RU2038540C1

RU2038540C1 - Fireplace - type physiotherapeutic device

Info

Publication number: RU2038540C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Зуйков
Original assignee: Виктор Иванович Зуйков
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: heating stoves. SUBSTANCE: fireplace-type physiotherapeutic device has a bottom, refractory brickwork, furnace, knuckle, straight smoke flue, chimney with a smoke gate and iron grate. The device is provided with an air intake wind-damping device, main air conduit with a hood-damper used to feed air to the furnace from the atmosphere, air distribution system, air conduit running to the air distribution system, air conduit running to the ash bin, front brick neck-extension, steam chamber with an iron covering, front opening door, separating heat-insulation brick partition, heating element located in the straight smoke flue, and the chimney is made with a thin internal metal shell heated by electric current. EFFECT: improved design. 6 dwg

Description

Изобретение относится к отопительным печам. The invention relates to heating furnaces.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к данному изобретению является физиотерапевтическое устройство каминного типа, содержащее под, огнеупорную кладку, топливную камеру, пережим, прямой дымоход, дымовую трубу с дымовой задвижкой и чугунную решетку [1]
Недостатком известного технического решения является выделение вредных отравляющих газообразных веществ в помещении.The closest in technical essence and the achieved technical result to this invention is a fireplace type physiotherapeutic device containing under, refractory masonry, fuel chamber, pinch, straight chimney, chimney with smoke damper and cast-iron grate [1]
A disadvantage of the known technical solution is the allocation of harmful toxic gaseous substances in the room.

Цель изобретения устранение опасности выхода в помещение вредных отравляющих веществ со сведением до минимума неуправляемых сквозняков. The purpose of the invention is the elimination of the danger of the release of harmful toxic substances into the room, minimizing uncontrolled drafts.

Для этого известное физиотерапевтическое устройство каминного типа, содержащее под, огнеупорную кладку, топливную камеру, пережим, прямой дымоход, дымовую трубу с дымовой задвижкой и чугунную решетку, снабжено воздухозаборным ветрогасящим устройством, основным воздуховодом с флюгаркой заслонкой для подвода воздуха в топливную камеру из атмосферы, воздухораспределительной системой, воздуховодом в воздухораспре- делительную систему, воздуховодом в зольниковую камеру, передней кирпичной горловиной удлинителем, паровой камерой с чугунной засыпкой, дверцей переднего отверстия, разделительной теплоизоляционной кирпичной перегородкой, нагрева- тельным элементом, расположенным в прямом дымоходе, а дымовая труба выполнена с обогреваемой электрическим током тонкой внутренней металлической обечайкой. To do this, the well-known fireplace type physiotherapeutic device containing under, refractory masonry, fuel chamber, pinch, straight chimney, chimney with smoke damper and cast-iron grate, is equipped with an air-intake wind-extinguishing device, a main air duct with a feather wind damper for supplying air to the fuel chamber from the atmosphere, air distribution system, air duct to the air distribution system, air duct to the ash chamber, front brick neck extension, steam chamber with cast iron second backfilling, front door openings, dividing the heat insulating brick wall, heating elements arranged in the forward chimney and the chimney is provided with a heated electric current thin internal metal shell.

На фиг. 1 изображено физиотерапевтическое устройство каминного типа, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид слева; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 6 прямой дымоход с дымовой трубой. In FIG. 1 shows a physiotherapeutic device of a fireplace type, front view; in FIG. 2 the same, left view; in FIG. 3, section AA in FIG. 1; in FIG. 4 section BB in FIG. 1; in FIG. 5 section BB in FIG. 1; in FIG. 6 straight chimney with chimney.

Физиотерапевтическое устройство каминного типа содержит топливную камеру 1, прямой дымоход 2, дымовую трубу 3 с дымовой задвижкой 4 и пережимом 5, под 6, чугунную решетку 7 колосникового типа, огнеупорную кладку 8. Нагревательный элемент 9 из проволоки из нихрома расположен в прямом дымоходе 2 (вписан в его поперечное сечение, что обеспечивает создание искусственной тяги. Нагревательный элемент соединен с регулятором тока 10. Температура плавления нихрома составляет 1550^оС, а максимальная рабочая температура 1000^оС, с малым температурным коэффициентом электросопротивления и удельным сопротивлением 1,1 Ом˙ мм²/м. При нагреве нихромовой проволоки до 700-800^оС искусственная тяга, создаваемая нагревательным элементом, становится независимой от температуры. Нагревательный элемент расположен ниже дымовой задвижки 4, чтобы не было стороннего подсоса воздуха. Для ограничения ухода тепла от нагревательного элемента в кирпич дымохода в первый период времени после включения нагревательного элемента во время розжига под него кладется теплоизоляционная асбестовая прокладка 11. Для быстрого и более надежного выхода в необходимую зону дымовой трубы способствует пережим 5, который сжимает первоначальный нагретый воздух и более мощным импульсом посылает его вверх. Температура же горячего воздуха (дыма) около нагревательного элемента 9 по своему максимальному значению не должна превышать собственную температуру нагревательного элемента, иначе в соответствии с вторым законом термодинамики тепло от нихрома при его принудительном нагреве будет не излучаться интенсивно, а накапливаться в массе нихрома до температуры горячего дыма в месте расположения нагревательного элемента, что внесет инерционность в целевое действие нагревательного элемента 9.The physiotherapeutic device of the fireplace type contains a fuel chamber 1, a straight chimney 2, a chimney 3 with a smoke damper 4 and pinch 5, under 6, a cast-iron grate 7, a refractory masonry 8. A heating element 9 made of nichrome wire is located in a direct chimney 2 ( inscribed in a cross-section that provides a synthetic traction. The heating element is connected to the current regulator 10. The melting point of nichrome is 1550 C and ^the maximum operating temperature of ¹⁰⁰⁰ ° C, with small temperature coefficients ientom resistivity and resistivity Om˙ 1.1 mm ² / m. nichrome wire heating to 700-800 ^{° C} induced draft created by the heating element, becomes independent of temperature. The heating element is located below the flue valves 4 that was not party choke To limit the heat loss from the heating element to the chimney brick during the first period of time after the heating element is turned on during ignition, a heat-insulating asbestos gasket is placed under it 11. For fast o and a more reliable exit to the necessary zone of the chimney is facilitated by pinch 5, which compresses the initial heated air and sends it upward with a more powerful pulse. The temperature of hot air (smoke) near the heating element 9 should not exceed its own temperature of the heating element in its maximum value, otherwise, in accordance with the second law of thermodynamics, the heat from nichrome during its forced heating will not be radiated intensively, but accumulate in the mass of nichrome to the hot temperature smoke at the location of the heating element, which will introduce inertia in the target action of the heating element 9.

При этом в случае нагрева нихрома до температуры меньше 1000^оС нихром не снижает своих рабочих возможностей, а тяговая способность нагревательного элемента не уменьшается, а имеется лишь ненужный перерасход электроэнергии. Поэтому так важно знать максимальную температуру дыма в месте расположения нагревательного элемента, для регулирования тока в нагревательном элементе используется регулятор тока 10. Современные возможности практики автоматического регулирования позволяют создать надежную автоматическую систему регулирования тока в нагревательном элементе в зависимости от температуры дыма в месте расположения нагревательного элемента. Схем такого автоматического регулирования разработано много. При необходимости можно выбрать одну из них. Исходя из опыта использования нагревательных элементов, можно ориентировочно определить мощность, потребляемую нагревательным элементом 9, в 1-2 кВт.In the case of nichrome heating to a temperature less than 1000 ^C. Nichrome not reduce its working capacity, and traction capacity of the heating element is not reduced and there is only overrun unnecessary electricity. Therefore, it is so important to know the maximum smoke temperature at the location of the heating element, a current regulator is used to regulate the current in the heating element 10. Modern possibilities of automatic regulation practice allow creating a reliable automatic current control system in the heating element depending on the temperature of the smoke at the location of the heating element. There are many schemes for such automatic regulation. If necessary, you can choose one of them. Based on the experience of using heating elements, it is possible to tentatively determine the power consumed by the heating element 9, in 1-2 kW.

Электрический расчет нагревательного элемента должен быть увязан с конкретной отопительной системой. The electrical calculation of the heating element must be linked to a specific heating system.

Как было отмечено выше, искусственная тяга, создаваемая с помощью нагревательного элемента 9, необходима прежде всего при розжиге дров в топке с целью полного уничтожения опасности выхода вредных отравляющих веществ. As noted above, the artificial traction created with the help of the heating element 9 is necessary primarily when firing up firewood in the furnace in order to completely eliminate the danger of the release of harmful toxic substances.

Эта тяга не заменяет собственную тяговую способность системы прямой дымоход дымовая труба. This draft does not replace the direct draft chimney system's own draft ability.

Дымовая труба 3 выполнена с опорным стаканом 12 и состоит из трех слоев. Первый слой выполнен металлическим из металла с большой теплопроводностью и малой теплоемкостью. Второй слой имеет сотовую структуру, заполненную воздухом, который имеет малую теплопроводность и малую теплоемкость и который является лучшим теплоизоляционным материалом. Третий слой является армирующим и прочностным, обладает плохой теплопроводностью и малой теплоемкостью. The chimney 3 is made with a support nozzle 12 and consists of three layers. The first layer is made of metal of metal with high thermal conductivity and low heat capacity. The second layer has a honeycomb structure filled with air, which has low thermal conductivity and low heat capacity and which is the best heat-insulating material. The third layer is reinforcing and strength, has poor thermal conductivity and low heat capacity.

Сверху труба 3 имеет герметичный оголовок 13, который выполняет предохранительные функции. Такая конструкция трубы 3 позволяет быстро вводить дымовую трубу в стационарный рабочий режим тяги, рассчитанный при проектировании, и поддерживать этот режим в течение всего топления печи. Опорный стакан 12 выполняет прежде всего опорную и теплоизоляционную функции. Выполнению теплоизоляционной функции способствует материал, из которого должен быть сделан опорный стакан. Этот материал должен обладать малой теплопроводностью и малой теплоемкостью, например ячеистый бетон. Теплоизоляционной функции дымовой трубы способствуют также и теплоизоляционные прокладки, причем теплоизоляционная прокладка 14 может быть выполнена из волокна, вымоченного в глиняном растворе, а теплоизоляционная прокладка 15 выполнена из теплоизоляционного материала, способного сохранять долгое время свои теплоизоляционные способности под давлением и температуре 400-500^оС. Теплоизоляционная прокладка 15 способствует сохранению тепла в печи, ограничивая уход тепла вверх от прямого дымохода 2 по дымовой трубе 3, что позволяет дольше сохранять тепло в отопительной печи.On top of the pipe 3 has a sealed head 13, which performs safety functions. This design of the pipe 3 allows you to quickly enter the chimney into the stationary operating mode of traction, calculated during the design, and to maintain this mode throughout the heating of the furnace. The support cup 12 performs primarily support and heat-insulating functions. The heat-insulating function is facilitated by the material from which the support cup is to be made. This material must have low thermal conductivity and low heat capacity, such as cellular concrete. Heat-insulating function of the chimney is also promoted by heat-insulating gaskets, and heat-insulating gasket 14 can be made of fiber soaked in clay mortar, and heat-insulating gasket 15 is made of heat-insulating material, capable of maintaining its heat-insulating ability for a long time under pressure and temperature of 400-500 ^о С The heat-insulating gasket 15 helps to maintain heat in the furnace, limiting the heat upward from the direct chimney 2 through the chimney 3, which allows longer anyat heat in the heating furnace.

Для возможности подвода электрического тока к первому слою трубы 3 по верхнему и нижнему торцам этой трубы с внутренней стороны привариваются медные полосы 16 (шины) по окружности трубы 3. Для регулировки тока дополнительного ввода тепла в первый слой дымовой трубы 3 следует использовать регулятор тока 17. Адиабатность первого слоя трубы 3 делает тяговую способность дымовой трубы 3 лучшей по сравнению с подъемом горячего дыма в естественных условиях даже в условиях полного безветрия. In order to be able to supply electric current to the first layer of the pipe 3, copper strips 16 (tires) are welded on the inside of the pipe on the upper and lower ends of the pipe 3 along the circumference of the pipe 3. To regulate the current for additional heat input into the first layer of the chimney 3, a current regulator 17 should be used. The adiabaticity of the first layer of the pipe 3 makes the traction ability of the chimney 3 better in comparison with the rise of hot smoke in natural conditions even in conditions of complete calm.

Физиотерапевтическое устройство каминного типа содержит также воздухозаборное ветрогасящее устройство 18, основной воздуховод с флюгаркой 19, воздуховод в воздухораспределительную систему и воздуховод в зольниковую камеру с флюгарками 20 в каждом воздуховоде, воздухораспределительную систему 21 в топочной камере. Размеры поперечного сечения основного воздуховода должны быть равны или больше размеров поперечного сечения прямого дымохода 2. Размеры поперечных сечений воздуховодов 22 и 23 должны находиться в соотношении 1:3, исходя из того, что при горении 70-80% всего потребного воздуха потребляется из зольниковой камеры. Для интенсификации отбора воздуха из зольниковой камеры 24 она удлинена вперед, вперед вынесено и отверстие 25 для забора воздуха в зольниковую камеру. The physiotherapeutic device of the fireplace type also contains an air intake wind extinguishing device 18, a main air duct with a fly hob 19, an air duct to the air distribution system and an air duct to the ash pan with fly hoses 20 in each air duct, and an air distribution system 21 in the combustion chamber. The dimensions of the cross section of the main duct should be equal to or greater than the dimensions of the cross section of the straight chimney 2. The dimensions of the cross sections of the ducts 22 and 23 should be in a ratio of 1: 3, based on the fact that when burning 70-80% of the total required air is consumed from the ash pan . To intensify the selection of air from the ash chamber 24, it is elongated forward, and the hole 25 for air intake into the ash chamber is also moved forward.

При этом зольниковая камера 24 накрывается массивной чугунной колосниковой решеткой 7, представляющей из себя по половине ее длины монолитную чугунную плиту с толщиной 4 см. Обладая малой теплоемкостью и быстро нагреваясь, чугун нагревает воздух, идущий из отверстия 25, делает его менее плотным и легким, что облегчает его засасывание в районе пониженного давления, тем самым в какой-то мере снимая дополнительную потребность в воздухе при горении. Кроме того, удлинение вперед зольниковой камеры 24 не дает возможности забить отверстие 25 золой. Для выбора золы из зольниковой камеры предусмотрено отверстие в зольниковую камеру с дверцей 26, которое расположено сзади устройства. При горении дверца 26 плотно закрывает отверстие в зольниковую камеру. Устройство имеет два топочных отверстия. Топочное отверстие 27 используется лишь для выхода чистого излучения, боковое заднее топочное отверстие с дверцей 28 служит для закладки топлива и чистки топочной камеры. In this case, the ash chamber 24 is covered with a massive cast-iron grate 7, which is half a length of a monolithic cast-iron plate with a thickness of 4 cm. Having a low heat capacity and quickly heating, the cast iron heats the air coming from the opening 25, making it less dense and light, which facilitates its suction in the area of low pressure, thereby removing to some extent the additional need for air during combustion. In addition, the forward extension of the ash chamber 24 does not make it possible to clog the hole 25 with ash. To select ash from the ash chamber, an opening is provided in the ash chamber with a door 26, which is located behind the device. When burning, the door 26 tightly closes the hole in the ash chamber. The device has two furnace openings. The furnace hole 27 is used only for the exit of clean radiation, the lateral rear furnace hole with the door 28 is used for filling fuel and cleaning the furnace chamber.

Для подсоединения воздуховода 22 имеется отверстие 29. Воздухораспределительная система 21 в топочной камере представляет собой полый металлический кожух, по своей форме повторяющий по периметру и высоте боковые поверхности топочной камеры. По внутренней поверхности кожуха воздухораспределительной системы 21 сделаны продольные отверстия для выхода воздуха из атмосферы. Для сохранения функциональной принадлежности пережима 5 кожух не имеет верхней перекрывающей пластины по задней стенке кожуха. Нагреваясь о металлические стенки кожуха, воздух становится менее плотным и более легким, а потому обладает большей активностью в движении. Ширина полого кожуха по всей его площади выбирается равной 3 см. There is an opening 29 for connecting the duct 22. The air distribution system 21 in the combustion chamber is a hollow metal casing, repeating in its shape along the perimeter and height the side surfaces of the combustion chamber. On the inner surface of the casing of the air distribution system 21, longitudinal openings are made for air to escape from the atmosphere. To maintain the functionality of pinch 5, the casing does not have an upper overlapping plate along the rear wall of the casing. When heated against the metal walls of the casing, the air becomes less dense and lighter, and therefore has a greater activity in motion. The width of the hollow casing over its entire area is chosen equal to 3 cm.

Известно, что при увеличении расстояния от центра пониженного относительно атмосферного давления, величина пониженного давления уменьшается обратно пропорционально увеличению расстоянию во второй степени. В предлагаемом устройстве абсолютная величина понижения давления в плоскости топочного отверстия меньше, чем в плоскости топочного отверстия прототипа примерно в 16 раз. При удалении топочного отверстия значительно уменьшается забор воздуха через топочное отверстие. Этот забор воздуха можно оценить менее чем в 1% от общего забора воздуха. It is known that as the distance from the center decreases relative to atmospheric pressure, the magnitude of the reduced pressure decreases inversely with the increase in the distance to the second degree. In the proposed device, the absolute value of the pressure reduction in the plane of the furnace hole is less than in the plane of the furnace hole of the prototype about 16 times. When removing the furnace hole, air intake through the furnace hole is significantly reduced. This air intake can be estimated at less than 1% of the total air intake.

При определении интенсивности перемещений воздуха в помещении в этом случае надо учесть и размеры помещения, где используется излучение. Кроме того, полное исключение естественной неуправляемой вентиляции или смены воздуха в помещении чревато опасными, вредными для человека последствиями. When determining the intensity of air movement in the room in this case, one must also take into account the dimensions of the room where radiation is used. In addition, the complete exclusion of natural uncontrolled ventilation or air changes in the room is fraught with dangerous, harmful to humans consequences.

При постоянном горении топлива в устройстве происходит выделение значительного количества тепла. Для сведения до минимума выделения неуправляемого тепла в помещение, в котором находится устройство, по плоскости его топочного отверстия ставится кирпичная перегородка 30 с теплоизоляционной прокладкой 31 между перегородкой 30 и передней стенкой устройства. With constant combustion of fuel in the device, a significant amount of heat is released. To minimize uncontrolled heat generation in the room in which the device is located, a brick wall 30 with a heat-insulating gasket 31 is placed between the wall 30 and the front wall of the device along the plane of its furnace opening.

Для регулирования горения выведены удлиненные ручки флюгарок и дымовой задвижки 4. To regulate combustion, elongated handles of flyugars and a smoke damper 4 are removed.

В устройстве предусмотрена паровая камера 32 с металлическим дном, чугунной засыпкой и дверцей в паровую камеру. Чугунная засыпка обладает малой теплоемкостью, поэтому быстро нагревается. Паровая камера используется для увлажнения воздуха в помещении, а также для насыщения воздуха в помещении полезными испарениями от настоев. The device has a steam chamber 32 with a metal bottom, cast iron backfill and a door to the steam chamber. Cast iron backfill has a low heat capacity, so it quickly heats up. The steam chamber is used to humidify indoor air, as well as to saturate indoor air with useful fumes from infusions.

Для вентиляции воздуха в помещении предусмотрены естественные управляемые вентиляционные системы (не показаны). Кроме того, в помещении необходимо предусмотреть индикационную систему (звуковую и световую) наличия в помещениях отравляющих веществ, прежде всего угарного газа. Для регулирования температуры в помещении в перегородке 30 предусмотрено отверстие с теплоизоляционной дверцей (не показано). Naturally controlled ventilation systems (not shown) are provided for indoor air ventilation. In addition, in the room it is necessary to provide an indication system (sound and light) of the presence of toxic substances in the premises, primarily carbon monoxide. To regulate the temperature in the room in the partition 30, an opening with a heat-insulating door (not shown) is provided.

Для регулирования потребляемого излучения предлагается использовать дверцу 33 топочного отверстия. Дверца в целом представляет собой идентичные рамки с металлическими пластинами, ходящими в пазах рамок. Конструктивный принцип, заложенный в них, одинаков, за исключением того, что упор, под которым состыкованы две металлические пластины, изменен под 90^о, а ручки в плане сдвинуты относительно друг друга на 50 мм. Ручки сделаны из теплоизоляционного материала, обладающего большой теплоемкостью. Угол, под которым сводятся металлические плоскости, равен 45^о. Для крепления к перегородке 30 рамок предусмотрены шесть отверстий диаметром 10 мм. Передвигая металлические дверцы (четыре), можно получить отверстие в виде четырехугольника, стороны которого можно изменять от 0 до полного открытия топочного отверстия 27. При этом отверстие можно перемещать по всей плоскости топочного отверстия, что позволяет не только изменять энергию излучения в помещении, но и перемещать отверстие в топочную камеру как по высоте, так и по ширине топочного отверстия. Не исключается возможность использования в дверце топочного отверстия 27 закаленного стекла, физические свойства которого вполне приемлимы для использования его в качестве пластин дверцы 33.To regulate the consumed radiation it is proposed to use the door 33 of the furnace hole. The door as a whole is an identical frame with metal plates running in the grooves of the frames. The constructive principle behind them, is identical, except that the abutment, at which are joined two metal plates, under the modified ^90, and the handle in terms are shifted from each other by 50 mm. Handles are made of heat-insulating material with high heat capacity. The angle at which the metal planes are reduced is 45 ^° . For fastening to the partition 30 frames, six holes with a diameter of 10 mm are provided. By moving metal doors (four), you can get a hole in the form of a quadrangle, the sides of which can be changed from 0 to completely open the furnace hole 27. Moreover, the hole can be moved along the entire plane of the furnace hole, which allows not only to change the radiation energy in the room, but also move the hole into the furnace chamber both in height and in the width of the furnace hole. It does not exclude the possibility of using tempered glass in the furnace opening 27, the physical properties of which are quite acceptable for use as door plates 33.

В предлагаемом устройстве достигнута цель использования чистого излучения от устройства в лечебно-профилактических и гигиенических целях. При этом излучение регулируется по энергетическому уровню, по интенсивности излучения, перемещению мнимого источника излучения по всей площади топочного отверстия устройства. In the proposed device, the goal of using pure radiation from the device for medical, prophylactic and hygienic purposes has been achieved. In this case, the radiation is regulated by the energy level, by the radiation intensity, by the movement of the imaginary radiation source over the entire area of the furnace opening of the device.

Claims

PHYSIOTHERAPEUTIC DEVICE OF FIREPLACE TYPE, containing under, refractory masonry, fuel chamber, pinch, straight chimney, chimney with smoke damper, cast-iron grate, characterized in that it is equipped with an air intake fuel extinguishing device, the main air duct with an air duct for the chamber from the atmosphere, the air distribution system, the air duct to the air distribution system, the air duct to the ash chamber, the front brick neck extension, the steam chamber with cast iron constant backfill, the front door opening, a partition dividing the heat insulating brick and a heating element disposed in the forward chimney and the chimney is provided with a heated electric current thin internal metal shell.