RU158355U1 - Печь - Google Patents

Abstract

1. Печь, содержащая корпус, снабженный соединенными с ним гнутыми профилями, расположенными с его наружной стороны, топку, газоходную полость, сообщенную с трубой для выброса продуктов горения, и, по крайней мере, одну камеру с камнями, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены расширяющимися сверху вниз в продольном сечении.2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены из металла.3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены из неметаллических материалов, обладающих высокой теплоотдачей.4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили соединены с корпусом неразъемно.5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены съемными.6. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены в форме швеллеров.7. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены в форме уголков.8. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены сферообразными.9. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили установлены вертикально.10. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили установлены под углом от 1° до 30° к вертикальной оси в одном направлении.11. Печь по пп. 1-11, отличающаяся тем, что профили расположены на заданном расстоянии друг от друга.

Description

Полезная модель относится к средствам гигиены и лечения, в частности, к переносному оборудованию бань и может быть использована для отопления помещения, получения пара, нагрева воды, принятия сауны.

Известна печь сауны, в корпусе которой расположены емкость с камнями, циркуляционные каналы, в одном из которых установлен вентилятор для создания потока воздуха через камни и устройство, распыляющее воду (см. а.с. СССР №1755703, МПК 5 A61H 33/06, 1992 г.).

Эта печь имеет сложную конструкцию. Печи для сауны с электронагревом более дороги в эксплуатации, чем печи на дровах, кроме того, данные печи не вполне безопасны.

Известны печи-каменки, сжигающие твердое топливо или газ, в которых камни располагаются на горизонтальной или выпуклой верхней стенке топки (см. патенты: US №4299178, МПК F23B 7/00, 1981 г., US №4073286, МПК A61H 33/06, 1978 г., JP №2004267491, МПК 7 A61H 33/06, 2004 г., книга Рыженко В.И. «Бани. Сауны», Рипол классик, М., 2004, стр. 69, рис. 51)

В этих печах площадь контакта камней с нагревающей поверхностью печи ограничена горизонтальной поверхностью верхней стенки топки, поэтому для быстрого нагрева камней необходимо увеличивать площадь этой поверхности, что увеличивает площадь, занимаемую печью.

Известна печь паровой бани, содержащая четырехугольный в поперечном сечении кожух, топку в нижней его части, над которой расположена камера с камнями, имеющая вертикальную стенку, с которой контактируют камни и которая вместе с внешней стенкой кожуха образует канал для выхода продуктов горения из топки. Камера с камнями имеет проем для излучения тепла и выхода пара в помещение и перегородку ниже проема для удержания камней, проем имеет дверку, открываемую для сообщения камеры с атмосферой (см. патент US №2557656, МПК A61H 33/06, 1951 г.).

В этой печи камера с камнями имеет вертикальную стенку, противоположную проему для выхода пара, и нагрев камеры с происходит не только снизу, но и со стороны этой стенки камеры. Однако объем камней ограничен одной камерой, ограничена также площадь контакта камеры с газами из топки только нижней и одной боковой стенкой камеры, что уменьшает скорость нагрева камней, а также скорость нагрева помещения.

Известна печь для бани, содержащая огражденную кожухом топочную камеру с дымоходом, полость для теплоаккумулирующей загрузки, расположенную над сводом топочной камеры, а также съемный бак для воды и теплообменный элемент. Печь дополнительно снабжена вторичной камерой дожигания, расположенной в полости для теплоаккумулирующей загрузки перед дымоходом. Снаружи вторичной камеры дожигания, на своде топочной камеры, установлены ребра теплоотдачи, (см патент на полезную модель РФ №45508, МПК 7 F24B 1/02, F24B 13/00, 2005 г.).

Недостатком печи является то, что ребра теплоотдачи не обеспечивают высокой эффективности теплообмена между корпусом печи и воздушной массой помещения, поскольку расположены в верхней части, над камерой дожигания, где теплоотдача не столь эффективна. Кроме того, слишком мала площадь рабочей поверхности ребер.

Известна банная печь, содержащая корпус с топкой и патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, каменку, теплообменник водонагревателя, введенный в полость топки, и газоходы. Газоходы выполнены в виде лабиринтов, входы которых сообщаются с полостью топки, а выходы - с патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива. Каменка установлена так, что ее дно заглублено в полость топки, снабженной колосником, зольным ящиком и входной дверкой. К боковым стенкам примыкают газоходы, образованные при помощи направляющих перегородок-отсекателей, установленных на внутренней стороне боковых стенок корпуса. На наружной стороне боковых стенок установлены дополнительно элементы теплоотдачи, выполненные, например, в виде ребер (см патент на полезную модель РФ №46561, МПК 7 F24B 5/00, F24C 13/00, 2005 г.).

Недостатком печи является то, ребра теплоотдачи не обеспечивают высокой эффективности теплообмена между корпусом и воздушной массой помещения, поскольку ограждены с наружной стороны сплошным кожухом.

Известна печь-каменка, содержащая корпус с топкой, две камеры с камнями, одна из которых расположена в корпусе над топкой и сообщена с атмосферой через окно в корпусе. Газоходная полость, сообщена с трубой для выброса продуктов горения и охватывает расположенную над топкой камеру с камнями. Корпус снабжен соединенными с ним металлическими гнутыми профилями, расположенными с наружной стороны. Гнутые профили выполнены в форме швеллеров и соединены с корпусом посредством сварки (см патент на полезную модель РФ №143284, МПК F24B 9/00 (2006.01), 2014 г.). Данное решение принято за прототип

Недостатком печи является то, что гнутые профили, выполняющие роль ребер теплоотдачи не обеспечивают высокой эффективности теплообмена между корпусом топки и воздушной массой помещения.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является совершенствование конструкции печи, повышение эффективности теплоотдачи печи.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении эффективности печи за счет увеличения интенсивности теплообмена между печью и воздушной массой помещения.

Поставленная задача решается за счет того, что в известной печи, содержащей корпус, снабженный соединенными с ним гнутыми профилями, расположенными с его наружной стороны, топку, газоходную полость, сообщенную с трубой для выброса продуктов горения, по крайней мере одну камеру с камнями, согласно полезной модели гнутые профили выполнены расширяющимися сверху вниз в продольном сечении.

Гнутые профили выполнены из металла.

Гнутые профили выполнены из неметаллических материалов с повышенной теплоемкостью.

Гнутые профили соединены с корпусом неразъемно.

Гнутые профили могут быть съемными.

Гнутые профили выполнены в форме швеллеров.

Гнутые профили выполнены в форме уголков.

Гнутые профили выполнены сферообразными.

Гнутые профили установлены под углом к вертикальной оси в одном направлении.

Длина гнутых профилей, их количество и расстояние между ними варьируется в зависимости от объема помещения, а, следовательно, и от размера печи. Для целенаправленного, равномерного и постепенного распределения нагретого воздуха они устанавливаются на корпус в различных положениях и разными способами крепления.

Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в том, что повышается эффективности теплоотдачи печи. Выполнение гнутых профилей расширяющимися сверху вниз в продольном сечении способствует тому, что поднимающиеся снизу вверх потоки воздуха внутри полостей профилей за счет конвекции сталкиваются в верхней части и создают турбулентность в воздушном пространстве помещения над печкой, что создает условия для его более быстрого прогрева. Кроме того, выполнение профилей, имеющих в верхней части меньшее поперечное сечение, создает эффект Вентури, согласно которому в элементах, расположенных вокруг печи происходит рост скорости истечения воздуха с одновременным снижением давления. С учетом того, что снизу в элементы поступает более холодный воздух, а в верхней части он выходит более горячим, увеличивается скорость прогрева помещения.

Фиг. 1 - общий вид заявляемой печи с профилями спереди.

Фиг. 2 - вид спереди на печь.

Фиг. 3 - вид сбоку на печь

Фиг. 4 - сечение А-А фиг. 2.

Фиг. 5 - взрыв-схема печи.

Печь состоит из корпуса 1, выполненного, например, из вертикальной трубы, с топкой 2, расположенной в нижней части корпуса. Топка снабжена дверкой для загрузки твердого топлива. Внутри корпуса 1 над топкой 2 может быть расположена закрытая камера с камнями (каменка) (см. фиг. 4, 5), выполненная, например, из горизонтальной трубы меньшего диаметра, чем диаметр корпуса. Закрытая камера с камнями сообщена с атмосферой через окно 3, выполненное в корпусе 1 и снабженное дверкой для лучшего разогрева камней, что дает пар с более высокой температурой.

Газоходная полость 4 охватывает камеру 3 с камнями и сообщена с дымоходной трубой 5 для выброса продуктов горения (см. фиг. 4). Печь содержит вторую камеру 6, которая может быть заполнена камнями (см. фиг. 1). Камера 6 выполнена открытой и расположена на верхней стенке корпуса 1 (для пара с меньшей температурой). Дымоходная труба 5 расположена по центру второй камеры 6 с камнями. С лицевой стороны печи расположен топочный короб 7 с дверкой 8. В нижней части под топочным коробом может быть выполнен зольный совок 9. С наружной стороны корпус печи снабжен соединенными с ним гнутыми профилями 10. Образующиеся полости между стенками профилей 10 и стенкой корпуса 1 выполнены расширяющимися сверху вниз в продольном сечении. Расширение полостей 11 (см. фиг. 4), образованных между стенкой 12 корпуса 1 и гнутыми профилями 10, может быть обеспечено, например, за счет плавного увеличения ширины боковых стенок 13, 14 каждого из профилей 10 (см. фиг. 5). Таким образом, угол наклона торцевой стенки 15 (см. фиг. 5) гнутых профилей 10 к вертикальной оси составляет от 1° до 30° (в том случае, когда в качестве профилей 10 использованы швеллеры).

Камера 6 образована над верхней стенкой корпуса 1 и ограничена по периметру двумя кольцеобразными стержнями 16, соединяющими верхние части гнутых профилей 10.

В качестве профилей могут быть использованы, например, швеллеры. Гнутые профили могут быть приварены к корпусу, либо соединены с ним с возможностью демонтажа и установлены либо вертикально, либо под различными углами. Для обеспечения демонтажа гнутых профилей на наружной стороне корпуса могут быть выполнены направляющие. Печь снабжена ножками 17.

Печь работает следующим образом.

Сгорание топлива происходит по принципу газогенерации за счет конструкции печи. Горение происходит в три стадии:

1 стадия - топливо при помощи растопки (легко горящей бумаги, щепки и др.) доводится до температуры 100-250°C. На этой стадии твердое топливо (в частности поленья дров) дымят особенно сильно, отдавая пар, смолу, газы, такие как угарный, метан и водород, которые под действием тяги направляются вверх.

2 стадия - при достаточной подаче кислорода происходит горение дров, температура их поднимается от 300 до 550°C, а затем и до 600°C. В это время воспламеняются также летучие дымовые газы, которые содержат примерно половину тепловой энергии дров.

3 стадия сгорания характеризуется образованием углей, которые содержат другую половину энергетического потенциала.

При прекращении горения печь медленно будет остывать.

Горячий воздух, образующийся в результате горения дров в топке 2, поднимается и по газоходной полости 4, охватывает камеру 3 с камнями снизу, с боков и сверху, что обеспечивает нагрев расположенных в камере 3 камней. Быстрый нагрев помещения (например, сауны или парной комнаты бани) осуществляется с помощью увеличенной площади печи за счет расположенных на наружной стороне корпуса 1 контактирующих с ним гнутых профилей 10 (например, швеллеров). Наличие соединенных с корпусом 1 гнутых профилей 10, имеющих изменяющиеся по высоте размеры своих стенок (боковых 13, 14 или торцевых 15) приводит к более высокой теплоотдаче и за счет турбулентности воздушной массы помещения конвекционными потоками, выходящими из полостей 11, образованных проходными сечениями стенок профилей и стенкой корпуса. Сужающиеся кверху полости 11 создают эффект Вентури, согласно которому в элементах, расположенных вокруг печи происходит рост скорости истечения воздуха с одновременным снижением давления в верхней части, что обеспечивает дополнительное увеличение турбулентности воздушных потоков в помещении сауны или парной. Таким образом, помещение достаточно большой площади можно быстро протопить, установив в нем печь небольшого размера.

Заявленная полезная модель может быть использована как для отопления помещений, в частности, индивидуальных бань и саун, так и при оборудовании общественных бань.

Печь может быть изготовлена с использованием современных материалов, технологий и оборудования.

Claims (11)

1. Печь, содержащая корпус, снабженный соединенными с ним гнутыми профилями, расположенными с его наружной стороны, топку, газоходную полость, сообщенную с трубой для выброса продуктов горения, и, по крайней мере, одну камеру с камнями, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены расширяющимися сверху вниз в продольном сечении.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены из металла.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены из неметаллических материалов, обладающих высокой теплоотдачей.

4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили соединены с корпусом неразъемно.

5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены съемными.

6. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены в форме швеллеров.

7. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены в форме уголков.

8. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили выполнены сферообразными.

9. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили установлены вертикально.

10. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что гнутые профили установлены под углом от 1° до 30° к вертикальной оси в одном направлении.

11. Печь по пп. 1-11, отличающаяся тем, что профили расположены на заданном расстоянии друг от друга.

Images