FI81717C - Bastuugn. - Google Patents

Description

81717

Saunanuuni

Saunanuunien eli kiukaiden joukossa muodostaa suurimman ryhmän ns. jatkuvalämmitteiset saunanuunit, joissa kiuas-kiviä ja saunaa lämmitetään siten, että myös saunomisen aikana tapahtuu palaminen tulipesässä. Yleisenä haittana tämän tyyppisille kiukaille on kiuaskivien nopea jäähtyminen tulen heiketessä tai sammuttua tulipesässä. Kuitenkin saunan eräitä tärkeimpiä ominaisuuksia on, että löylyä saadaan riittävä määrä ja että siis kiuaskivet pysyvät riittävän kuumina kohtuullisen ajan, vaikka puut olisivat jo palaneet loppuun.

Keksinnön tarkoituksena on edellä esitetyn epäkohdan poistaminen, mikä saavutetaan keksinnön mukaisella rakenteella, jonka tuntomerkit on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kiukaan poikkileikkausta I-I kiuaskivineen edestä päin katsottuna, kuva 2 esittää kiuasta ylhäältä päin katsottuna (ilman kiuaskiviä), kuva 3 esittää keksinnön detaljia, josta selviää pyörteitä muodostavan voimakkaan kuumailmavirtauksen jakautuminen kahteen päävirtaukseen ja kuva 4 esittää mainittua keksinnön detaljia heikomman lämminilmavirtauksen tapahtuessa, jolloin pääasiallisena vaikuttajana virtauksen suuntautumiseen on ns. Coanda-efekti.

Kuvassa 1 olevassa kiuasesimerkissä kiukaan poikkileikkauksessa vasen puolisko esittää tilannetta, jolloin kiukaan tulipesässä on hyvä tuli. Silloin tulipesän seinämien A lämpötila on 500...800 °C. Kuvan 1 oikea puolisko esittää tilannetta, jolloin palaminen on loppuvaiheessaan tai kokonaan lakannut tuhkassa olevia kekäleitä lukuunottamatta. Tulipesän seinämien lämpötila on silloin alueella 50...150 °C.

2 81717

Keksinnönmukaisen kiukaan rakenteelle on ominaista, että kun tulipesässä 8 on voimakas tuli, jakautuu nosteen ansiosta voimakkaasti ylöspäin virtaava tulipinnan A kuumentama ilma (200...500 °C) virtausta jarruttavan olak-keen 2 vaikutuksesta kahdeksi päävirtaukseksi, joista ilmavirtaus 3 jatkaa entisessä suunnassa ylöspäin raossa 4 ja ilmavirtaus 5 suuntaansa muuttaneena kulkee vaakasuoran raon 6 kautta kiuaskivitilaan 7 kiuaskiviä kuumentaen ja samalla lisäksi lämpöä siirtäen kiukaan tulipesän kannen tulipinnoista B kiuaskiville. Tämä ilmavirtauksen jakautuminen kahdeksi päävirtaukseksi johtuu virtausta vastaan olevaan olakkeeseen 2 kohdistuvan voimakkaan virtauksen aiheuttamasta turbulenssista ja lievästä vastapaineesta alueella p. Kiuaskivet lämpiävät tässä vaiheessa lämpötilaan 250...600 °C lämmitystavasta ja -ajasta riippuen.

Kun palaminen tulipesässä 8 on kuvan 1 oikean puoliskon mukaisesti loppuvaiheessaan tai kokonaan lakannut, tapahtuu lievästi lämmenneen ilman (40...150 °C) virtaus 9 vähäisen nosteen vaikutuksesta pienellä nopeudella ylöspäin. Tämä heikompi ilmavirtaus ei muodosta riittävää turbulenssia alueella p, ja ilmavirtaus jatkaa laminaarina virtauksena sileään ulkovaipan seinämään 10 imeytyen ylöspäin suuntaa muuttamatta Coanda-efektin eli seinämäilmiön vaikutuksesta, joka Coanda-efekti katkeaa vastakkaisella seinämällä virtausaukon 6 ansiosta.

Kiuaskivet olivat voimakkaan palamisen ansiosta lämmenneet 250...600 °C lämpötilaan. Jos palamisen loppuvaiheessa ylöspäin virtaava huomattavasti alhaisemmassa lämpötilassa oleva ilma virtaisi ratkaisevassa määrin myös kiuaskivien kautta, tapahtuisi luonnollisesti tavalliseen tapaan lyhyessä ajassa kiuaskivien jäähtyminen alle 150 °C lämpötilaan, jossa lämpötilassa ei kiuaskivillä ole enää riittävää läm-pövarausta löylynantoon. Coanda-efektin hyväksi käytöllä on keksinnön mukaisen kiukaan kiuaskivien jäähtyminen kyl-memmän ilmavirtauksen aiheuttamana kuitenkin lähes kokonaan estetty. On luonnollista, että kiuaskivien korkean lämpötilan aiheuttama oma nostevirtaus jäähdyttää kiuaskiviä jonkin verran.

li 3 81717

Kiuaskivien kuumana pysymistä voidaan tehostaa tavallista suuremmalla kiuaskivimäärällä. Tähän onkin käytännön mahdollisuus, koska turbulenssivaiheen ansiosta kiuaskivien kuumentaminen on tavallista tehokkaampaa, eikä tavanomaista suurempikaan kiuaskivimäärä aiheuta turhan pitkää lämmitys-aikaa.

Kuvissa 3 ja 4 on edellä mainitut virtaustapahtumat esitetty selvennettyinä. Kuvassa 3 on ylöspäin virtaavalla kuumalla ilmalla suhteellisen suuri nopeus νχ. Tämä virtaus muuttuu turbulentiksi alueella p sopivasti mitoitetun ja sijoitetun virtausesteen 2 vaikutuksesta. Turbulentti virtaus hajaantuu ominaisuuksiensa mukaisesti eri suuntiin ja jakaantuu kahteen, aluksi turbulenttiin virtaukseen 3 ja 5. Vastaavasti, kun ylöspäin virtaavalla vähemmän lämpimällä ilmalla 9 kuvassa 4 on suhteellisen pieni virtausnopeus V2, ei alueella p synny riittävästi vaikuttavaa turbulenssia virtausesteen 2 vaikutuksesta, vaan ylöspäin suuntautunut virtaus jatkuu suuntaa muuttamatta ehjää seinämää 10 seuraten lähinnä Coanda-efektin ansiosta, joka pitää lami-naarin virtauksen kiinni imeytyneenä tähän ehjään seinämään 10 laminaarivirtauksen irrotessa seinämästä A raon 6 aiheuttamana.

Kuvien 1-4 mukaisessa ratkaisussa on tavoitellun virtaus-muutoksen herkkyyttä lisätty jättöreunalla 11 ja siten, että virtausesteen 2 kuvassa 4 oikeanpuoleinen reuna 12 ulottuu hieman yli jättöreunan 11. Kuvassa 2 on raot 6 esitetty suorina linjoina ja kiukaan oikealle ja vasemmalle puolelle sijoitettuna. Niiden muotoa voidaan luonnollisesti vaihdella sekä niiden sijoitusta muunnella esim. sijoittamalla ne koko kivitilan ympäröiväksi. Myös virtausta jarruttavan ja turbulenssin aiheuttavan virtausesteen 2 muotoa ja sijoitusta voidaan muunnella tai korvata toisenlaisella rakenteella ja saada kuitenkin aikaan samanlainen vaikutus ·· ja siis turbulentin ja laminaarin virtauksen vaihtelu . . alueella p ilmavirtauksen nopeuden vaihdellessa.

Keksintö ei rajoitu edellä esitettyyn sovellutusesimerkkiin tai kiuasratkaisuun, vaan voi yksityiskohdiltaan vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (4)

81717

1. Jatkuvalämmitteinen saunanuuni, jossa kiuaskivet (7) on sijoitettu uunin tulipesän (8) yläpuolelle ja/tai sivulle ja siten, että saunanuunin tulipesän vaipan (A) ja ulkovaipan (10) välistä lämmityksen aikana nosteen ansiosta nousevasta kuumasta ilmasta (1) osa kulkeutuu kiuaskivien (7) kautta kuumentaen kiuaskiviä omalta osaltaan ja osa kuumasta ilmasta (1) kulkeutuu kiuaskivien ohi suoraan saunatilaan lämmittäen saunaa välittömästi, tunnettu siitä että ilman haarautumisalu-eelle (p) on sijoitettu haarauman (6) alueelle tai välittömästi sen ylä- tai alapuolelle ulkovaippaan päin suuntautuva virtaukseen pyörteitä aiheuttava epäjatkuvuus tai virtauseste (2), joka määrätyn ilmanvirtausnopeuden yläpuolella synnyttää haarautumisalueella (p) riittävän voimakkaan pyörteisen eli turbulentin virtauksen, joka turbulenssi tukee virtauksen haarautumista alueella p, ja joka epäjatkuvuus tai virtauseeste (2) virtausnopeuden pienentyessä määrättyä virtausnopeutta alhaisemmaksi ei pysty ylläpitämään riittävää pyörrevaikutusta haarautumisalueella (p), jolloin kaksoisvaipan välissä laminaaristi ylöspäin virtaava lämmin ilma jatkaa suuntaa muuttamatta seinämäilmiön eli Coanda-efektin vaikutuksesta ulkovaipan ehjään seinämään (10) imeytyen ja sitä seuraten ulkovaipan yläosan (4) kautta tapahtuvana virtauksena saunatilaan mainittua ilmavirtausta kuumempien kiuaskivien ohi niitä j äähdyttämättä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvalämmitteinen saunanuuni, tunnettu siitä että virtauseste (2) on muotoiltu koveraksi turbulenssin vahvistamiseksi tai vastaavasti kuperaksi turbulenssin lieventämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvalämmitteinen saunanuuni, tunnettu siitä että ennen turbulenssin aiheuttavaa virtausestettä (2) on ilman haarautumisalueen (p) vaakasuora rako (6) varustettu jättö-reunalla (11).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvalämmitteinen saunanuuni, tunnettu siitä että virtaus esteen (2) reuna (12) ulottuu hieman yli jättöreunan(11) · II 81 717 PATEHTKRAV