RU2598274C1

RU2598274C1 - Sauna furnace

Info

Publication number: RU2598274C1
Application number: RU2015115195/03A
Authority: RU
Inventors: Вадим Сергеевич Рыжов
Original assignee: Вадим Сергеевич Рыжов
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-09-20

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to designs of furnaces when equipping saunas. Furnace comprises metal body 1 with built-in heater 6. Between the walls of the heater 6 body and body 1 of the furnace flue ducts 8 are made binding furnace 2 with chimney 5 along all the sides of heater 6 and with its upper side. Heater 6 is equipped with loading recess 9 with door 10. At the bottom of recess 9 there is funnel 11 for water with dropper 12 and branch pipe 13, free end of which extends into the lower part of heater 6 into the thickness of its heat capacity material 7. On the outer side body 1 of the furnace is coated with heat insulated jacket 14. Jacket 14 is installed above body 1 of the furnace with a clearance forming convector 15 for air heating between walls of body 1 and jacket 14 walls. For heat exchange of convector 15 with heated air with ambient medium of the steam room of the sauna in the lower side parts of jacket 14 there are inlet holes 16 for cold air, and in the upper part of the jacket - holes 17 with gate valves 18 for dosed discharge of heated air in the steam room of the sauna. Convector 15 cavity is connected through rotating knee 19, ash pit 3 and grate 4 with furnace 2 chamber.

EFFECT: higher rate of heating, higher quality of steam, reduced capacity of rigid infrared radiation and the possibility of controlling temperature of heated air.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям печей и может быть использовано при оборудовании бань.The invention relates to designs of furnaces and can be used in bath equipment.

Известна печь для бани (RU 2076277, кл. F24B 1/02; F24B 9/02, 1997 г.), содержащая металлический корпус с топкой, зольником, дымоходом и каменкой, выполненной в виде изолированной от топки емкости, заполненной кусковым теплоемким материалом, которая выполнена с дверцами для выхода пара и с патрубком для подачи жидкости в виде трубы с отверстиями на конце, проходящей в слой теплоемкого материала. Труба дымохода проходит через слой теплоемкого материала, а патрубок для подачи жидкости выполнен с участком в виде змеевика, охватывающего дымовую трубу. Кроме того, в каменке выполнены перегородки со смещением, обеспечивающие зигзагообразный проход пара от отверстий в патрубке до дверцы.Known furnace for a bath (RU 2076277, class F24B 1/02; F24B 9/02, 1997), containing a metal casing with a furnace, ash pan, chimney and heater, made in the form of a container insulated from the furnace, filled with lumpy heat-resistant material, which is made with doors for the exit of steam and with a pipe for supplying liquid in the form of a pipe with holes at the end passing into the layer of heat-resistant material. The chimney pipe passes through a layer of heat-intensive material, and the pipe for supplying liquid is made with a section in the form of a coil covering the chimney. In addition, partitions with offset are made in the heater, providing a zigzag passage of steam from the holes in the nozzle to the door.

Недостатком известного устройства печи является относительно низкая комфортность использования, обусловленная чрезмерным перегревом металлического корпуса во время ее топки, из-за чего происходит неприятное для человека тепловое излучение от стенок печи в жестком инфракрасном (ИК) диапазоне электромагнитных волн. Кроме того, печь имеет недостаточный КПД, относительно длительное время разогрева помещения бани, отсутствие возможности управления и поддержания температуры нагреваемого воздуха в парилке банного помещения.A disadvantage of the known device of the furnace is the relatively low comfort of use, due to excessive overheating of the metal case during its combustion, due to which there is unpleasant for human thermal radiation from the walls of the furnace in the hard infrared (IR) range of electromagnetic waves. In addition, the furnace has insufficient efficiency, a relatively long time for heating the bath room, the inability to control and maintain the temperature of the heated air in the steam room of the bath room.

Возможность управления и поддержания температуры нагреваемого воздуха банного помещения банной печью с дровяным отоплением в известном уровне техники не выявлено.The ability to control and maintain the temperature of the heated air of the bathhouse with a wood-burning stove in the prior art has not been identified.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение комфортности в парной бани за счет повышения качества пара печи, возможности управления и поддержания ею температуры нагреваемого воздуха, в зависимости от состояния здоровья парящегося человека и снижения вредного для его организма жесткого инфракрасного (ИК) излучения печи.The objective and technical result of the invention is to increase comfort in a steam bath by improving the quality of the steam of the furnace, the ability to control and maintain the temperature of the heated air, depending on the health status of the steaming person and reduce harmful infrared (IR) radiation from the furnace harmful to his body.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что печь для бани включает металлический корпус с топкой, зольником, колосниковой решеткой, дымовой трубой и каменкой, выполненной в виде изолированной от топки металлической емкости, заполненной кусковым теплоемким материалом, снабженной патрубком для подачи воды в слой теплоемкого материала и дверцей для вывода пара, причем патрубок соединен с емкостью для воды. Согласно изобретению, каменка закреплена в корпусе печи с образованием вдоль боковых поверхностей и с верхней ее стороны дымоходов, связывающих топку с дымовой трубой. Корпус печи помещен в утепленный кожух с зазором между внешними стенками корпуса и внутренними стенками кожуха, образующий контур конвекционного нагрева приточного воздуха. Для этого в нижних боковых частях кожуха выполнены приточные отверстия для холодного воздуха, а в верхней части кожуха - отверстия с задвижками для дозированного вывода горячего воздуха. Нижняя часть контура конвекционного нагрева воздуха через поворотное колено, зольник и колосниковую решетку соединена с топкой печи. Дверца каменки для вывода пара установлена на внешней стороне кожуха печи и соединена с полостью каменки через нишу, в днище которой закреплена капельница с емкостью для воды. При этом дверца и отверстие ниши каменки выполнены с диагональными размерами от 20 до 40 см, обеспечивающими возможность подачи ковшом воды непосредственно в каменку для образования пара или капельным методом путем заливки ковшом емкости для воды, установленной в днище ниши. Емкость для воды выполнена в форме воронки, снабженной капельницей в виде пережимного клапана или вентиля, с рычагом управления, выведенным на внешнюю поверхность кожуха печи. Задвижка для дозированного вывода горячего воздуха выполнена в виде двурядного шабера с общим рычагом управления. Корпус печи выполнен из стали ГОСТ 09Г2С, толщиной от 3 до 20 мм, а утепленный кожух - из нержавеющей стали толщиной от 0.4 до 0.8 мм, покрытый с внутренней стороны слоем кремнеземного волокна толщиной 1-3 см.The task and the technical result are achieved in that the furnace for the bath includes a metal case with a firebox, an ash pan, a grate, a chimney and a stove made in the form of a metal container insulated from the furnace, filled with lumpy heat-resistant material, equipped with a pipe for supplying water to the heat-resistant layer material and a door for outputting steam, and the pipe is connected to a water tank. According to the invention, the heater is fixed in the furnace body with the formation along the side surfaces and on its upper side of the chimneys connecting the furnace with the chimney. The furnace body is placed in a heat-insulated casing with a gap between the external walls of the casing and the inner walls of the casing, forming a contour of convection heating of the supply air. For this, inlet lower openings for cold air are made in the lower side parts of the casing, and openings with shutters for the dosed output of hot air are made in the upper part of the casing. The lower part of the convection heating circuit through the knee, ash pan and grate is connected to the furnace of the furnace. The door of the heater for steam output is installed on the outside of the furnace casing and is connected to the cavity of the heater through a niche in the bottom of which a dropper is fixed with a water tank. At the same time, the door and the opening of the heater niche are made with diagonal sizes from 20 to 40 cm, which make it possible for the bucket to supply water directly to the heater for steam generation or by the drip method by filling the bucket with a bucket of water installed in the bottom of the niche. The water tank is made in the form of a funnel, equipped with a dropper in the form of a pinch valve or valve, with a control lever displayed on the outer surface of the furnace casing. The valve for the dosed output of hot air is made in the form of a two-row scraper with a common control lever. The furnace body is made of GOST 09G2S steel, with a thickness of 3 to 20 mm, and the insulated casing is made of stainless steel with a thickness of 0.4 to 0.8 mm, coated on the inside with a layer of silica fiber 1-3 cm thick.

Доказательство достижения заявленного технического результата и решения поставленной задачи.Proof of the achievement of the claimed technical result and the solution of the task.

Расположение емкости каменки с теплоемким материалом в корпусе печи с образованием между внутренними ее стенками и внешними боковыми стенками каменки дымоходов, связывающих топку с дымовой трубой, обеспечивает ускоренный нагрев теплоемкого материала за счет увеличения площади нагрева, сокращая время нагрева помещения бани. Наличие кожуха и наличие воздушного контура между стенками кожуха и корпуса создают условия циркуляции воздушного потока, поступившего извне и нагретого через стенку корпуса от топочных газов и потом направлении их (при закрытом шибере) в горячую топку, обеспечивая повышение температуры горения, и, как следствие, ускорение нагрева. Одновременно выполнение стенок кожуха печи утепленными не дает возможности перегрева наружных стенок печи и снижает жесткое инфракрасное излучение печи, неблагоприятно влияющее на человека.The location of the capacity of the heater with a heat-intensive material in the furnace body with the formation between its internal walls and the outer side walls of the heater chimneys connecting the furnace with the chimney, provides accelerated heating of the heat-intensive material by increasing the heating area, reducing the heating time of the bath room. The presence of the casing and the presence of an air circuit between the walls of the casing and the casing create conditions for the circulation of air flow received from the outside and heated through the casing wall from the flue gases and then directing them (with the gate closed) to the hot furnace, providing an increase in the combustion temperature, and, as a result, acceleration of heating. At the same time, the implementation of the walls of the furnace casing insulated does not allow overheating of the outer walls of the furnace and reduces the hard infrared radiation of the furnace, adversely affecting humans.

Выполнение в нижней части кожуха поворотного колена обеспечивает (при закрытом шибере) направление нагретого воздушного потока в топку, повышая температуру горения топлива (дров). Повышение при этом температуры в каменке позволяет создать мелко дисперсионный и сухой пар, благоприятный для легких человека. Выполнение в нижней части кожуха входных отверстий для поступления приточного воздуха, а в верхней части кожуха - выходных отверстий обеспечивает быстрый конвенционный нагрев воздуха в помещении бани, а наличие задвижки, установленной сверху печи с возможностью перекрытия выходных отверстий подачи горячего воздуха, позволяет управлять кондиционным потоком нагретого воздуха и регулировать температуру воздуха в парилке бани.Performing in the lower part of the casing of the rotary knee provides (with the gate closed) the direction of the heated air flow into the furnace, increasing the temperature of fuel combustion (firewood). The increase in temperature in the heater allows you to create a finely dispersed and dry vapor, favorable for human lungs. The implementation in the lower part of the casing of the inlet openings for the supply of fresh air, and in the upper part of the casing - the outlet openings provides quick conventional air heating in the bathhouse, and the presence of a valve installed on top of the furnace with the possibility of blocking the outlet openings for supplying hot air, allows you to control the conditioned flow of heated air and regulate the air temperature in the steam room.

Установка в нише каменки емкости в виде воронки с капельницей, патрубок которой выведен в толщу кускового теплоемкого материала каменки, позволяет по желанию использовать каменку для традиционной подачи воды из ковша или путем налива воды в воронку с последующим капельным путем введения воды в толщу теплоемкого материала. В воду по желанию могут быть введены ароматические вещества, что улучшает качество пара.The installation of a container in the niche of the heater in the form of a funnel with a dropper, the nozzle of which is brought into the thickness of the lumpy heat-resistant material of the heater, allows the heater to be used for traditional water supply from the bucket or by pouring water into the funnel, followed by drip by introducing water into the thickness of the heat-resistant material. Aromatic substances can be introduced into the water as desired, which improves the quality of the steam.

Выполнение корпуса и кожуха из нержавеющей стали улучшает физико-механические характеристики печи и повышает ее долговечность. Покрытие наружных стенок кожуха кремнеземным волокном толщиной 1-3 см повышает теплоизоляцию наружных стенок печи, не давая им перегреваться, исключая жесткое инфракрасное излучение печи.The execution of the housing and the casing of stainless steel improves the physico-mechanical characteristics of the furnace and increases its durability. Coating the outer walls of the casing with silica fiber with a thickness of 1-3 cm increases the thermal insulation of the outer walls of the furnace, preventing them from overheating, excluding hard infrared radiation from the furnace.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид печи с верхней стороны, на фиг. 2 - вертикальный разрез печи по линии А-А, на фиг. 3 - вид «Б» печи с боковой стороны.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a top view of the furnace; FIG. 2 is a vertical section through the furnace along the line AA, in FIG. 3 - view "B" of the furnace from the side.

Печь для бани включает металлический корпус 1 с топкой 2 для дров, зольником 3, колосниковой решеткой 4, дымовой трубой 5 и встроенной каменкой 6. Для увеличения стойкости к прогоранию корпус 1 и корпус каменки 6 выполнен из стали ГОСТ 09 Г2С, толщиной от 3 до 20 мм. Корпус каменки 6 выполнен в виде емкости, заполненной кусковым теплоемким материалом (камнями) 7. Между стенками корпуса каменки 6 и корпуса 1 печки образованы дымоходы 8, связывающие топку 2 с дымовой трубой 5 вдоль всех боковых сторон каменки бис верхней ее стороны. Для подачи воды ковшом и/или капельным методом на камни 7 и генерации пара полость каменки 6 снабжена загрузочной нишей 9 с дверцей 10. На дне ниши 9 установлена емкость (воронка) 11 для воды с капельницей 12 и патрубком 13, свободный конец которого выведен в нижнюю часть каменки 6 в толщу ее теплоемкого материала 7. Дверца 10 и отверстие ниши 9 каменки 6 выполнены с диагональными размерами от 20 до 40 см, обеспечивающими возможность подачи ковшом воды непосредственно в каменку 6 для образования пара или - капельным методом путем заливки ковшом воронки 11 для воды, установленной в днище ниши 9. С внешней стороны корпус 1 печи покрыт утепленным кожухом 14. Кожух 14 выполнен из нержавеющей стали толщиной от 0.4 до 0.8 мм, покрытой с внутренней стороны слоем кремнеземного волокна толщиной 1-3 см. Кожух 14 установлен над корпусом 1 печи с зазором, образующим конвектор 15 для нагрева воздуха между стенками корпуса 1 и стенками кожуха 14. Для теплового обмена конвектора 15 нагретым воздухом с окружающей средой парной бани в нижних боковых частях кожуха 14 выполнены приточные отверстия 16 для холодного воздуха, а в верхней части кожуха - отверстия 17 с задвижками 18 для дозированного вывода нагретого воздуха в парную бани. Для возможности быстрого нагрева печи путем подачи горячего воздуха в ее топку 2 полость конвектора 15 соединена через поворотное колено 19, зольник 3 и колосниковую решетку 4 с полостью топки 2. Задвижка 18 для дозированного вывода горячего воздуха выполнена в виде двурядного шабера с общим рычагом управления.The furnace for the bath includes a metal case 1 with a firebox 2 for firewood, an ash pan 3, a grate 4, a chimney 5 and a built-in heater 6. To increase resistance to burning, the case 1 and the heater 6 are made of GOST 09 G2S steel, from 3 to 20 mm. The housing of the heater 6 is made in the form of a container filled with lumpy heat-resistant material (stones) 7. Between the walls of the housing of the heater 6 and the housing 1 of the stove, chimneys 8 are formed, connecting the furnace 2 with the chimney 5 along all sides of the heater bis its upper side. To supply water with a ladle and / or drip method to the stones 7 and generate steam, the cavity of the heater 6 is equipped with a loading niche 9 with a door 10. At the bottom of the niche 9 a water tank (funnel) 11 is installed with a dropper 12 and a nozzle 13, the free end of which is brought into the lower part of the heater 6 in the thickness of its heat-absorbing material 7. The door 10 and the opening of the niche 9 of the heater 6 are made with diagonal sizes from 20 to 40 cm, which make it possible for the ladle to supply water directly to the heater 6 for steam formation or by the drop method by pouring a funnel 11For water installed in the bottom of the niche 9. On the outside, the furnace body 1 is covered with a heat-insulated casing 14. The casing 14 is made of stainless steel with a thickness of 0.4 to 0.8 mm, coated on the inside with a layer of silica fiber 1-3 cm thick. The casing 14 is mounted above body 1 of the furnace with a gap forming a convector 15 for heating air between the walls of the housing 1 and the walls of the casing 14. For heat exchange of the convector 15 with heated air with the environment of the steam bath in the lower lateral parts of the casing 14 are made inlet holes 16 for cold air, and the upper part of the casing - holes 17 with valves 18 for the dosed output of heated air into the steam bath. In order to be able to quickly heat the furnace by supplying hot air to its furnace 2, the convector cavity 15 is connected through the rotary elbow 19, the ash pan 3 and the grate 4 to the furnace cavity 2. The valve 18 for the dosed output of hot air is made in the form of a two-row scraper with a common control lever.

Печь для бани работает следующим образом. Печь растапливают при закрытой задвижке 18. Дымовой газ, получаемый от сжигания топлива в топке 2, проходит через дымоходы 8, находящейся между стенками корпуса 1 и стенками каменки 6 к дымовой трубе 5, нагревая их и камни 7 в каменке 6. В свою очередь воздушный поток воздуха, поступающий извне через приточные отверстия 16 попадает в полость конвектора 15, где он нагревается и затем при закрытом шабере (задвижка 18) по поворотному колену 19 направляется в зольник 3 и далее под действием силы тяги дымовой трубы 5 - через колосниковую решетку 4 в топку 2. Нагретый воздух, попадая в топку 2, резко увеличивает температуру в топке, создавая условия для быстрого горения дров и быстрейшего разогрева камней 7 в каменке 6. При этом, за счет того, что стенки кожуха 14 выполнены утепленными из негорючего кремнеземного материала, не происходит их перегрев и, следовательно, отсутствует жесткое ультрафиолетовое излучение от кожуха 14 печи. После разогрева печи открывают полностью задвижку 18 и горячий воздух из конвектора 15 через отверстия 17 поступает в парную бани, нагревая ее воздух. При достижении требуемой температуры воздуха в парной прикрывают выходные отверстия 17 задвижкой 18, компенсируя тепловые потери парной бани. В данном варианте использования печи будет сухой воздух (финская баня). Для создания пара открывают дверцу 10 ниши 9 и льют воду на разогретые камни 7 ковшом или капельным путем через воронку 11, капельницу 12 и патрубок 13, подают воду в толщу камней 7 каменки 6. Капли воды при соприкосновении с камнями 7 испаряются, и каменка 6 переходит в режим парогенерации. Режим парогенерации регулируется управлением проходного сечения капельницы 12 с помощью рычага 20, выведенного на переднюю панель кожуха 14 печи. За счет возможности создания высокой температуры внутри топки 2, температура теплоемкого материала 7 может подниматься до 450°C, что дает условия для создания перегретого пара. За счет того, что вода поступает капельным путем в толщу материала 7, капли, испаряясь, образуют «легкий пар», перегретый и оптимально сухой, который затем через дверцу 10 поступает в помещение парилки.The furnace for the bath works as follows. The furnace is heated with a closed valve 18. The flue gas obtained from burning fuel in the furnace 2 passes through chimneys 8 located between the walls of the housing 1 and the walls of the heater 6 to the chimney 5, heating them and stones 7 in the heater 6. In turn, air the air flow coming in from the outside through the air inlet 16 enters the convector cavity 15, where it heats up and then, with the scraper closed (gate valve 18), is guided along the rotary elbow 19 to the ash pan 3 and then, under the action of the chimney draft force 5, through the grate 4 firebox 2. On fresh air entering the furnace 2 sharply increases the temperature in the furnace, creating conditions for the rapid burning of firewood and the fastest heating of stones 7 in the heater 6. Moreover, due to the fact that the walls of the casing 14 are made of insulated non-combustible silica material, they do not occur overheating and, therefore, there is no hard ultraviolet radiation from the casing 14 of the furnace. After heating the furnace, the valve 18 is fully opened and hot air from the convector 15 through the openings 17 enters the steam bath, heating its air. Upon reaching the required air temperature in the steam room, the outlet openings 17 are covered with a valve 18, compensating for the heat loss of the steam bath. In this use case, the oven will have dry air (Finnish bath). To create steam, open the door 10 of the niche 9 and pour water onto the heated stones 7 with a ladle or drip through a funnel 11, a dropper 12 and a pipe 13, supply water to the thickness of the stones 7 of the heater 6. Drops of water in contact with the stones 7 evaporate, and the heater 6 goes into steam mode. The mode of steam generation is regulated by controlling the passage of the dropper 12 using the lever 20, displayed on the front panel of the casing 14 of the furnace. Due to the possibility of creating high temperature inside the furnace 2, the temperature of the heat-intensive material 7 can rise to 450 ° C, which gives conditions for creating superheated steam. Due to the fact that water enters through the thickness of the material 7 through droplets, the droplets evaporate to form “light steam”, superheated and optimally dry, which then enters the steam room through the door 10.

Предлагаемая конструкция печи обладает повышенной теплоемкостью, за счет установки каменки 6 с тепловым зазором в центре корпуса 1 печи, что позволяет камням 7 и печи долго хранить тепло. Кроме того, за счет утепления кожуха 14 печи при длительной топке не происходит перегрева стенок корпуса 14 печи и помещения, от печи идет приятное теплое излучение, обеспечивающее комфортное и здоровое условие для принятия парных процедур.The proposed design of the furnace has a high heat capacity due to the installation of a heater 6 with a thermal gap in the center of the furnace body 1, which allows the stones 7 and the furnace to store heat for a long time. In addition, due to the insulation of the casing 14 of the furnace during prolonged heating, the walls of the casing 14 of the furnace and the room do not overheat, pleasant warm radiation from the furnace is provided, providing a comfortable and healthy condition for the adoption of pair procedures.

В настоящее время печь для бани прошла опытную проверку и готовится ее серийное производство.Currently, the furnace for the bath has passed the pilot test and is preparing its mass production.

Claims

1. The furnace for the bath, including a metal case with a furnace, ash pan, grate, chimney and heater, made in the form of a metal container isolated from the furnace, filled with lumpy heat-resistant material, equipped with a pipe for supplying water to the layer of heat-resistant material and a door for steam output moreover, the nozzle is connected through a dropper to a water tank, characterized in that the heater is fixed in the furnace body with the formation along the side surfaces and on its upper side of the chimneys connecting the furnace with smoke pipe, the furnace body is placed in an insulated casing with a gap between the external walls of the casing and the inner walls of the casing forming a convection heating circuit for the supply air, inlet holes for cold air are made in the lower sides of the casing, and openings with dampers for metering are made in the upper part of the casing hot air outlet, the lower part of the convection heating circuit through the knee, ash pan and grate is connected to the furnace of the furnace, the door of the heater for steam output is installed on External Expansion side of the furnace shell and is connected with the cavity of the heater through a niche in the bottom of which is fixed a dropper with the water tank.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the door and the opening of the heater niche are made with diagonal sizes from 20 to 40 cm, which make it possible to supply the bucket of water directly to the heater for steam generation or by the drip method by filling the bucket with water installed in the bucket niche bottom.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the water tank is made in the form of a funnel, and the dropper is in the form of a pinch valve or valve with a control lever displayed on the outer surface of the furnace casing.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that the valve for the dosed output of hot air is made in the form of a two-row scraper with a common control lever.

5. The furnace according to claim 1, characterized in that the casing is made of steel with a thickness of 3 to 6 mm, and the insulated casing is made of stainless steel with a thickness of 0.4 to 0.8 mm, coated on the inside with a layer of silica fiber with a thickness of 1 -3 cm