RU2698360C1

RU2698360C1 - Universal air heating furnace

Info

Publication number: RU2698360C1
Application number: RU2019101142A
Authority: RU
Inventors: Вадим Михайлович Голубенко
Original assignee: Вадим Михайлович Голубенко
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-08-26

Abstract

FIELD: heating devices.

SUBSTANCE: invention relates to heating devices, in particular, to metal furnaces on solid, liquid or gaseous fuel intended for air heating of residential and non-residential premises. Universal air heating furnace consists of a firebox with a fuel door, a grate arranged between the firebox and the ash box, a discharge stack connected to a short smoke branch pipe attached above the firebox cover, to the upper part of which a downwardly bent smoke branch pipe is welded at a certain distance from the outer surface firebox. Smoke pipe bent downwards through the smoke branch pipe is connected to the hollow small heater also located at some distance from the firebox. Inner cavity of heater forms flue gas channel with horizontal tube located inside it, free ends with holes of which are brought in direction of heated room. Both ends of the horizontal tube are welded to side end walls of the hollow heater and covered by adjusting shutters with axis of rotation. Horizontal tube located in the internal cavity of the hollow heater is rigidly connected to radial branches of different length welded to it in the form of perpendicularly installed tubes of small size towards side inner walls of the hollow heater. Besides, the cylindrical hollow heater through the smoke branch perforated with holes is connected to the lower small cylindrical heater filled with liquid or gaseous fuel, the cover of which has an inlet hole with a horizontal adjusting shutter. Walls of tubular part of branch pipes of cylindrical heaters and location of horizontal tube with welded radial branches in the form of tubes of different length increase heat removal.

EFFECT: combustion fuel saving, higher efficiency.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к отопительным устройствам, в частности к металлическим пламенным печам на твердом, жидком и газообразном топливе, предназначенных для воздушного отопления жилых и нежилых помещений, например гаражей, мастерских, ангаров, сараев и т.п., для приготовления пищи и сушки пищевых и непищевых продуктов, содержащих малогабаритные, преимущественно металлические печи различной конструкции.The invention relates to heating devices, in particular to metal flame furnaces for solid, liquid and gaseous fuels, intended for air heating of residential and non-residential premises, for example, garages, workshops, hangars, sheds, etc., for cooking and drying food and non-food products containing small-sized, mainly metal furnaces of various designs.

Универсальная печь воздушного отопления представляет собой компактную, малогабаритную модульную конструкцию с высокой теплоотдачей, включающую к ней два и более малогабаритных цилиндрических металлических нагревателей, один из которых выполнен пустотелым с впускным воздушным патрубком, а второй заполняется жидким или газообразным топливом, причем последние соединены между собой посредством перфорируемого дымового патрубка с отверстиями в его боковой стенке, верхний дымовой изогнутый металлический патрубок соединен в верхней части корпуса боковой стенки короткого дымового патрубка над топливником. Все это в целом, позволяет интенсифицировать конвективный поток воздуха вдоль наружной поверхности дымовых патрубком и малогабаритных нагревателей. Все два осевых дымовых патрубков, соединяющих малогабаритные нагреватели, выполнены эксцентриситетом при сборке печи, и быстро нагреваюпечь в помещение.The universal air heating furnace is a compact, compact modular design with high heat dissipation, including two or more small-sized cylindrical metal heaters, one of which is hollow with an air inlet pipe, and the second is filled with liquid or gaseous fuel, the latter being interconnected by perforated smoke pipe with holes in its side wall, the upper curved smoke pipe is connected to the upper part and the case of the side wall of the short smoke pipe above the firebox. All this as a whole allows intensifying the convective air flow along the outer surface of the chimney nozzle and small-sized heaters. All two axial smoke pipes connecting small-sized heaters are eccentric when assembling the furnace, and I quickly heat the furnace into the room.

Из уровня техники известна система отопления, содержащая источник тепла с камерой сгорания и газоходом, соединенным с дымовой трубой, снабженным теплообменником в виде трубчатого кожуха, установленного коаксиально на газоходе с образованием воздушных каналов с входным и выходным окнами, с патрубком забора наружного воздуха, соединенным с входным окном, расположенным в нижней части теплообменника, при этом патрубок забора наружного воздуха соединен с неотапливаемым помещением, преимущественно с подвалом, выходное окно снабжено заслонкой, расположено в верхней части темплообменника и сообщено с установленным помещением (Патент RU №2097661, F24B 7/02 от 27.11.1997).A heating system is known from the prior art, comprising a heat source with a combustion chamber and a gas duct connected to a chimney equipped with a heat exchanger in the form of a tubular casing mounted coaxially on the gas duct to form air channels with inlet and outlet windows, with an outside air intake pipe connected to an inlet window located at the bottom of the heat exchanger, while the outside air intake pipe is connected to an unheated room, mainly to the basement, the outlet window is provided with a screen Second, it disposed in the upper heat exchanger core portion and communicated with location set (Patent RU №2097661, F24B 7/02 from 27.11.1997).

Однако к недостаткам печи относится недостаточная скорость разогрева печи, а значит, ограниченные функциональные возможности печи, т.е. необходимость вывода вне отапливаемого помещения патрубка для поступления холодного «уличного» воздуха, забираемой из подпола. Кроме того, система отопления работает только на одном твердом топливе с большим расходом топлива, и как следствие -неудовлетворительность потребителя.However, the disadvantages of the furnace include the insufficient heating rate of the furnace, and therefore, the limited functionality of the furnace, i.e. the need to output a pipe outside the heated room for the intake of cold "street" air taken from the underground. In addition, the heating system runs on only one solid fuel with high fuel consumption, and as a result, consumer unsatisfactory.

Известна печь - каменка, которая представляет собой топочную камеру, на торец которой для увеличения поточного пространства посажен замкнутый пустотелый бак квадратной, круглой или иной формы, при этом во внутреннюю полость бака вставляется реторта - каменка в виде пустотелого многозаходного шнека, торец которого посажен верхней крышкой на бак, замыкая тем самым топочное пространство, при этом огонь и горячий дым поднимаются по малому шнеку, образуя с внутренней поверхностью бака -экрана (при заполнении водой) длинный полнооборотный многозаходный огнедымооборот (Патент RU, №2490553, F24B 7/00 от 20.08.2013).There is a well-known stove - a heater, which is a combustion chamber, on the end of which, to increase the flow space, a closed hollow tank of a square, round or other shape is planted, while a retort is inserted into the internal cavity of the tank - a heater in the form of a hollow multi-auger screw, the end of which is planted with a top cover on the tank, thereby closing the furnace space, while fire and hot smoke rise along the small auger, forming a long full-speed multi-turn with the inner surface of the tank-screen (when filling with water) fire extinguishing (Patent RU, No. 2490553, F24B 7/00 of 08/20/2013).

Известная печь-каменка имеет ряд недостатков, главный из которых заключается в зависимости от режима топки получать влажный пар для русской бани или сухой для сауны, а значит, недостаточные потребительские свойства описанного устройства обусловлены тем, что часть вырабатываемой тепловой энергии затрачивается на подогрев поступающего в топку воздуха, что снижает КПД известного устройства, в результате чего используется большое количество одного твердого топлива, и как следствие - неудовлетворительность потребителя. Кроме того, не использует достаточно удаляемых топочных газов, содержащих большое количество теплоты, чем удаляемый теплый воздух и вследствие этого также имеет низкий к.п.д.The known stove-heater has a number of drawbacks, the main of which is, depending on the furnace mode, getting wet steam for a Russian bath or dry for a sauna, which means that the insufficient consumer properties of the described device are due to the fact that part of the generated thermal energy is spent on heating the heat supplied to the furnace air, which reduces the efficiency of the known device, resulting in the use of a large amount of one solid fuel, and as a result - unsatisfactory consumer. In addition, it does not use sufficiently removed flue gases containing a large amount of heat than the removed warm air and therefore also has a low efficiency.

Из уровня техники известна металлическая печь, которая состоит из топливника, ось которого направлена горизонтально в продольном направлении, колосниковой решетки, размещенной между топливником и зольником, топливной дверцы, через которую поступает первичный воздух для сгорания топлива, зольника с поворотной герметичной дверцей для удаления золы, дымовой трубы, внешнего дымоходного канала в виде большого количества горизонтальных теплоотводящих труб для последовательного отвода горячих дымовых газов из топливника к коллектору и затем к дымовой трубе, причем указанные трубы для обеспечения конвективной теплоотдачи расположены полностью вне топливника параллельно его продольной оси на достаточном расстоянии от внешней поверхности топливника и друг от друга. Данные трубы имеют круглое поперечное сечение, их впускные концы присоединены к топливнику рядом с топливной дверцей, а их выпускные концы присоединены к дымовому коллектору как можно далее от впускных концов этих труб. Дымовой коллектор расположен сразу за тыльной стенкой топливника и конструктивно соединен с ним и зольником в горизонтальном направлении (Патент US №4,827,900, А, от 09.05.1989).The metal furnace is known from the prior art, which consists of a firebox, the axis of which is directed horizontally in the longitudinal direction, a grate, located between the firebox and the ash pan, a fuel door through which primary air is supplied to burn fuel, an ash pan with a rotary hermetic door to remove ash, a chimney, an external chimney channel in the form of a large number of horizontal heat pipes for the sequential removal of hot flue gases from the firebox to the collector and then to the chimney, and these pipes to ensure convective heat transfer are located completely outside the firebox parallel to its longitudinal axis at a sufficient distance from the outer surface of the firebox and from each other. These pipes have a circular cross section, their inlet ends are connected to the firebox near the fuel door, and their outlet ends are connected to the smoke manifold as far as possible from the inlet ends of these pipes. The smoke collector is located immediately behind the back wall of the firebox and is structurally connected to it and the ash pan in the horizontal direction (US Patent No. 4,827,900, A, 05/09/1989).

К недостаткам печи относятся: расположение эпицентра горения топлива рядом с топливной дверцей, обусловлено поступлением в топливник практически всего потока первичного воздуха через топливную дверцу, который после нагрева сразу же поднимается вверх и кратчайшим путем направляется к впускным концам дымоходных (теплоотдающих) труб, расположенных непосредственно перед топливной дверцей. При этом в устье этих труб благодаря дымоходной тяге значение атмосферного давление всегда является наименьшим, вследствие чего происходит перегрев и коробление дверцы и стенок топливника, а также существует повышенная вероятность выброса пламени и дымовых газов в отапливаемое помещение через заслонку впуска воздуха в топливной дверце. Кроме того, сложность конструкции и эксплуатационного надзора за устройством, особенно наличие трудностей, связанных с предотвращением зарастания дымоходов, обусловленных их большим количеством, сложным профилем и малым диаметром, а также значительные габариты печи, связанные с наличием большого количества внешних теплоотдающих дымоходных труб.The disadvantages of the furnace include: the location of the fuel combustion epicenter next to the fuel door, due to the entry into the firebox of almost the entire stream of primary air through the fuel door, which, after heating, immediately rises and is sent to the inlet ends of the chimney (heat-releasing) pipes located immediately before fuel door. At the same time, at the mouth of these pipes, due to chimney draft, the value of atmospheric pressure is always the smallest, as a result of which overheating and warping of the door and walls of the firebox occur, and there is also an increased likelihood of flames and flue gases being released into the heated room through the air intake damper in the fuel door. In addition, the complexity of the design and operational supervision of the device, especially the difficulties associated with preventing overgrowth of chimneys due to their large number, complex profile and small diameter, as well as the significant dimensions of the furnace associated with the presence of a large number of external heat-releasing chimney pipes.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности признаков является печь, состоящая из топливника с топливной дверцей, колосниковой решетки, размещенной между топливником и зольником, зольника, дымовой трубы, внешнего дымоходного канала для отвода горячих дымовых газов из топливника к дымовой трубе, который расположен сверху над топливником, при этом зольник оборудован подвижной регулирующей заслонкой, дымоходный канал соединен с топливником с помощью патрубка, расположенного с тыльной части топливника, и выполнен многооборотным, при этом его сечение имеет форму четырехугольника, высота сечения дымоходного канала в 2-20 раз превышает его ширину, а объем составляет 0,1-1,5 объема топливника, при этом дымоходный канал образовывает трехстенное, открытое сверху и с одной стороны, коробчатое вместилище, вход дымоходного канала размещен на противоположной стороне от топливника, а между топливником и дымоходным каналом с трех сторон выполнены прорези для поступления воздуха (Патент RU, №2319077, F24B 7/00 от 10.03.2008).The closest to the invention in terms of features is a furnace consisting of a firebox with a fuel door, a grate located between the firebox and the ash pan, an ash pan, a chimney, an external chimney channel for removing hot flue gases from the firebox to the chimney, which is located above the firebox , while the ash pan is equipped with a movable control damper, the chimney channel is connected to the firebox using a pipe located on the back of the firebox, and is multi-turn, when Ohm, its cross section has the shape of a quadrangle, the height of the cross section of the chimney channel is 2-20 times its width, and the volume is 0.1-1.5 of the volume of the firebox, while the chimney channel forms a three-walled, box-shaped container open on top and on one side, the entrance of the chimney channel is located on the opposite side from the firebox, and between the firebox and the chimney channel, cuts for air intake are made on three sides (Patent RU, No. 2319077, F24B 7/00 of 03/10/2008).

К главным недостаткам прототипа следует отнести:The main disadvantages of the prototype include:

- сложность монтажа печи и использование только одного вида твердого топлива, а значит ограниченные функциональные возможности печи (невозможность использования жидкого или газообразного топлива одновременно с твердым топливом при протапливании из-за его конструктивного решения);- the complexity of the furnace installation and the use of only one type of solid fuel, which means the limited functionality of the furnace (the inability to use liquid or gaseous fuel simultaneously with solid fuel during heating due to its design solution);

- для повышения теплоотдачи печи способствует определенная избранная форма сечения дымоходного канала непосредственно в самом топливнике с заданным соотношением между высотой и шириной, а также соотношением между объемом дымоходного канала и топливника, когда габариты и объем его значительны; требует дополнительно технологических отверстий с горизонтальными лючками в процессе эксплуатации печи;- to increase the heat transfer of the furnace, a certain selected shape of the cross section of the chimney channel directly in the firebox contributes to a predetermined ratio between the height and width, as well as the ratio between the volume of the chimney channel and the firebox, when its dimensions and volume are significant; requires additional technological holes with horizontal hatches during operation of the furnace;

- требует дополнительных наличие внутренних искривленных перегородок в дымоходном канале для усиления теплоотдачи от дымовых газов к стенкам дымоходного канала для того, чтобы уменьшить неравномерность температурного поля в нем за счет многоразового изменения направления движения потока дымовых газов, но существенно не влияет на эффективность использования конвективной составляющей теплового потока при использовании в случае нескольких одновременно видов топлива для обогрева помещения.- requires the presence of internal curved partitions in the chimney channel to enhance heat transfer from flue gases to the walls of the chimney channel in order to reduce the unevenness of the temperature field in it due to multiple changes in the direction of flow of the flue gas, but does not significantly affect the efficiency of using the convective component of the heat flow when used in case of several types of fuel simultaneously for heating the room.

Задачей предложенного изобретения является создание печи конструктивного видоизменения в целом и усовершенствования других ее узлов, лишенной указанных недостатков прототипа для отапливаемого помещения, где имеется возможность для заданного отапливаемого помещения оптимально расположить топливник и дополнительно два малогабаритных, соединенных между собой и с топливником, при малом расходе твердого топлива и малых цилиндрических нагревателей, одного пустотелого не менее двух, а другого на жидком или газообразном топливе в условиях естественной конвекции нагреваемого воздуха с помощью дополнительных малогабаритных нагревателей печи, преимущественно металлических разной конструкции и быстро нагреть печь. Кроме того, с высокой и гибкорегулируемой теплоотдачей при использовании одновременно различного топлива при горении топлива, удобство и простой эксплуатации, т.е. к.п.д. и экономия топлива повышается по времени в разы.The objective of the proposed invention is the creation of a furnace of structural modification in general and improvement of its other units, devoid of the indicated disadvantages of the prototype for a heated room, where it is possible for a given heated room to optimally position the firebox and two additional small-sized, interconnected and with the firebox, at a low consumption of solid fuel and small cylindrical heaters, one hollow of at least two, and the other on liquid or gaseous fuel in conditions x natural convection of heated air with the help of additional small-sized furnace heaters, mainly metal of different designs and quickly heat the furnace. In addition, with high and flexibly adjustable heat dissipation when using simultaneously different fuels during fuel combustion, convenience and simple operation, i.e. efficiency and fuel economy rises in time at times.

В целом это улучшает удобство монтажа и эксплуатации, доступной по цене для отопления гаражей, мастерских, ангаров, сараев и т.п.In general, this improves the convenience of installation and operation, affordable for heating garages, workshops, hangars, sheds, etc.

Поставленная задача решается путем создания универсальной печи воздушного отопления, которая состоит из топливника с топливной дверцей, колосниковой решетки, размещенной между топливником и зольником, дымовой трубы, которая расположена сверху над топливником, зольник оборудован подвижной регулирующей заслонкой, дымоходный канал, соединен с помощью патрубка и прорези для поступления воздуха, согласно изобретения, к крышке топливника сверху приварен короткий дымовой патрубок который позволяет эксплуатировать дополнительно топочное модульное устройство через отводящий дымовой изогнутый вниз патрубок, к которому присоединены два малых связанных между собой цилиндрических металлических нагревателей, которые позволяют эксплуатировать в режиме дополнительно теплоагрегатора как газогенератор в активном режиме горения жидкого или газообразного топлива (топливо может сгорать с замедленной теплоотдачей, длительным периодом), так и в активном режиме горения (топливо сгорает с высокой теплоотдачей), горизонтальная трубка проходит снизу под крышкой через среднюю часть пустотелого цилиндрического нагревателя, создавая в пустотелом нагревателе дымовой канал, стенки пустотелого канала и трубки, которых получают теплоотдачу с выходом нагретого воздуха в отапливаемое помещение, кроме того, к наружным стенкам горизонтальной трубки внутри пустотелого нагревателя приварены радиальные ответвления разной длины в виде прямолинейных (ступенчатых) перпендикулярно установленных трубок малого размера под прямым углом в направлении боковых внутренних стенок пустотелого нагревателя, причем концы горизонтальной трубки приварены к боковым стенкам пустотелого нагревателя с целью устранения выхода дымового газа из дымового канала в полости пустотелого нагревателя снабженного по диаметру его с горизонтальной трубки с радиальными ответвлениями малых размеров трубок, при этом выходные отверстия концов прямолинейной трубки с двух сторон снаружи снабжают поворотными заслонками, ось вращения которых прикреплена к стенкам отверстия трубки, при этом пустотелый цилиндрический нагреватель соединен с помощью перфорированного с отверстиями дымового патрубка с малым цилиндрическим нагревателем, заполняемым жидким или газообразным топливом и, крышка которого сверху имеет входное отверстие с регулирующей плоской заслонкой для безопасности эксплуатации и поступления регулируемого воздуха из отапливаемого помещения.The problem is solved by creating a universal air heating furnace, which consists of a firebox with a fuel door, a grate, located between the firebox and the ash pan, a chimney that is located above the firebox, the ash pan is equipped with a movable control damper, the chimney is connected by a pipe and slots for air intake, according to the invention, a short smoke pipe is welded to the top of the firebox cover, which allows the operation of an additional furnace a muzzle device through a smoke outlet pipe curved downward to which two small interconnected cylindrical metal heaters are connected, which make it possible to operate as an additional heat generator as a gas generator in the active mode of burning liquid or gaseous fuel (fuel can burn with delayed heat transfer for a long period), and in the active mode of combustion (fuel burns with high heat transfer), the horizontal tube passes from below under the cover through the middle part of hollow cylindrical heater, creating a smoke channel in the hollow heater, the walls of the hollow channel and the tube, which receive heat transfer with the release of heated air into the heated room, in addition, radial branches of different lengths are welded to the outer walls of the horizontal tube inside the hollow heater in the form of straight (step) perpendicularly mounted small tubes at a right angle to the direction of the side inner walls of the hollow heater, and the ends of the horizontal the tubes are welded to the side walls of the hollow heater in order to eliminate the exit of flue gas from the smoke channel into the cavity of the hollow heater supplied with a diameter of a horizontal tube with small-sized radial branches of the tubes, while the outlet openings of the ends of the rectilinear tube on both sides are provided with rotary dampers, the axis the rotation of which is attached to the walls of the tube hole, while the hollow cylindrical heater is connected using a perforated smoke hole a cylindrical tube with a small heater, filled with liquid or gaseous fuel, and which top cover has an inlet opening with a flat regulating valve for operation safety and controlled admission of air from the heated space.

Кроме того, выходной конец дымового изогнутого патрубка над верхней крышкой пустотелого нагревателя размещен со смещением ближе к одной из сторон боковой стенке нагревателя, а входной конец дымового перфорированного с отверстиями патрубка, под крышкой пустотелого нагревателя, соответственно, смещен к противоположной боковой стенке его, относительно центральной вертикальной оси нагревателя.In addition, the outlet end of the curved smoke pipe above the top cover of the hollow heater is placed offset closer to one side of the side wall of the heater, and the inlet end of the smoke perforated pipe with holes, under the cover of the hollow heater, is offset to the opposite side wall of it, relative to the central vertical axis of the heater.

Предпочтительно выполнение дополнительного теплообменника в виде воздушной горизонтальной трубки, к которой приварены радиальные ответвления разной длины в виде ступенчатых перпендикулярно установленных трубок малого диаметра внутри пустотелого цилиндрического нагревателя и сами элементы меньше высоты внутри пустотелого нагревателя, выполняют роль теплообменника внутри дымохода (газохода), охватывающего весь пустотелый нагреватель. Кроме того, эти элементы внутри устройства смонтированы так, что могут иметь воздушные каналы, а стенки их полностью нагреваются то, что отсутствует в известных решений. В результате этого увеличивается интенсивность использования конвективной составляющей теплового потока печи. А, значит, повышается эффективность теплоотдачи от горячей поверхности самой горизонтальной поверхности трубки внутри и снаружи пустотелого нагревателя и поверхности проточного пространства в самой горизонтальной трубке к нагреваемому воздуху, поступающему в отапливаемое помещение. Кроме того, выходя из пустотелого нагревателя вверх, горячий дым поступает в приваренный короткий патрубок в крышке топливника, что повышает тягу в самом топочном модульном устройстве как газогенератор в активном режиме горения.It is preferable to perform an additional heat exchanger in the form of an air horizontal tube to which radial branches of different lengths are welded in the form of stepped perpendicularly installed tubes of small diameter inside a hollow cylindrical heater and the elements themselves are smaller than the height inside a hollow heater, act as a heat exchanger inside a chimney (flue), covering the entire hollow heater. In addition, these elements inside the device are mounted so that they can have air channels, and their walls are completely heated, which is absent in the known solutions. As a result of this, the intensity of using the convective component of the heat flow of the furnace increases. And, therefore, the efficiency of heat transfer from the hot surface of the most horizontal surface of the tube inside and outside the hollow heater and the surface of the flow space in the most horizontal tube to the heated air entering the heated room is increased. In addition, leaving the hollow heater upward, hot smoke enters the welded short pipe in the firebox cover, which increases the draft in the furnace module itself as a gas generator in the active mode of combustion.

Кроме того, на концах горизонтальной трубки имеются поворотные заслонки, закрепленные на осях вращения, которые позволяют регулировать выход горячего воздуха в ту или иную сторону помещения или, наоборот, уменьшит выход горячего воздуха (смягчить) и снизить интенсивность нагретого воздуха на прямую в отапливаемое помещение (что-то в виде духовки с дверцей). Кроме того, дымовой газ, выходя вверх через дымовой перфорированный с отверстиями, дополнительно подсасывает воздух из отапливаемого помещения, что позволяет дополнительно обеспечить активное горение продукта из жидкого или газообразного топлива в эксплуатационном режиме с заполняемым нижним малым нагревателем, крышка которого сверху снабжена входным отверстием с регулирующей плоской заслонкой для безопасности эксплуатации и поступления регулируемого воздуха для горения. Например, жидкого топлива, в виде мазута или отработанного масла из двигателя внутреннего сгорания автотранспорта или тракторной техники.In addition, at the ends of the horizontal tube there are rotary dampers mounted on the rotation axes, which allow you to regulate the exit of hot air to one side or the other of the room or, conversely, reduce the output of hot air (soften) and reduce the intensity of the heated air directly into the heated room ( something in the form of an oven with a door). In addition, the flue gas, escaping through the perforated flue with openings, additionally draws in air from the heated room, which allows additionally to ensure active combustion of the product from liquid or gaseous fuels in operational mode with a fillable lower small heater, the cover of which is provided with an inlet at the top flat damper for safe operation and regulated combustion air. For example, liquid fuel, in the form of fuel oil or waste oil from an internal combustion engine of vehicles or tractor equipment.

В отличие, от прототипа предлагаемое устройство позволяет раздельно или вместе работу топливника и подключенных к нему через короткий сверху над крышкой дымовой патрубок. В результате этого использование дополнительного устройства для обогрева помещения расширяет дополнительно возможность использовать их для широкого круга нужд, в т.ч. для приготовления пищи, сушки пищевых и непищевых продуктов воздушного отопления помещения и т.п. Кроме того, регулирующая горизонтальная крышка на заполняемом малом нагревателе позволяет увеличить или уменьшить поступление воздуха из отапливаемого помещения для горения топлива.In contrast, from the prototype, the proposed device allows separate or together operation of the firebox and the smoke pipe connected to it through a short smoke pipe above the cover. As a result of this, the use of an additional device for space heating further extends the ability to use them for a wide range of needs, including for cooking, drying food and non-food products of air heating, etc. In addition, the regulating horizontal cover on the small heater to be filled makes it possible to increase or decrease the intake of air from the heated room for burning fuel.

Следует важно отметить то, что необходимым условием для интенсивного использования конвективной составляющей теплового потока пустотелого малого нагревателя, является необходимость смещения входного отверстия дымового перфорированного с отверстиями патрубка по отношению выходного отверстия отводящего дымового в сторону изогнутого патрубка относительно центральной вертикальной оси цилиндрического малого пустотелого нагревателя. В результате этого удлиняется проход дымового канала и эффективность теплоотдачи от горячих поверхностей горизонтальной трубки с прикрепленными к ее боковым стенкам радиальных ответвлений разной длины, установленных малого размера трубок под прямым углом в направлении боковых внутренних стенок пустотелого нагревателя внутри его полости.It is important to note that a necessary condition for the intensive use of the convective component of the heat flux of a hollow small heater is the need to shift the inlet of the smoke perforated pipe with holes in relation to the exhaust outlet of the smoke in the direction of the curved pipe relative to the central vertical axis of the cylindrical small hollow heater. As a result, the passage of the smoke channel and the heat transfer efficiency from the hot surfaces of the horizontal tube with the radial branches of different lengths attached to its side walls and the small size of the tubes at right angles in the direction of the side inner walls of the hollow heater inside its cavity are lengthened.

На фиг. 1 представлена схема универсальной печи воздушного отопления с разрезом малых металлических и цилиндрических нагревателей, общий вид сбоку; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1 (вид сверху без крышки).In FIG. 1 is a diagram of a universal air heating furnace with a cut of small metal and cylindrical heaters, a general side view; in FIG. 2, section AA in FIG. 1 (top view without cover).

Универсальная печь воздушного отопления, представленная на фиг. 1, содержит стойки 1 на опорной плите пола и работающей одновременно или раздельно на любом из известных видов топлива. Корпус топливника 2 выполнен цилиндрическим металлической формы, к крышке которой сверху приварен короткий металлический дымовой патрубок 3 меньшего диаметра, соединенного с отводящей дымовой трубой 4 и с меньшим диаметром по отношению к короткому дымовому патрубку 3 в сторону выхода вне отапливаемого помещения на улицу, и верхняя часть короткого дымового патрубка 3 соединена с приваренным к нему изогнутым вниз отводящим дымовым патрубком 5, который через фланец вертикально вниз соединен через дымовой патрубок 6 с пустотелым цилиндрическим малым нагревателем 7 размещенным на некотором расстоянии от топливника 2, т.е. вертикально его оси.The universal air heating oven shown in FIG. 1, comprises racks 1 on a floor support plate and operating simultaneously or separately on any of the known types of fuel. The firebox housing 2 is made of a cylindrical metal shape, to the top of which a short metal smoke pipe 3 of a smaller diameter is welded to the top, connected to a chimney 4 and with a smaller diameter with respect to the short smoke pipe 3 towards the outlet outside the heated room to the street, and the upper part a short smoke pipe 3 is connected to a downstream smoke pipe 5 welded to it, which is connected vertically downward through a smoke pipe 6 to a hollow cylinder through a flange they small heater 7 disposed at a distance from the firebox 2, i.e. vertically its axis.

Внутренняя полость пустотелого нагревателя 7 образует дымовой газовый канал, с расположенной внутри горизонтальной трубкой 8, свободные концы с отверстиями которой выведены в направлении отапливаемого помещения. Оба конца горизонтальной трубки 8 приварены к боковым торцевым стенкам пустотелого нагревателя 7 и перекрыты регулирующими заслонками 9 с осью вращения 10 с помощью ручки (не показано). Расположенная во внутренней полости пустотелого нагревателя 7 горизонтальная трубка 8 соединена жестко с приваренными к ней радиальными ответвлениями разной длины в виде прямолинейных (ступенчатых) перпендикулярно установленных трубок 11 малого размера под прямым углом в направлении боковых внутренних стенок пустотелого нагревателя 7 (фиг. 2).The internal cavity of the hollow heater 7 forms a flue gas channel, with a horizontal pipe 8 located inside, the free ends with the openings of which are led out in the direction of the heated room. Both ends of the horizontal tube 8 are welded to the side end walls of the hollow heater 7 and are blocked by control flaps 9 with an axis of rotation 10 using a handle (not shown). The horizontal tube 8 located in the inner cavity of the hollow heater 7 is rigidly connected to the radial branches of different lengths welded to it in the form of straight (stepped) perpendicularly installed tubes 11 of small size at right angles to the side inner walls of the hollow heater 7 (Fig. 2).

При этом цилиндрический малый пустотелый нагреватель 7 соединен через дымовой патрубок 12 перфорированный с отверстиями 13 с малогабаритным цилиндрическим нагревателем 14 наполняемого жидким или газообразным топливом, с образованием на его крышке впускного отверстия 15 с горизонтальной заслонкой 16 на оси вращения, которая позволяет регулировать поступление воздуха на горение, т.е. увеличить или уменьшить его поступления для сгорания топлива, а также для безопасности эксплуатации во время окончания и закрытия отопления нагревателя 14. Высота малых нагревателей 7 и 14 меньше в 2-2,5 раза меньше чем высота сечения топливника 2, а объем их составляет каждый 2-3 объема меньше объема топливника 2.In this case, a cylindrical small hollow heater 7 is connected through a smoke pipe 12 perforated with openings 13 with a small-sized cylindrical heater 14 filled with liquid or gaseous fuel, with the formation of an inlet 15 on its cover with a horizontal shutter 16 on the axis of rotation, which allows you to control the flow of combustion air , i.e. increase or decrease its income for fuel combustion, as well as for safe operation during the end and closure of heating of heater 14. The height of small heaters 7 and 14 is less than 2-2.5 times less than the height of the cross section of firebox 2, and their volume is every 2 -3 volumes less than the firebox 2.

Таким образом, в случае использования в качестве жидкого или газообразного топлива внутренняя полость пустотелого нагревателя 7 с прямолинейной трубкой 8 малого размера, снабженной с прямолинейными ступенчатыми ответвлениями в виде малых трубок 11, используется горячий дымовой газ для большого теплообмена самого пустотелого нагревателя 7 в целом. Кроме того, для сжигания твердого топлива: дерево, древесные отходы, уголь, торфяные брикеты, работает топливник 2, а для сжигания жидкого топлива достаточно иметь мазут, отработанное масло и т.п., или как вариант - подвод газообразного топлива (конструктивная схема его с элементами не показана для упрощения), причем количество пустотелых нагревателей с его элементами может быть не менее двух. После сгорания твердого топлива в топливнике 2, образовавшаяся зола через отверстие в колосниковой решетке попадает в зольник (не показано), через которую также подается первичный воздух для обеспечения тяги и сгорания топлива, как и через дымовой перфорированный патрубок 12 с отверстиями 13 для поступления воздуха из отапливаемого помещения, а также регулируемый воздух подается через отверстие 15 с регулирующей заслонкой 16 с помощью ручки (не показано).Thus, in the case of use as a liquid or gaseous fuel, the internal cavity of the hollow heater 7 with a rectilinear tube 8 of small size, equipped with rectilinear step branches in the form of small tubes 11, uses hot flue gas for large heat transfer of the hollow heater 7 as a whole. In addition, for burning solid fuel: wood, wood waste, coal, peat briquettes, firebox 2 works, and for burning liquid fuel it is enough to have fuel oil, used oil, etc., or as an option - supply of gaseous fuel (its design with elements not shown for simplicity), and the number of hollow heaters with its elements can be at least two. After combustion of solid fuel in the firebox 2, the ash formed through an opening in the grate comes into an ash pan (not shown), through which primary air is also supplied to provide draft and combustion of fuel, as well as through a smoke perforated pipe 12 with openings 13 for air from a heated room, as well as adjustable air is supplied through an opening 15 with a control flap 16 using a handle (not shown).

При этом во всех случаях, воздух забирается из отапливаемого помещения и, в тоже время отапливаемая печь за счет конвективного теплообмена отапливает помещение.Moreover, in all cases, air is taken from the heated room and, at the same time, the heated stove heats the room due to convective heat transfer.

Универсальная печь воздушного отопления работает следующим образом.Universal stove air heating operates as follows.

Твердое топливо через топливную дверцу загружают в рабочее пространство топливника 2. Во время сжигания твердого топлива в топливнике 2 при открытой дверцы (не показано), нагревают корпус металлического топливника 2, а продукты горения в виде дымовых газов вертикально поступают в короткий дымовой патрубок 3, далее выходят в отводящую дымовую трубу 4 для поступления в атмосферу вне отапливаемого помещения. За счет естественной тяги дымовые газы уходят наружу, не охлаждая при этом дымовую трубу 4.Solid fuel through the fuel door is loaded into the working space of the firebox 2. When burning solid fuel in the firebox 2 with the door open (not shown), the metal firebox 2 is heated, and the combustion products in the form of flue gases are vertically fed into the short smoke pipe 3, then go into the chimney 4 to enter the atmosphere outside the heated room. Due to natural draft flue gases go outside without cooling the chimney 4.

С наружной стороны корпуса топливника 2 размещают дополнительно топочное модульное устройство в виде малогабаритных, связанных между собой верхний пустотелый цилиндрический нагреватель 7 и нижний цилиндрический нагреватель 14, последний заполняют жидким топливом, например, мазут, отработанное масло и т.п. В нижнем нагревателе 14 сжигается жидкое топливо, на горение которого воздух поступает через впускное отверстие 15 с регулирующей поворотной заслонкой 16 и воздух поступает из отапливаемого помещения, а дымовые газы по дымовому перфорированному с отверстиями 13 патрубка 12 поступают в цилиндрический малый пустотелый нагреватель 7, нагревая при этом за счет конвекции стенки горизонтальной трубки 8 внутри его с закрепленными к трубке 8 радиальных ответвлений разной длины в виде прямолинейных (ступенчатых) перпендикулярно установленных трубок 11 малого размера под прямым углом в направлении боковых внутренних стенок пустотелого нагревателя 7, нагревая также металлический корпус его. Через внутреннее пространство горизонтальной трубки 8 (воздушный канал), горячий воздух, интенсивно нагретый воздух поступает, с помощью регулируемых заслонок 9 с осью вращения 10, в отапливаемое помещение, т.е. выходит при открытых заслонках 9. При этом также интенсивно нагревается корпус и пустотелого нагревателя 7, который дополнительно передает тепло за счет конвекции омываемого его снаружи воздуху отапливаемого помещения, повышая тем самым эффективность работы в целом системы отопления. Кроме того, одновременно воздух поступает и в перфорированный дымовой патрубок 12 с отверстиями 13 для поддержания сгорания отводящих продуктов сгорания в дымовом газе, который поступает в пустотелый нагреватель 7, далее дымовой газ поступает в патрубки 6 и 5, подсоединенных к короткому дымовому патрубку 3 в сторону выхода дымового газа дымовой трубы 4. Кроме того, крышку пустотелого нагревателя 7, которая имеет большую тепловую его отдачу нагрева можно использовать для широкого круга нужд, в т.ч. для приготовления пищи, сушки продуктов и т.п., а это связано также с горением жидкого или газообразного топлива в нижнем цилиндрическом малом нагревателе 14, заполняемого, например, для сжигания отработанного масло, после его использования в двигателях внутреннего сгорания и т.п.(экономия энергоресурсов). Продукты сгорания твердого и жидкого топлива смешиваются в коротком дымовом патрубке 3, размещенным на крышке сверху топливника 2, а это дополнительно осуществляет заметный и интенсивный нагрев всех элементов печи в целом за счет конвективного теплообмена их стенок с наружной стороны помещения. Тепло передается наружному воздуху отапливаемого помещения. Для обеспечения эффективной тепловой отдачи необходимо, чтобы было сделано смещение входного конца дымового перфорированного с отверстиями 13 патрубка 12 и выходной конец дымового патрубка 6 с изогнутым патрубком 5. Следует также изготавливать печь в соотношениях линейных размерах, предложенным новым конструктивным решением универсальной печи воздушного отопления. С помощью заслонок можно регулировать горение твердого и жидкого топлива (или газообразного с учетом для подвода газа - вариант), а значит степень обогрева помещения.On the outside of the firebox housing 2, an additional furnace modular device is placed in the form of small-sized, interconnected upper hollow cylindrical heater 7 and lower cylindrical heater 14, the latter being filled with liquid fuel, for example, fuel oil, used oil, etc. In the lower heater 14, liquid fuel is burned, the combustion of which air enters through the inlet 15 with a control rotary damper 16 and the air enters from the heated room, and the flue gases through the flue perforated with holes 13 of the pipe 12 enter the cylindrical small hollow heater 7, heating at this due to convection of the wall of the horizontal tube 8 inside it with radial branches of different lengths fixed to the tube 8 in the form of straight (step) perpendicularly installed tubes 11 of a small size at right angles in the direction of the side inner walls of the hollow heater 7, also heating its metal casing. Through the internal space of the horizontal tube 8 (air channel), hot air, intensely heated air enters, with the help of adjustable dampers 9 with an axis of rotation 10, into a heated room, i.e. leaves when the dampers are open 9. At the same time, the case and the hollow heater 7 are also heated intensively, which additionally transfers heat due to convection of the air being washed from the outside of the heated room, thereby increasing the overall efficiency of the heating system. In addition, at the same time, air enters the perforated chimney 12 with openings 13 to maintain combustion of the exhaust products in the flue gas, which enters the hollow heater 7, then the flue gas enters the nozzles 6 and 5, connected to the short smoke pipe 3 to the side the exit of the flue gas of the chimney 4. In addition, the cover of the hollow heater 7, which has a large thermal output of heating, can be used for a wide range of needs, including for cooking, drying foods, etc., and this is also associated with the burning of liquid or gaseous fuels in the lower cylindrical small heater 14, filled, for example, for burning used oil, after its use in internal combustion engines, etc. (energy saving). The combustion products of solid and liquid fuels are mixed in a short smoke pipe 3 located on the lid on top of the firebox 2, and this additionally provides a noticeable and intense heating of all elements of the furnace as a whole due to convective heat transfer of their walls from the outside of the room. Heat is transferred to the outside air of the heated room. To ensure effective heat transfer, it is necessary that the input end of the smoke pipe perforated with holes 13 of the pipe 12 and the output end of the smoke pipe 6 with a curved pipe 5 be displaced. It is also necessary to manufacture the furnace in the proportions of linear dimensions proposed by the new design solution for a universal air heating furnace. Using the dampers, it is possible to regulate the combustion of solid and liquid fuels (or gaseous, taking into account for the gas supply - an option), which means the degree of heating the room.

Все модули устройства могут монтироваться с поворотом по вертикальной оси относительно друг друга, что дает возможность удобство их располагать в отапливаемом помещении, оптимально расположить дверцы топочной камеры, дымоход и патрубки для соединения их друг с другом.All modules of the device can be mounted with rotation along the vertical axis relative to each other, which makes it possible to conveniently place them in a heated room, optimally position the doors of the combustion chamber, the chimney and pipes for connecting them to each other.

Такая конструкция создает возможность быстрого монтажа печи и удобство для ее эксплуатации.This design makes it possible to quickly install the furnace and convenience for its operation.

Предложенная печь изготавливается из толстолистового жаропрочной стали, а также возможно изготовление элементов из чугуна; использовать в топливном балансе, как совместного, так и раздельного топлива: твердого, жидкого и газообразного топлива и, следовательно, интенсивность работы универсальной печи воздушного отопления и степень обогрева помещения, что способствует выполнению задач энергосбережения и, изобретение может быть реализовано промышленным способом.The proposed furnace is made of heat resisting steel plate, and it is also possible to manufacture elements from cast iron; use in the fuel balance, both joint and separate fuel: solid, liquid and gaseous fuels and, therefore, the intensity of the universal air heating furnace and the degree of heating of the room, which contributes to the implementation of energy-saving tasks and, the invention can be implemented industrially.

Claims

1. A universal air heating furnace, consisting of a firebox with a fuel door, a grate between the firebox and the ash pan, a chimney located above the firebox, the ash pan is equipped with a movable control damper, the chimney channel is connected by a pipe and a slot for air intake, characterized in that a short smoke pipe is welded to the top of the firebox cover, which allows the operation of an additional furnace modular device through the exhaust smoke iso a downward bent pipe to which two small interconnected cylindrical metal heaters are connected, which make it possible to operate both a gas generator in the active mode of burning liquid or gaseous fuel and in the active mode of burning in the additional heat generator mode, the horizontal tube passes from below under the cover through the middle part hollow cylindrical heater, creating a smoke channel in the hollow heater, the walls of the hollow channel and the tube from which heat transfer from the heated air flows into the heated room, in addition, radial branches of different lengths are welded to the outer walls of the horizontal tube inside the hollow heater in the form of rectilinear perpendicularly installed small tubes at a right angle to the side inner walls of the hollow heater, the ends of the horizontal tube being welded to the side walls hollow heater in order to eliminate the exit of flue gas from the smoke channel in the cavity of the hollow heater equipped with measuring it with a horizontal tube with radial branches of small tube sizes, the outlet openings of the ends of the straight tube on both sides are provided with rotary dampers from the outside, the axis of rotation of which is attached to the walls of the tube opening, while the hollow cylindrical heater is connected using a smoke pipe perforated with holes with a small cylindrical heater filled with liquid or gaseous fuel, the top of which has an inlet opening with a regulating flat flap for For the safety of operation and the flow of regulated air from a heated room.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the output end of the curved smoke pipe above the top cover of the hollow heater is placed offset closer to one of the sides of the side wall of the heater, and the input end of the smoke perforated pipe with holes, under the bottom cover of the hollow heater, respectively offset to the opposite side wall relative to the Central axis of the heater.