The Kandle Heeter Candle Holder

0004 – Подсвечник из керамических горшков не только освещает, но и греет

Подсвечник Kandle Heeter освещает и негревает
The Kandle Heeter™ Candle Holder

Свеча изобретение давнее, и в нашей современной повседневной жизни применяется достаточно редко, разве что в декоративных целях и в особых (праздничных) случаях. Однако бывают ситуации, когда свечи приходится использовать по их прямому назначению, т.е. для освещения. Это может быть и при аварийном отключении электроэнергии, и в загородном доме, и в палатке, и … мало ли еще бывает подобных, чаще экстремальных, случаев. 
Свеча, с точки зрения энергетической эффективности, источник света не очень хороший, т.к. только лишь малая часть энергии сгоревших веществ превращается в свет. Большая же часть энергии, выделяющейся при сгорании свечи, превращается в тепло, которое в большинстве случаев бывает не лишним, особенно при тех необычных условиях, когда их (свечи) приходится использовать. Однако, это тепло, в виде конвекционных потоков, быстро поднимается к потолку и там рассеивается (или уходит через вентиляцию), практически не нагревая помещение.
Чтобы исправить это положение изобретатель Дойли Досс (Doyle Doss) из Калифорнии придумал оригинальный подсвечник, который выполняет две функции - освещает и одновременно обогревает комнату, в которой находится.
Конструкция подсвечника Kandle Heeter™ достаточно проста, но не примитивна, и состоит, кроме свечи, из подставки и верхнего аккумулирующего радиатора. Вся хитрость (изюминка) заключается, конечно, во внутреннем устройстве радиатора, который автор изобретения назвал длинно и замысловато: Multi-Core Steel and Ceramic Radiator. Чтобы самому не сочинять, и при этом что ни будь  не переврав, воспользуемся цитатами с сайта DOSS Products - производителя этого замечательного продукта, тем более, что, не смотря на рекламный стиль, описание, представленное там, достаточно точно раскрывает суть этого изобретения.

Подсвечник Kandle Heeter™ собирает, сохраняет, концентрирует и излучает сухое объемное (пространственное) тепло от свечи!

Итак, как это работает?
Тепловая энергия (тепло) собирается и концентрируется в радиаторе из стали и керамики. Многослойный радиатор из стали и керамики (Multi-Core Steel and Ceramic Radiator), подвешенный над свечёй в банке на трех стальных ножках, стоящий так, чтобы многослойная стальная вставка (Solid Steel Inner Core) находилась прямо над пламенем. Радиатор в сборе (собранный радиатор) крепится к подставке с помощью латунной цепочки. Банка со свечой стоит на двух керамических тарелках.

Многослойный радиатор из стали и керамики
Multi-Core Steel and Ceramic Radiator

Т.к. сталь может приблизиться к температуре источника тепла, внутренний стальной сердечник на горящем пламени свечи (температура 290-320 градусов) нагревается до очень высоких температур (260-290 градусов) и становится очень горячей внутренней тепловой массой.
Интенсивное тепло стального внутреннего сердечника (Steel Inner Core) последовательно передается трем керамическим модуляторам, от одного к другому. Высокая температура внутри радиатора постепенно снижается, распределяясь на все более толстые стенки и больше площади поверхности внешних модуляторов. Внешняя поверхность радиатора становится излучающим сухой жар телом (Dry Heat Radiating Body) с температурой поверхности 70-80 градусов и площадью более 88 квадратных дюймов. Тепло от свечи эффективно передается вашему дому или офису! Удивительно? Но это работает! Если вы зажгли свечи, теперь вы можете эффективно добавить их тепловую энергию вашему дому или офису, в виде сухого излучающего пространственного тепла!
Тепловая масса стального внутреннего сердечника увеличивается за счет серии плоских шайб, упорных колец и гаек. Расположение и различные размеры шайб обеспечивают эффективное распределение лучистой и конвекционной теплоты в окружающей керамике, а затем и во всей комнате.

Принцип работы радиатора

Принцип работы радиатора

1. Тепло поднимающееся от горящей свечи сначала концентрируется в стальном внутреннем сердечнике, а затем передается в окружающий его внутренний керамический модуль.
2. Внутренние сердечники становятся очень горячими и излучают тепло в средний керамический модуль (слой)!
3. Эта вся внутренняя область становится очень-очень горячей!! Тепло постепенно накапливается и выпаривает (удаляет) влагу из внутреннего керамического модуля, а затем из среднего. Средний слой (модуль) нагревается и начинает излучать тепло. Нагретый воздух выпаривает воду  из внешнего керамического модуля.
4. Внешний модуль с большой площадью поверхности начинает принимать тепло. Внутренние поверхности стен становятся очень горячими! Тепло проходит через стенку к внешней поверхности.
5. Внешняя поверхность становится очень теплой и даже горячей и начинает осторожно (мягко) излучать тепло.

Как можно заметить, устройство радиатора достаточно просто. При желании и минимальных технических способностях, каждый может изготовить подобное устройство. Об этом говорят и авторы этого изобретения. И даже описывают процесс изготовления.

Тот, кто хочет сделать продукт, подобный подсвечнику Kandle Heeter™ и использует эту дискуссию в качестве руководства для собственного дизайна, делает это на свой страх и риск! DOSS Products не несет никакой ответственности за потенциальные опасности вашего дизайна и рекомендует отказаться от любых попыток изготовить продукт, подобный Kandle Heeter. Эта дискуссия предназначена в первую очередь в качестве примера свободы выбора в целом (но не в частности), для ознакомления с конструкцией подсвечника Kandle Heeter клиентами и потенциальными заказчиками, и общими (но не специфическими) деталями процесса производства и качества различных компонентов. Если вы решили сделать нечто похожее на подсвечник Kandle Heeter, вы делаете это на свой страх и риск.
Процесс изготовления состоит из трех частей. Часть первая - производство радиатора (Quad-Core™ Radiator), часть вторая производство подставки и часть третья - сборка и упаковка. Весь производственный процесс является трудоемким и осуществляется с помощью обычных ручных инструментов.
Основной компонент (радиатор) состоят из трех вложенных друг в друга неглазурованных терракотовых горшков (горшок "Азалия", 3" горшок и 1-1/2" горшок). Качество терракоты очень важно. Низкий сорт терракоты может сломаться при соединении вместе, не будет сохранять тепло, как более высокого класса терракота, и часто имеет неблагоприятный эстетический вид. Мы используем в основном импортные итальянские терракоты. Итальянцы делали терракоты в течение тысяч лет, и их качество отлично! Мы хотели бы найти американскую компанию, делающую сопоставимый (или лучше) продукт, но не нашли ни одного до сих пор. (Будьте готовы потратить $5 - $7 на керамические горшки)
Горшки соединяются вместе и удерживаются друг от друга 3-х дюймовым стандартным стальным болтом диаметром ¼" и набором (комплектом) шестигранных гаек, упорных колец и плоских шайб. Сборочный узел из гаек и шайб увеличивает термическую массу и ускоряет эффективный перенос тепла из стального внутреннего стержня в окружающую керамическую матрицу. Один из уникальных аспектов подсвечника Kandle Heeter состоит в том, что он стремится "нагреться" снизу вверх. Это благодаря сборке шайб и гаек на болте, без чего тепло от свечи быстро бы поднималось к верхней части устройства, а оттуда (бесполезно) к потолку. Повышенная термическая масса стального внутреннего сердечника эффективно концентрирует тепловую энергию свечи внутри матрицы керамических стержней и передает тепло к внешней поверхности радиатора!

Поперечное сечение многослойного радиатора из стали и керамики
The cross-section of Multi-Core Steel and Ceramic Radiator

 Для предотвращения ожогов от сильно нагретого внутреннего стального сердечника (болта), чья головка выходит на верхнюю поверхность внешнего горшка, сверху вся сборка накрывается 4" керамическим блюдцем. При этом обязательно необходимо использовать высокотемпературный клей или цемент для фиксации блюдца к основанию крупнейшего горшка. Мы используем продукт под названием Cast Iron Stove Gasket Cement производства Rutland Cement of Rutland, штат Вермонт. (Будьте готовы потратить $1 - $2 за блюдце, и $3 - $4 за небольшую тубу цемента).

Итак, теперь вы получили ваш радиатор. Как поставить его над свечой? На подставке, конечно. Но, она не может быть сделана из дерева из-за реальной опасности пожара. Керамика будет слишком легко ломаться, и опять же угроза пожара. Металл является единственным практичным и безопасным решением для подставки. Мы изготавливали Kandle Heeter с различными вариантами исполнения подставки, перерабатывая и совершенствуя конструкцию, пока не получили окончательный продукт. Оригинальный стенд вырезается из цельного листа мягкой (малоуглеродистой) стали на гидроабразивной  установке с компьютерным управлением в Спокан (Spokane), штат Вашингтон. Затем из плоской заготовки, путем пластического деформирования, формируется подставка (стенд) под свечу и радиатор.

Подставка (стенд) под свечу и радиатор
The Steel Stand

 Сборка и упаковка - третья часть процесса изготовления подсвечника Kandle Heeter, или очага из горшков, как его иногда называют, вероятно, важный этап с точки зрения маркетинга и дистрибуции, но малозначимый с точки зрения новизны (инновации). И потому описание этого этапа можно и пропустить. А вот проблеме с правильным выбором свечи стоит уделить внимание.

Общие руководящие указания - чем тяжелее воск, тем выше его класс и тем горячее он будет гореть и производят меньше сажи. Чем больше фитиль в диаметре, тем большую пламя и горячее (и быстрее) он будет гореть .
Красители являются загрязняющими веществами, они не добавить энергии свече. Более темные свечи, как правило, имеют больше красителя, чем более светлые, и потому производят пламя более низкой температуры и больше сажи. Ароматические свечи сильно различаются в зависимости от химических веществ, используемых для производства запаха.
Лучшая свеча это когда воск твердый (тяжелый), белый, со средним фитилем, без запаха, или ароматическим лимонным (апельсиновым) маслом, в соответствующем контейнере.
3-дюймовая банка-свеча из Долларового Магазина (Dollar Store) работают очень хорошо за приемлемые деньги. Как правило, они изготовлены из воска среднего класса, имеют средний фитиль, их часто можно найти в очень светлых тонах и слегка душистые. На первом снимке (см. вверху) изображена ароматическая свеча Energy светло-желтого цвета из Dollar Store. Пожалуйста, обратите внимание, что тепловая энергия (тепло), излучаемое вниз от радиатора, растопило воск почти на дюйм! Не двигайте в таком случае подсвечник Kandle Heeter во время горения!
Принято считать, что свеча, сделанная из пчелиного воска, сгорает более чисто, чем из парафина, сделанного на нефтяной основе. Однако, высоко очищенный парафин может сгорать более аккуратно (чисто), чем натуральный воск. Тип фитиля и включение любых ароматов и(или) красителей имеют гораздо большее влияние на состав высвобождаемых соединений, твердых частиц и дыма, чем основной материал.
Следует также обратить внимание на размер. Пламя свечи нужно достаточно кислорода, чтобы хорошо и чисто гореть. Необходимо всегда гарантировать, чтобы существовал по крайней мере один дюйм между верхней частью контейнера (но не верхней частью свечи) и нижней кромкой радиатора. Если верхняя часть контейнера, в которой находиться свеча, будет расположена слишком близко к радиатору, то достаточное, для полного сгорания парафина (воска), количество кислорода будет не в состоянии достичь пламени, и свеча будет гореть плохо и коптить.

Впрочем, идеальной свечой, как признает сам автор этого изобретения, является т.н. жидкая свеча (liquid candle). Почему «так называемая»? Да потому, что в нашей терминологии подобное устройство правильнее называть не свечой, а скорее масляной (или спиртовой) лампой. Но все дело в том, что DOSS Products использует готовые светильники-картриджи, которые  под названием «liquid candle» поставляются специализированным магазином в рестораны, для создания романтической атмосферы за столиками.

The Kandle Heeter™ with liquid candle

При использовании жидкой свечи, пламя идеально расположено относительно радиатора, и что более важно, оно никогда не опускается! Жидкость, по мере сгорания, опускается вниз, но топливо по фитилю подается к пламени, которое всегда остается в верхней части.

Вот такой замечательный набор цветочных горшков, который не только освещает, но и согревает помещение, где он используется. И стоит это чудо, всего лишь $29.95.

THE KANDLE HEETER™ Candle Holder (Buy One Now) $29.95

Можно, конечно, предвидеть возражения, что рыночная ниша для такого устройства в наше время очень узкая. И с этим трудно не согласиться. Спрос на подобные устройства не может быть массовым. И потому, очень трудно обеспечить рентабельное производство и сбыт такого инновационного товара.
Но, тем не менее, фирма DOSS Products сумела реализовать за шесть лет две тысячи единиц своей продукции, используя при этом организационную форму производства, которая по-русски звучит не очень привлекательно – кустарное производство, а по-английски более благородно - Cottage industry.

Можно искренне порадоваться успехам Дойли Досса (Doyle Doss) в продвижении своего инновационного продукта на столь узкой рыночной нише, но … следует сказать, что сама идея такого устройства не нова, и даже очень не нова.

Свеча действительно изобретение древнее. Но, кроме свечи, человечество придумало не мало других источников света с открытым пламенем, и эксплуатировало их сотни лет. Было бы странно думать, что за все это время, ни кто не додумался использовать пламя от источников света ещё и для обогрева, подогрева и т.п. Конечно, придумали, и примеров таких устройств, при желании, можно найти много, но здесь, для подтверждения этих слов, достаточно будет и двух.

Портативные обогреватели для ног, предназначенные для длительных путешествий в холодное время года.

Этот пример современным людям трудно представить и понять. Но тут надо исходить из того утверждения, что любое стоящее изобретение появляется из потребности в нем. Так и в этом случае. Нам трудно сейчас представить себе путешествие в зимнее время года в карете, в дилижансе, или даже в поезде, и который к тому же не отапливается. А если кому приходилось испытывать состояние, хоть близко похожее на такой случай, тот знает, что в первую очередь начинают замерзать ноги. А так как в наше время мерзнуть в транспорте приходится редко, то мы ни чего и не придумываем, чтобы в таких ситуациях согреть ноги. А вот в 19-м веке путешествовать в неотапливаемых транспортных средствах приходилось, вероятно, часто, что породило целый класс небольших портативных обогревателей для ног, которые назывались foot stove или foot warmer. А так как источником тепла в них чаще всего служили свечи или керосиновые (масляные) лампы, то их часто использовали и в качестве источника света.
Не правда ли, по наличию функций освещения и обогрева, очень напоминает подсвечник Kandle Heeter?
Вот пример такой ножной печки (обогревателя для ног) о которой сообщалось в журнале Scientific American в номере от 29 февраля 1868 года.

Американская печка Брюса для ног
Bruce’s American Foot Stove

BRUCE'S AMERICAN FOOT STOVE.

Danger of sickness may not always induce the careless to take trouble enough to protect the feet from cold, but the Inconvenience and uncomfortableness of cold feet will frequently compel that attention which more important consideration fall to exact. Yet clumsy feet clothings are unsightly and ordinary foot stoves  inconvenient. That, however, shown in the engraving is elegant in form and decoration, convenient to handle, free from smoke or fumes, safe, and durable. The stand, of open work cast iron, supports a bowl, also of cast iron, which is hinged on one side to the base or stand, and secured when closed, by a catch or latch on the other aide. The top of the bowl, neatly carpeted, is inclined to accommodate the natural position of the feet. Attached to a socket in the center of the base is a lamp for burning sperm or kerosene oil or a candle taper. Atmospheric air is furnished for combustion through holes in the base, and an open space between the base and the bottom of the bowl, which do not quite meet, being held apart by small projections or lugs. The top of the bowl is also slightly elevated from its rim by similar appliances, which give opportunity for the escape of whatever gases may be evolved. Directly over the flame of the lamp is a tin disk secured at a little distance from the cap or cover of the bowl - which is a circular cast-iron plate - and serves to radiate the heat of the flame. The top of the cover is concealed by a carpet mat, which adds to the comfort as well as the beauty of the article. The lamp flame, being defended by the sides of the bowl portion, does not flare in being carried about by hand, or in a carriage or sleigh. One of the figures in the engraving shows the stove open, and the other closed. It is carried by slings of worsted or silk cord.
Patent granted Sept. 17 1867, through the Scientific American Patent Agency to N.H.Bruce. Address for the purchase of rights or warmers American Foot Stove Company, Lowell, Mass.

Scientific American

New-York, February 29, 1968

Как светильник эта печка Брюса практически не работала, а вот с функцией обогрева ног во время дальних путешествий в транспорте отлично справлялась. О востребованности  подобных устройств в то время можно судить хотя бы потому, что для их производства была организована фирма American Foot Stove Company с объемом выпуска обогревателей, вероятно, большим, чем подсвечники Kandle Heeter у DOSS Products.  
Впрочем, были также обогреватели и с дополнительными (кроме обогрева) функциями, например, освещение, подогрев воды. Трудно судить о количестве выпущенных подобных устройств, но патентов на эту тему в 19-веке было подано не мало, два рисунка из которых приведены ниже в качестве примера.

Patent US No. 10769. Foot Stove and Lantern. Patented April 11, 1854.

Patent US No. 59810. Combined Lantern and Foot Warmer. Patented Nov. 20, 1866.

Обогреватель Giant Heater

Сделайте печь из вашей лампы или газовой горелки путем присоединения Гигантского Нагревателя (Giant Heater).
Получайте тепло и свет за одну цену.
Именно так начиналась рекламная статья, которая публиковалась в ряде номеров журнала Популярная механика в 1906 и 1907 годах.

Make a stove of your Lamp or Gas Jet by attaching a Giant Heater
Getting Heat and Light at One Cost.

При использовании, Giant Heater комфортно нагреет любую обычную комнату в пасмурную погоду, не уменьшая при этом освещенность.
С этим нагревателем Вы не расходуете больше газа или нефти, чем без него.
Этот построенный на научной основе латунный шар накапливает, усиливает и излучает тепло от вашей основной лампы или газовой горелки, которое обычно идет в отходы - давая тщательное и равномерное тепло.
Холодный воздух вовлекается в циркуляцию на вакуумном принципе, тщательно нагревается и очищается при этом. Нет запаха, нет копоти, и нет проблем.
Этот обогреватель подойдет для любой керосиновой лампы, газовой горелки или газокалильной лампы с колпачком Ауэра (incandescent gas mantle, Welsbach mantle).
Абсолютно никакой опасности, так как нагреватель никоим образом не участвует в процессе горения.
Нет дома в стране, которому в какой-то момент года оказался бы не нужен Giant Heater, а некоторым он нужен всегда - для ванной комнаты, комнаты для больного, спальни, коморки (den) или офиса; для легкой кулинарии, нагрева воды для бритья, согревания пищи младенцев и т.д.
Цена: Из полированной латуни , в комплекте, $1.50
Из никелированной латуни, $2.00

Интересная получается ситуация. Оказывается, инновация может быть хорошо забытым старым изобретением, только в новом обличье. А почему бы и нет?  Особенно, если это кому-то нужно.

Продолжение темы "очаг из горшков"