows a top view of the position indicator and marks.

На чертежах приведены следующие позиции:The following items are shown in the drawings:

1 - Внешний кожух;1 - External casing;

2 - Корпус;2 - Housing;

3 - Баллон;3 - balloon;

4 - Крышка кожуха;4 - the cover of the casing;

5 - Крышка корпуса;5 - housing cover;

6 - Крышка баллона;6 - the cover of the cylinder;

7 - Днище корпуса;7 - the bottom of the case;

8 - Днище баллона;8 - the bottom of the cylinder;

9 - Указатель положений;9 - Position indicator;

10 - Насадка;10 - Nozzle;

11 - Шпилька;11 - Hairpin;

12 - Заглушка;12 - Plug;

13 - Шайба;13 - Washer;

14 - Манжета;14 - Cuff;

15 - Клапан;15 - Valve;

16 - Пробка;16 - Cork;

17 - Рукоятка кожуха;17 - the handle of the casing;

18 - Рукоятка корпуса;18 - the handle of the case;

19 - Фиксирующий элемент (чека);19 - Fixing element (check);

20 - Винт;20 - Screw;

21 - Рукав;21 - Sleeve;

22 - Гайка;22 - Nut;

23 - Ограничитель хода баллона (упор);23 - cylinder travel stop (stop);

24 - Раствор;24 - Solution;

25 - Экзотермическая смесь;25 - Exothermic mixture;

26 - Метка;26 - Label;

27 - Трубка;27 - Tube;

28 - Канал в пробке;28 - The channel is in a traffic jam;

29 - Отверстие малое в клапане;29 - Small hole in the valve;

30 - Отверстие большое в клапане;30 - Large hole in the valve;

31 - Зазор;31 - Gap;

32 - Отверстие в пробке.32 - Hole in the plug.

Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention

Тепловой автомобильный генератор (ТАГ) является изделием цилиндрической формы и содержит (фиг. 1, 2) внешний выдвижной кожух 1 с расположенным в нем тепловым источником. Сверху кожух 1 закрыт крышкой 4.Thermal automobile generator (TAG) is a product of cylindrical shape and contains (Fig. 1, 2) an external retractable casing 1 with a heat source located in it. The top of the casing 1 is closed with a cover 4.

Тепловой источник состоит из 2-х емкостей - корпуса 2 и баллона 3. Баллон 3 расположен в корпусе 2. Внутри баллона 3 содержится водно-солевой раствор спирта 24. Между стенками и днищами 7, 8 корпуса 2 и баллона 3, соответственно - порошкообразная экзотермическая смесь 25.The heat source consists of 2 containers - housing 2 and cylinder 3. The cylinder 3 is located in the housing 2. Inside the cylinder 3 there is a water-salt solution of alcohol 24. Between the walls and bottoms 7, 8 of housing 2 and cylinder 3, respectively - powdered exothermic mix 25.

Корпус 2 снизу герметично закрыт днищем 7, в котором по центру установлен винт 20, необходимый для центрирования баллона 3 и герметизации отверстия 32 в пробке 16. Сверху корпус 2 закрыт крышкой 5 с центральным отверстием под размещение баллона 3. Между краями отверстий манжеты 14, установленной в крышке 5 корпуса 2 и крышки 6 баллона 3 имеется небольшой зазор 31, необходимый для выхода пара во время протекания химической реакции. Отсутствие зазора 31 приведет к образованию повышенного давления внутри ТАГ и его разгерметизации.The body 2 is hermetically sealed from below by the bottom 7, in which a screw 20 is installed in the center, which is necessary for centering the cylinder 3 and sealing the hole 32 in the plug 16. At the top, the body 2 is closed with a cover 5 with a central hole for placing the cylinder 3. Between the edges of the holes of the cuff 14 installed in the lid 5 of the body 2 and the lid 6 of the cylinder 3 there is a small gap 31 necessary for the escape of steam during the course of a chemical reaction. The absence of a gap 31 will lead to the formation of increased pressure inside the TAG and its depressurization.

Баллон 3, расположенный внутри корпуса 2, снизу закрыт днищем 8, сверху - крышкой 6. Баллон 3 физически не связан с крышкой 5.The cylinder 3, located inside the housing 2, is closed from the bottom with the bottom 8, from the top - by the lid 6. The cylinder 3 is not physically connected with the lid 5.

Днище 8 имеет отверстие, в которое установлено запорное устройство, состоящее из резиновой пробки 16 и клапана 15. Резиновая пробка 16 в свою очередь имеет канал 28 для поступления раствора 24 в клапан 15 и отверстие 32, в котором расположен клапан 15, необходимый для подачи раствора 24 в экзотермическую смесь 25.The bottom 8 has a hole in which a locking device is installed, consisting of a rubber stopper 16 and a valve 15. The rubber stopper 16, in turn, has a channel 28 for the solution 24 to enter the valve 15 and an opening 32, in which the valve 15 is located, which is necessary for supplying the solution 24 into exothermic mixture 25.

Сверху на крышку 6 приклеена шайба 13 из текстолита с резьбовым внутренним отверстием под шпильку 11. Шпилька 11 вкручена в шайбу 13 и затянута со стороны крышки 4 гайкой 22. Шпилька 11 обеспечивает закрепление баллона 3 с крышкой 4, которая в свою очередь закреплена на кожухе 1. Со шпилькой 11 соединен клапан 15 запорного устройства (фиг. 3), который может поворачиваться вокруг своей вертикальной оси с помощью указателя положений 9, расположенным на крышке 4.On top of the cover 6 is glued washer 13 made of textolite with a threaded inner hole for the pin 11. The pin 11 is screwed into the washer 13 and tightened from the side of the cover 4 by the nut 22. The pin 11 secures the cylinder 3 with the cover 4, which in turn is attached to the casing 1 The pin 11 is connected to the valve 15 of the locking device (Fig. 3), which can be rotated around its vertical axis using the position indicator 9 located on the cover 4.

В крышке 4, крышке 6, шайбе 13, а также в указателе положений 9 выполнены одноосные отверстия, образующие, сквозное дренажное отверстие, необходимое для поступления воздуха в баллон 3 во время запуска ТАГ и стравливания избыточного давления из баллона во время работы. При хранении и транспортировке в данном отверстии 32 расположена заглушка 12, которая предотвращает вытекание раствора и служит фиксатором указателя положений во избежание поворота клапана 15.In the cover 4, cover 6, washer 13, as well as in the position indicator 9, uniaxial holes are made, forming a through drainage hole, which is necessary for air to enter the cylinder 3 during the start of the TAG and release excess pressure from the cylinder during operation. During storage and transportation, a plug 12 is located in this opening 32, which prevents the solution from flowing out and serves as a position indicator lock to prevent the valve 15 from turning.

Резиновая манжета 14, жестко закрепленная на крышке 5, необходима для фиксации баллона в рабочем положении, предотвращая его перемещения под собственным весом.The rubber cuff 14, rigidly fixed to the cover 5, is necessary to fix the cylinder in the working position, preventing it from moving under its own weight.

Для транспортировки и задействования ТАГ предусмотрены рукоятка кожуха 17 и рукоятка корпуса 18. Они представляют из себя изогнутую стальную проволоку, с торцов зафиксированную гайками, с возможностью поворачиваться.For transportation and activation of the TAG, the handle of the casing 17 and the handle of the body 18 are provided. They are a bent steel wire, fixed at the ends with nuts, with the ability to rotate.

Рукав 21 с одного конца закрепляется в зазоре между крышкой 4 и кожухом 1, с другого - между крышкой 5 и корпусом 2. Рукав 21 необходим для удержания избыточного давления пара внутри образующейся полости при подготовке к запуску.The sleeve 21 is fixed from one end in the gap between the cover 4 and the casing 1, from the other - between the cover 5 and the casing 2. The sleeve 21 is necessary to hold the excess vapor pressure inside the formed cavity in preparation for launch.

Ограничители хода баллона 3 - упоры 23, жестко закреплены на баллоне 3 и ограничивают перемещение баллона 3 с кожухом 1 относительно корпуса 2 во время подготовки ТАГ к запуску и не позволяют нарушить целостность ТАГ.Limiters of the cylinder 3 travel - stops 23, are rigidly fixed on the cylinder 3 and restrict the movement of the cylinder 3 with the casing 1 relative to the body 2 during the preparation of the TAG for launch and do not allow the integrity of the TAG to be violated.

Насадка 10 со сквозным отверстием, размещенная на крышке 4 кожуха 1, предназначена для фиксации резиновой трубки 27, которая необходима для отвода излишков пара из полости конденсации в кожухе 1. Трубка 27 является раздвоенной со стороны ее стыковки с ТАГ.A nozzle 10 with a through hole, located on the cover 4 of the casing 1, is designed to fix the rubber tube 27, which is necessary to remove excess steam from the condensation cavity in the casing 1. The tube 27 is bifurcated from the side of its joining with the TAG.

С нижнего торца ТАГ (фиг. 4) в соосные отверстия днища 7 и корпуса 2 с одной стороны и кожуха 1 - с другой установлены фиксирующие элементы, которые делают неподвижным кожух 1 относительно корпуса 2, что не позволит случайно запустить ТАГ во время его транспортировки. Каждый фиксирующий элемент выполнен в виде чеки 19.From the lower end of the TAG (Fig. 4) into the coaxial holes of the bottom 7 and the body 2 on the one hand and the casing 1 - on the other, fixing elements are installed that make the casing 1 stationary relative to the body 2, which will not allow accidentally starting the TAG during its transportation. Each fixing element is made in the form of a check 19.

Клапан 15 имеет два отверстия 29, 30 для подачи раствора 24 в емкость с экзотермической смесью 25, причем они расположены диаметрально противоположно друг от друга, чтобы в случае открытия одного второе было закрыто. Данные отверстия разные по диаметру: отверстие 30 с большим диаметром обеспечивает подачу раствора в виде непрерывной струи, меньшее отверстие 29 обеспечивает капельную подачу. Диаметр отверстий подбирался экспериментально.The valve 15 has two openings 29, 30 for supplying the solution 24 to the container with the exothermic mixture 25, and they are located diametrically opposite from each other, so that in case of opening one the second is closed. These holes are different in diameter: the hole 30 with a large diameter provides a continuous stream of solution, the smaller hole 29 provides a drip feed. The hole diameter was selected experimentally.

Метки 26, нанесенные на крышку 4 (фиг. 5) указывают на положение клапана 15 и, соответственно, на режим работы ТАГ.The marks 26 applied to the cover 4 (Fig. 5) indicate the position of the valve 15 and, accordingly, the mode of operation of the TAG.

Водно-солевой раствор 24 спирта смешивается в следующем соотношении компонентов: вода - 60%, спирт этиловый - 40%, поваренная соль - максимально растворимое количество.A water-salt solution of 24 alcohol is mixed in the following ratio of components: water - 60%, ethyl alcohol - 40%, table salt - the maximum soluble amount.

Экзотермическая смесь 25 состоит из медного купороса, поваренной соли и алюминиевых стружек в процентном соотношении, полученным экспериментальным путем: медный купорос - 40±5%; поваренная соль - 40±5%; алюминиевая стружка - 20-25%.Exothermic mixture 25 consists of copper sulfate, sodium chloride and aluminum shavings in a percentage obtained experimentally: copper sulfate - 40 ± 5%; table salt - 40 ± 5%; aluminum shavings - 20-25%.

Для подтверждения оптимальности данного соотношения были испытаны составы с запредельным соотношением компонентов (таблица 1).To confirm the optimality of this ratio, formulations with an exorbitant ratio of components were tested (Table 1).

Проведенные экспериментальные исследования показали, что из предлагаемых составов оптимальному процентному содержанию компонентов, обеспечивающих наиболее продолжительное время работы ТАГ, полностью удовлетворяет состав, указанный в первом столбце таблицы 1.Experimental studies have shown that of the proposed compositions, the composition indicated in the first column of Table 1 fully satisfies the optimal percentage of components that provide the longest operating time of the TAG.

Запредельные отклонения от приведенного процентного соотношения приведут к недостатку одного из компонентов химической реакции, что приводит к разным негативным эффектам:Extreme deviations from the given percentage ratio will lead to a lack of one of the components of the chemical reaction, which leads to various negative effects:

- при изменении доли медного купороса и поваренной соли друг относительно друга без изменения доли алюминия происходит преждевременное завершение химической реакции из-за недостатка одного из компонентов;- when the proportion of copper sulfate and sodium chloride changes relative to each other without changing the proportion of aluminum, the chemical reaction ends prematurely due to a lack of one of the components;

- при увеличении доли алюминия с оптимальным соотношением остальных компонентов наблюдается избыточная интенсивность протекания химической реакции, интенсивное испарение воды и как следствие повышенное давление внутри ТАГ, образованное водяным паром, что в отдельных случаях приводит к разгерметизации ТАГ;- with an increase in the proportion of aluminum with an optimal ratio of the remaining components, there is an excessive intensity of the chemical reaction, intense evaporation of water and, as a consequence, an increased pressure inside the TAG, formed by water vapor, which in some cases leads to depressurization of the TAG;

- при уменьшении доли алюминия с оптимальным соотношением остальных компонентов наблюдается преждевременное завершение химической реакции из-за недостатка алюминия.- with a decrease in the proportion of aluminum with an optimal ratio of the remaining components, a premature completion of the chemical reaction is observed due to a lack of aluminum.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Перед использованием ТАГ с помощью рукоятки 17 кожуха 1 размещается внутри замкнутого объема, например, в салоне транспортного средства, в вертикальном положении. Далее удаляются 2 чеки 19 с нижнего торца ТАГ, что освобождает кожух 1 от зацепления с корпусом 2. После удаления двух чек 19 необходимо зафиксировать рукоятку 18 корпуса 2, например ногой, и поднять кожух 1, потянув за рукоятку 17 (фиг. 2). Под действием данного усилия кожух 1 начинает перемещаться относительно корпуса 2 вместе с баллоном 3 и запорным устройством. Расстояние, на которое можно вытянуть кожух 1, ограничено упорами 23. При вытягивании кожуха 1 также вытягивается термостойкий полиэтиленовый рукав 21.Before using the TAG with the handle 17 of the casing 1 is placed inside a closed volume, for example, in the passenger compartment of a vehicle, in a vertical position. Next, 2 pins 19 are removed from the lower end of the TAG, which frees the casing 1 from engaging with the body 2. After removing the two pins 19, it is necessary to fix the handle 18 of the body 2, for example, with a foot, and lift the casing 1 by pulling the handle 17 (Fig. 2). Under the action of this force, the casing 1 begins to move relative to the housing 2 together with the balloon 3 and the locking device. The distance to which the casing 1 can be pulled out is limited by the stops 23. When the casing 1 is pulled out, the heat-resistant polyethylene sleeve 21 is also pulled out.

После выдвижения кожуха 1 удаляется заглушка 12 с крышки 4, открывая сквозное дренажное отверстие для сброса пара из баллона и освобождая указатель положений 9.After extending the casing 1, the plug 12 is removed from the cover 4, opening the through drainage hole for the discharge of steam from the cylinder and releasing the position indicator 9.

После всех подготовительных мероприятий генератор готов к запуску. Для запуска генератора необходимо повернуть указатель положений 9 от метки 26 исходного положения «1» - «закрыто» на метку 26 в положение «2» «интенсивно» или в положение «3» «капельно» в зависимости от требуемого режима работы.After all the preparations, the generator is ready to start. To start the generator, it is necessary to turn the position indicator 9 from the mark 26 of the initial position “1” - “closed” to the mark 26 to the position “2” “intensively” or to the position “3” “drip”, depending on the required operating mode.

При повороте указателя положений 9 в положение «2» «интенсивно» клапан 15 открывается отверстием 30 с большим диаметром, по которому в зону реакции в корпусе 2 поступает раствор 24 непрерывной струей в течение определенного времени, затем указатель положений 9 необходимо повернуть в положение «1» закрыто.When the position indicator 9 is turned to position “2” “intensively”, the valve 15 is opened with a hole 30 with a large diameter, through which the solution 24 enters the reaction zone in the housing 2 in a continuous stream for a certain time, then the position indicator 9 must be turned to position “1 " closed.

В первые два цикла работы ТАГ подача раствора 24 непрерывной струей в зону реакции в течение длительного времени вызовет избыточную интенсивность протекания реакции, что приведет к чрезмерному парообразованию и соответственно к потерям воды в виде пара. Поэтому спустя определенный временной промежуток клапан необходимо закрывать. Повторный запуск ТАГ проводится по мере его остывания и по усмотрению потребителя.In the first two cycles of TAG operation, the supply of solution 24 with a continuous stream into the reaction zone for a long time will cause excessive intensity of the reaction, which will lead to excessive vaporization and, accordingly, to the loss of water in the form of steam. Therefore, after a certain time interval, the valve must be closed. The TAG is restarted as it cools down and at the discretion of the consumer.

Исходя из этого работа ТАГ в режиме положения «2» «интенсивно» предполагает цикличный нагрев и остывание, что обеспечивается повторным открытием и закрытием клапана. Максимальное количество циклов нагрева - три, - обусловлено деградацией экзотермической смеси 25, которая реагирует не только с поступающим раствором 24, но и с водяным паром, образованным в результате реакции и равномерно проходящим по всему объему смеси. Рекомендуемое время открытия клапана:Proceeding from this, the operation of the TAG in the mode of position "2" "intensively" assumes cyclic heating and cooling, which is ensured by repeated opening and closing of the valve. The maximum number of heating cycles - three - is due to the degradation of the exothermic mixture 25, which reacts not only with the incoming solution 24, but also with water vapor formed as a result of the reaction and uniformly passing through the entire volume of the mixture. Recommended valve opening time:

- первый цикл - 5 с;- the first cycle - 5 s;

- второй цикл - 30 с;- second cycle - 30 s;

- третий цикл - оставить в положении «2».- the third cycle - leave in position "2".

Данные рекомендации получены опытным путем и отклонение от них в большую сторону ведет к уменьшению времени работы ТАГ. Максимальное время работы ТАГ в данном режиме достигает 8 часов.These recommendations were obtained empirically and deviation from them in a larger direction leads to a decrease in the TAG operation time. The maximum operating time of the TAG in this mode reaches 8 hours.

При повороте указателя положений 9 в положение «3» «капельно» клапан 15 открывается отверстием 29 с меньшим диаметром, при этом раствор 24 поступает в зону реакции капельно. Благодаря этому работа ТАГ в режиме положения «3» обеспечивает умеренный и непрерывный нагрев вплоть до завершения химической реакции, либо по усмотрению потребителя. Максимальное время работы ТАГ в данном режиме достигает 6 часов.When the position indicator 9 is turned to position "3", the "drip" valve 15 is opened with a hole 29 with a smaller diameter, while the solution 24 enters the reaction zone drip. Due to this, the operation of the TAG in the mode of position "3" provides moderate and continuous heating until the end of the chemical reaction, or at the discretion of the consumer. The maximum operating time of the TAG in this mode reaches 6 hours.

После запуска ТАГ в дренажное отверстие из под заглушки 12, а также на насадку 10 устанавливается раздвоенная трубка 27, идущая в комплекте с ТАГ. Противоположный конец трубки 27 необходимо разместить за пределами обогреваемого объема. В случае необходимости повторного запуска трубка 27 удаляется из дренажного отверстия и повторяется вышеописанная операция запуска.After starting the TAG, a bifurcated tube 27 is installed in the drainage hole from under the plug 12, as well as on the nozzle 10, which comes with the TAG. The opposite end of the tube 27 must be placed outside the heated volume. If a restart is required, the tube 27 is removed from the drain hole and the above-described starting operation is repeated.

При задействовании ТАГ раствор 24 через канал 28, отверстия 29 или 30 и отверстие 32 пробки 16 поступает в порошкообразную смесь 25, благодаря чему в корпусе 2 начинается экзотермическая химическая реакция с выделением тепла и образованием пара. Пар, поступивший из зоны реакции в кожух 1, а также образовавшийся в баллоне 3 через дренажное отверстие и отверстие насадка 10 и трубку 27 выводится за пределы обогреваемого объема. Во время реакции корпус 2 может нагреваться до температуры 90-100°С. Кожух 1 - до 80-90°С.When TAG is activated, the solution 24 through channel 28, holes 29 or 30 and hole 32 of the plug 16 enters the powdery mixture 25, due to which an exothermic chemical reaction begins in the body 2 with the release of heat and the formation of steam. The steam that came from the reaction zone to the casing 1, as well as formed in the cylinder 3 through the drain hole and the hole of the nozzle 10 and the tube 27, is discharged outside the heated volume. During the reaction, the housing 2 can be heated to a temperature of 90-100 ° C. Casing 1 - up to 80-90 ° C.

Конструкция ТАГ позволяет поддерживать температуру воздуха в небольшом замкнутом пространстве, например в салоне автомобиля с разницей на величину до 30°С в сравнении с окружающей средой (при температуре окружающей среды - 25°С, температура, например в салоне автомобиля +2 - +5°С).The TAG design allows you to maintain the air temperature in a small enclosed space, for example, in a car, with a difference of up to 30 ° С in comparison with the environment (at an ambient temperature of - 25 ° С, the temperature, for example, in a car interior +2 - + 5 ° WITH).

Его можно хранить как в багажнике автомобиля, рядом с уже привычными огнетушителем и аптечкой, так и на другом виде транспорта.It can be stored both in the trunk of a car, next to the already familiar fire extinguisher and first aid kit, or on another type of transport.

Характеристики экспериментального образца ТАГ следующие:The characteristics of the TAG experimental sample are as follows:

Представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:The presented data indicate the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- тепловой автономный генератор относится к области теплотехники и может применяться как на транспорте, так и в других условиях при необходимости обогрева какого либо объема, например, военнослужащими, охотниками, рыбаками, туристами.- an autonomous thermal generator belongs to the field of heat engineering and can be used both in transport and in other conditions if it is necessary to heat any volume, for example, by military personnel, hunters, fishermen, tourists.

- для заявленного устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в первом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления;- for the claimed device in the form in which it is described in the first paragraph of the claims, the possibility of its implementation is confirmed;

- тепловой генератор, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении способен обеспечить высокую безопасность и надежность работы при увеличении температуры генератора и объема обогреваемого пространства.- a heat generator embodying the claimed invention in its implementation is capable of providing high safety and reliability of operation with an increase in the generator temperature and the volume of the heated space.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (7)

1. Тепловой автономный генератор, содержащий кожух с расположенным в нем тепловым источником, который состоит из емкости с раствором и емкости с экзотермической смесью, размещенных одна в другой, отличающийся тем, что в емкости с экзотермической смесью - корпусе расположена емкость с раствором - баллон с ограничителем хода, закрепленный на крышке кожуха с насадкой, в днище баллона расположено закрепленное на крышке кожуха и зафиксированное в днище корпуса затворное устройство с клапаном, сообщающимся с раствором и связанным с указателем положений, расположенным на крышке кожуха, при этом корпус зафиксирован в кожухе с возможностью взаимного перемещения при задействовании генератора, причем в качестве раствора используют водно-солевой раствор спирта, а состав экзотермической смеси имеет следующее соотношение компонентов, об. %:1. Thermal autonomous generator containing a casing with a heat source located in it, which consists of a container with a solution and a container with an exothermic mixture, placed one in the other, characterized in that in a container with an exothermic mixture - a housing there is a container with a solution - a cylinder with a travel stop fixed on the casing cover with a nozzle, in the bottom of the cylinder there is a shutter device fixed on the casing cover and fixed in the bottom of the casing with a valve communicating with the solution and connected to the position indicator located on the casing cover, while the casing is fixed in the casing with the possibility mutual displacement when the generator is activated, moreover, a water-salt solution of alcohol is used as a solution, and the composition of the exothermic mixture has the following ratio of components, vol. %: алюминиевая стружка - 20-25%;aluminum shavings - 20-25%; медный купорос - 35-45%;copper sulfate - 35-45%; поваренная соль - 35-45%.table salt - 35-45%. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в крышках корпуса и баллона, в указателе положений и в расположенной в крышке баллона шайбе выполнены одноосные отверстия, образующие дренажное отверстие.2. The device according to claim 1, characterized in that uniaxial holes are made in the housing and cylinder covers, in the position indicator and in the washer located in the cylinder cover, which form a drainage hole. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что клапан соединен с указателем положений с помощью шпильки и имеет отверстия разного диаметра.3. The device according to claim 2, characterized in that the valve is connected to the position indicator by means of a pin and has holes of different diameters. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что корпус соединен с кожухом фиксирующими элементами в виде чек и каждый из них снабжен с противоположных сторон генератора рукояткой.4. The device according to claim 3, characterized in that the housing is connected to the casing with locking elements in the form of a check, and each of them is equipped with a handle on opposite sides of the generator.

Images