RU2698362C1

RU2698362C1 - Universal air heating furnace

Info

Publication number: RU2698362C1
Application number: RU2019100338A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2019-08-26

Abstract

FIELD: furnaces.

SUBSTANCE: invention relates to heating devices, in particular, to metal flame 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 smoke stack, at the same time the flue duct is connected to the firebox by means of a branch pipe, and air intake slots. Fire box is made of a cylindrical metal mold, to the cover of which there is a welded short smoke metal branch pipe of smaller diameter, and the upper part of the smoke short branch pipe is connected to the metal smoke downward bent branch pipe parallel to the axis and at some distance from the external surface of the firebox. First smoke bent pipe also serves as a chimney for connection to it of two small cylindrical metal heaters connected to each other by means of the second vertically arranged smoke metal branch pipe, which side walls are perforated with holes for supply of mainly additional air from the heated room. Upper small cylindrical heater is hollow and is equipped in its upper part with air branch for air inlet from heated room, which hole is made with additional gate, divided in middle part by means of horizontal rotation axis, attached to walls of inlet hole of branch pipe. Lower small cylindrical heater is filled with liquid or gaseous fuel, the cover of which has an inlet with a regulating flat gate for safe operation and supply of small controlled air into the small cylindrical heater. Both small-sized heaters are located at the same level as the firebox.

EFFECT: higher heat release, simpler mounting.

6 cl, 1 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 нагревают печь 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 chimneys connecting small-sized heaters are eccentric when assembling the furnace, and they 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) ozahodny ognedymooborot (Patent RU, №2490553, F24B 7/00 from 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 топливником с помощью патрубка, и прорези для поступления воздуха, согласно изобретения, топливник выполнен цилиндрической металлической формы, к крышке которого приварен короткий дымовой металлический патрубок меньшего диаметра, и верхняя часть дымового короткого патрубка которого соединена с металлическим первым дымовым изогнутым вниз патрубком параллельно оси и на некотором расстоянии от наружной поверхности топливника, при этом первый дымовой изогнутый патрубок служит также дымоходом для подсоединения к нему двух соединенных между собой малых цилиндрических металлических нагревателей с помощью второго вертикально расположенного дымового металлического патрубка, боковые стенки, которого выполнены перфорированными с отверстиями для поступления преимущественно дополнительного воздуха из отапливаемого помещения, при этом верхний малый цилиндрический нагреватель является пустотелым и снабжен в верхней своей части воздушным патрубком для впуска воздуха из отапливаемого помещения, отверстие которого выполнено с дополнительной заслонкой, разделенной в средней части посредством горизонтальной оси вращения, прикрепленной к стенкам впускного отверстия патрубка, кроме того, заслонка выполнена с наклонными плоскостями в разные стороны впускного отверстия патрубка с возможностью прилегания к стенкам патрубка, кроме того, ось вращения наклонных плоскостей связана между собой ручкой для перемещения наклонных плоскостей в вертикальной плоскости с возможностью их поворота, а нижний - заполняется жидким или газообразным топливом, крышка которого имеет входное отверстие с регулирующей плоской заслонкой для безопасной эксплуатации и поступления небольшого регулируемого воздуха в малый цилиндрический нагреватель, причем высота каждого малого цилиндрического нагревателя, равны между собой, но меньше в 2-2,5 раза меньше чем высота сечения топливника, и оба малогабаритных нагревателей расположены на одном уровне с топливником по высоте, а объем составляет каждого малого нагревателя в 2-3 объема меньше объема топливника.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 channel is connected to the firebox using a pipe , and slots for air intake, according to the invention, the firebox is made of a cylindrical metal shape, to the cover of which a short flue metal is welded smaller diameter pipe, and the upper part of the short smoke pipe of which is connected to the metal first smoke pipe curved downward parallel to the axis and at some distance from the outer surface of the firebox, while the first curved smoke pipe also serves as a chimney for connecting two small cylindrical pipes connected to each other metal heaters using a second vertically located smoke metal pipe, side walls, which are perforated with about openings for the intake of predominantly additional air from the heated room, while the upper small cylindrical heater is hollow and equipped in its upper part with an air pipe for air inlet from the heated room, the opening of which is made with an additional shutter, divided in the middle part by means of a horizontal axis of rotation attached to the walls of the inlet of the nozzle, in addition, the shutter is made with inclined planes in different directions of the inlet the nozzle with the possibility of fitting to the walls of the nozzle, in addition, the axis of rotation of the inclined planes is connected by a handle to move the inclined planes in the vertical plane with the possibility of rotation, and the lower one is filled with liquid or gaseous fuel, the cover of which has an inlet with an adjusting flat flap for safe operation and the flow of small regulated air into a small cylindrical heater, the height of each small cylindrical heater being equal to each other But less than 2-2.5 times less than the height of the cross section of the firebox, and two small heaters at the same level in height with the firebox, while the volume of each small heater in 2-3 volume smaller than the volume of the firebox.

Кроме того, вертикально расположенные стенки малых цилиндрических нагревателей смещены на некотором расстоянии от наружной стенки топливника, а центры их выполнены с эксцентриситетом по вертикали с помощью соединения дымовых первого и второго патрубков, смещенных относительно оси топливника.In addition, the vertically located walls of small cylindrical heaters are displaced at some distance from the outer wall of the firebox, and their centers are made with eccentricity vertically by connecting the flue of the first and second pipes displaced relative to the axis of the firebox.

Кроме того, короткий дымовой патрубок круглой формы над крышкой топливника связан с дымовой отводящей трубой меньшего размера.In addition, a short round smoke pipe above the firebox cover is connected to a smaller chimney.

Кроме того, корпус топливника, патрубки и корпуса малогабаритных нагревателей выполнены из жаропрочного материала, например, из жаропрочной стали или чугуна, а внутри топливника колесники размещены для дров или деревянных брикетов, или другого измельченного твердого топлива.In addition, the firebox housing, nozzles and small-sized heater housings are made of heat-resistant material, for example, heat-resistant steel or cast iron, and inside the firebox, the wheels are placed for firewood or wood briquettes, or other ground solid fuel.

Кроме того, отводящая дымовая труба топливника выведена вне отапливаемого помещения.In addition, the exhaust chimney of the firebox is removed outside the heated room.

Кроме того, топливник и малогабаритные цилиндрические нагреватели содержать основание в виде ножек, установленных на плите пола.In addition, the firebox and small-sized cylindrical heaters contain a base in the form of legs mounted on the floor plate.

В заявляемой универсальной печи воздушного отопления устройство дополнительных параллельных малогабаритных металлический нагревателей, в частности, пустотелого не менее двух, определяется через сварку или с помощью фланцев для соединения их также с топливником через изогнутый первой дымовой (верхний) горячий патрубок, и прежде всего в многократном увеличении скорости разогрева печи, которая постоянно находится в высокотемпературной зоне, получая быстрый нагрев от продуктов совместного и отдельного сгорания применяемых по своему составу топлива в малых расходах твердого топлива и жидкого или газообразного топлива. Благодаря цилиндрической формы выполнения без прямых углов с дополнительными нагревателями, связанными между собой горячими дымовыми патрубками с возможностью поступления воздуха из отапливаемого помещения, они оказывают малое сопротивление пропуску сгорания данного топлива при прохождении через малые цилиндрические нагреватели в результате соединения с коротким патрубком над крышкой топливника, тяга в котором достаточно усилена вверх, в результате которого происходит горение топлива. Горячий дымовой газ с наружной стороны стенок дымовых патрубков и наружных стенок малогабаритных нагревателей интенсифицирует конвективный поток воздуха вдоль наружных поверхностей, а дымовой поток уходит за пределы обогреваемого помещения на улицу. Таким образом, теплоотдающая поверхность всех стенок устройств в несколько раз больше, чем у прототипа при аналогичных размерах. Кроме того, такое конструктивное решение по которым огонь и горячий дым устремляется в сторону короткого дымового круглого патрубка над крышкой топливника, и который соединен с изогнутым первым дымовым патрубком в верхней части, а также с отводящей дымовой трубой меньшего диаметра, по отношению к короткому дымовому патрубку, увеличивает интенсивность для обогрева корпуса устройства универсальной печи воздушного отопления, а также нагрев потоков воздуха, т.е. увеличивает интенсивность использования конвективной составляющей топливных потоков печи с устройствами. В результате этого повышается эффективность теплоотдачи горячей поверхности малогабаритных цилиндрических нагревателей и горячих одновременно дымовых патрубков между ними к нагреваемому воздуху, находящегося внутри отапливаемого помещения.In the inventive universal air-heating furnace, the device of additional parallel small-sized metal heaters, in particular, at least two hollow ones, is determined by welding or by means of flanges to connect them also with the firebox through the curved first smoke (upper) hot pipe, and above all, in a multiple increase the heating rate of the furnace, which is constantly located in the high-temperature zone, receiving fast heating from the products of joint and separate combustion used in their own way Tavua fuel in the low flow of the solid fuel and liquid or gaseous fuel. Due to the cylindrical form of execution without right angles with additional heaters interconnected by hot smoke pipes with the possibility of air from the heated room, they have little resistance to the passage of combustion of this fuel when passing through small cylindrical heaters as a result of connection with a short pipe above the firebox cover, traction in which it is sufficiently amplified upwards, as a result of which the combustion of fuel occurs. Hot flue gas from the outer side of the walls of the chimneys and the outer walls of small heaters intensifies the convective air flow along the outer surfaces, and the flue gas leaves the heated room outside. Thus, the heat transfer surface of all the walls of the devices is several times larger than that of the prototype with similar dimensions. In addition, such a constructive solution by which fire and hot smoke rushes towards a short round smoke pipe above the firebox cover, and which is connected to the curved first smoke pipe in the upper part, as well as to a smaller chimney, with respect to the short smoke pipe , increases the intensity for heating the casing of the universal heating furnace, as well as the heating of air flows, i.e. increases the intensity of use of the convective component of the fuel flows of the furnace with devices. As a result of this, the heat transfer efficiency of the hot surface of small-sized cylindrical heaters and simultaneously hot smoke pipes between them increases to the heated air inside the heated room.

Кроме того, следует отметить важность наличия в верхней части на боковой стенке пустотелого нагревателя перед крышкой его, впускного воздушного отверстия с коротким патрубком с регулируемой заслонкой, закрепленной на оси вращения, заслонка, которая выполнена с наклонными плоскостями в разные стороны в вертикальной плоскости с возможностью их поворота и регулирования поступления воздуха из отапливаемого помещения в пустотелый цилиндрический малый нагреватель, а значит отсутствует выброс дымовых газов в отапливаемое помещение через заслонку впуска воздуха патрубка, так как происходит большая тяга вверх в сторону короткого дымового патрубка над крышкой топливника с отводящей дымовой трубой. Кроме того, следует отметить, то, что поверхность нижнего (второго) горячего дымового патрубка, соединяющего между собой два малых нагревателей (один из них пустотелый, а другой - заполняемый, например, жидким топливом - отработкой масла после использования в двигателях внутреннего сгорания) с перфорацией в виде отверстий для поступления дополнительного воздуха из отапливаемого помещения, воздух создает небольшое избыточное сопротивление, который подсасывается дымовым газом при горении жидкого или газообразного топлива, используя в целом повышенную тягу в самом топливнике с коротким патрубком, соединенным с дымовой трубой для выхода на улицу, т.е. в окружающую среду вне отапливаемого помещения. Следовательно, дополнительно повышает эффективность обогрева помещения, его безопасность.In addition, it should be noted the importance of the presence in the upper part on the side wall of the hollow heater in front of its cover, an air inlet with a short nozzle with an adjustable damper mounted on the axis of rotation, a damper that is made with inclined planes in different directions in a vertical plane with the possibility of their turning and regulating the flow of air from the heated room to the hollow cylindrical small heater, which means there is no emission of flue gases into the heated room through the nozzle of the air inlet of the nozzle, since there is a large draft upward towards the short smoke nozzle above the firebox cover with the exhaust chimney. In addition, it should be noted that the surface of the lower (second) hot smoke pipe connecting two small heaters (one of them is hollow and the other is filled, for example, with liquid fuel, is an oil after use in internal combustion engines) with perforation in the form of openings for additional air from a heated room, the air creates a slight excess resistance, which is sucked in by flue gas during the combustion of liquid or gaseous fuels, using m enhanced traction in the firebox with a short pipe connected to the chimney exit to outside, i.e., into the environment outside the heated room. Therefore, it further increases the efficiency of heating the room, its safety.

В отличие, от прототипа предлагаемое устройство позволяет раздельно или вместе использовать топливник и малогабаритные цилиндрические нагреватели при одновременном обеспечении обогрева помещения, а крышки поверхности малых нагревателей разрешают использовать их для широкого круга нужд, в т.ч. для приготовления пищи, сушки пищевых и непищевых продуктов воздушного отопления помещений и т.п. Кроме того, наличие в них регулирующих заслонок на каждом малом цилиндрическом нагревателе разрешает усилить или уменьшит поступление воздуха из отапливаемого помещения, а это также связано и с горением жидкого или газообразного топлива, что подтверждает опытный образец в работе.In contrast to the prototype, the proposed device allows the firebox and small-sized cylindrical heaters to be used separately or together while providing room heating, and the surface covers of small heaters allow them to be used for a wide range of needs, including for cooking, drying food and non-food products of air heating, etc. In addition, the presence of control flaps in them on each small cylindrical heater allows you to increase or decrease the flow of air from the heated room, and this is also associated with the burning of liquid or gaseous fuels, which confirms the prototype in operation.

Сущность изобретения поясняется схемой, приведенной на чертеже универсальной печи воздушного отопления, на которой представлен общий вид сбоку.The invention is illustrated by the diagram shown in the drawing of a universal air heating furnace, which shows a General side view.

Универсальная печь воздушного отопления (см. чертеж) содержит основание в виде стоек 1 на опорной плите пола и работающей одновременно на любом из известных типов топлива. Корпус топливника 2 выполнен цилиндрическим металлической формы, к крышке которой приварен короткий металлический патрубок 3 меньшего диаметра, соединенного с отводящей дымовой трубой 4 с меньшим диаметром по отношению короткого патрубка 3 в сторону выхода вне отапливаемого помещения на улицу. Верхняя часть короткого патрубка 3 соединена с приваренным к нему изогнутым дымовым патрубком 5, соединенного также с фланцем вертикально вниз первым дымовым патрубком 6 вертикально оси топливника 2 на некотором расстоянии с наружной стороны топливника 2, и вертикальный первый дымовой патрубок 6 подсоединен к малому пустотелому цилиндрической формы металлического нагревателя 7, имеющего впускное воздушное отверстие 8 патрубка 9, отверстие которого имеет заслонку 10 с осью вращения 11 с помощью ручки (не показано), причем заслонка 10 выполнена наклонными плоскостями в вертикальной плоскости с возможностью их поворота. Входное отверстие малогабаритного пустотелого нагревателя с нижней части приварено ко второму дымовому патрубку 12, выполненного с перфорацией его стенок с отверстиями 13 по окружности и по высоте для поступления преимущественно дополнительного регулируемого воздуха из отапливаемого помещения, при этом дымовой патрубок 12 с перфорацией, соединен ко второму малому цилиндрическому нагревателю 14 заполняемого, например, жидким топливом - отработкой масла от двигателя внутреннего сгорания, крышка, которого имеет входное отверстие для заполнения жидким топливом, а горизонтальная заслонка 15 имеет возможность регулировать поступление воздуха, т.е. увеличить или уменьшить его поступление, а также для безопасности закрытия при эксплуатации во время окончания отопления для малого нагревателя 14. Кроме того, высота 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.A universal air heating furnace (see drawing) contains a base in the form of racks 1 on a floor support plate and working simultaneously on any of the known types of fuel. The firebox housing 2 is made of a cylindrical metal shape, to the lid of which a short metal pipe 3 of smaller diameter is welded, connected to a chimney 4 with a smaller diameter in relation to the short pipe 3 towards the exit outside the heated room to the street. The upper part of the short pipe 3 is connected to a curved smoke pipe 5 welded to it, also connected to the flange vertically downward by the first smoke pipe 6 vertically to the axis of the firebox 2 at some distance from the outside of the firebox 2, and the vertical first smoke pipe 6 is connected to a small hollow cylindrical shape a metal heater 7 having an air inlet 8 of the pipe 9, the hole of which has a shutter 10 with an axis of rotation 11 with a handle (not shown), and the shutter 10 is made inclined planes in a vertical plane with the possibility of rotation. The inlet of the small-sized hollow heater from the bottom is welded to the second smoke pipe 12, made with perforation of its walls with holes 13 around the circumference and height for the intake of mainly additional controlled air from the heated room, while the smoke pipe 12 with perforation is connected to the second small a cylindrical heater 14 filled, for example, with liquid fuel - the development of oil from an internal combustion engine, a cover which has an inlet for filling eniya liquid fuel, and a horizontal flap 15 has the ability to regulate the air flow, i.e., increase or decrease its flow, as well as for the safety of closing during operation during the end of heating for a small heater 14. In addition, the height of the heaters 7 and 14 is less than 2-2.5 times less than the cross-section of the firebox 2, and their volume is each 2-3 volumes less than the firebox 2.

Таким образом, дымовые газы, проходя через дымовые патрубки 6 и 12 вместе с работой двух нагревателей 7 и 14, соответственно, и топливника 2 повышают теплоотдачу, а значит, эффективность работы универсальной печи воздушного отопления улучшается в целом. Кроме того, для сжигания твердого топлива: дерево, древесные отходы, уголь, торфяные брикеты, работает топливник 2, а для сжигания жидкого топлива достаточно будет иметь мазут, отработанное масло и т.п., или как вариант - подвод газообразного топлива (не показано для упрощения), причем количество пустотелых нагревателей 7 может быть не менее двух. После сгорания твердого топлива в топливнике 2, образовавшаяся зола через отверстия в колосниковой решетке попадает в зольник (не показано), откуда удаляется через подвижную регулирующую заслонку (не показано), через которую также подается первичный воздух для обеспечения тяги, как и подается дополнительный воздух через перфорацию дымового патрубка 12, так и через короткий патрубок 9, отверстие которого регулируют заслонкой 10 с осью вращения 11 с помощью ручки (не показано).Thus, the flue gases passing through the smoke pipes 6 and 12 together with the operation of two heaters 7 and 14, respectively, and the firebox 2 increase the heat transfer, which means that the overall efficiency of the universal air heating furnace improves. In addition, for burning solid fuel: wood, wood waste, coal, peat briquettes, firebox 2 works, and for burning liquid fuel it will be enough to have fuel oil, used oil, etc., or alternatively - supply of gaseous fuel (not shown to simplify), and the number of hollow heaters 7 may be at least two. After burning solid fuel in the firebox 2, the ash formed through the openings in the grate comes into the ash pan (not shown), where it is removed through a movable control damper (not shown), through which primary air is also supplied to provide traction, as is additional air through perforation of the smoke pipe 12, and through a short pipe 9, the opening of which is controlled by a shutter 10 with an axis of rotation 11 using a handle (not shown).

Данная универсальная печь воздушного отопления обеспечивает повышение использования теплоотдачи для отапливаемого помещения за счет всех конструктивных изменений печи, что повышает коэффициент полезного действия универсальной печи воздушного отопления для помещения.This universal air-heating furnace provides an increase in the use of heat transfer for a heated room due to all structural changes of the furnace, which increases the efficiency of the universal air-heating furnace for the room.

Универсальная печь воздушного отопления, согласно предложенному изобретению, работает следующим образом.Universal furnace air heating, according to the proposed invention, 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, заполняют жидким топливом, например, отработкой масла, мазут и т.п.второй нижний цилиндрический малый нагреватель 14 поджигают через входное отверстие с горизонтальной заслонкой 15, при ее открытии, которую затем частично оставляют открытой в определенном регулируемом положении горизонтально заслонки 15 для поступления воздуха из помещения для горения жидкого топлива в малогабаритном нагревателе 14, где оно воспламеняется и горит в режиме медленного огня в зависимости от поступления заданного воздуха. Кроме того одновременно открывают впускное воздушное отверстие 8 патрубка 9 с заслонкой 10, выполненной с наклонными плоскостями в разные стороны, и регулируют дополнительно поступление воздуха в цилиндрический малый нагреватель 7. Кроме того, одновременно воздух поступает и в перфорированный дымовой патрубок 12 с отверстиями 13, а дымовые газы далее проходят вертикально вверх через дымовые патрубки 6, 12 и малые нагреватели 7 и 14. Корпуса всех устройств прогреваются, а дымовой газ от сгорания жидкого топлива, поступает в короткий дымовой патрубок 3 с отводящей дымовой трубой 4. Таким образом, в целом повышается эффективность работы универсальной печи воздушного отопления. С помощью перфорированного дымового патрубка 12 с отверстиями 13 дополнительно часть воздуха поступает во внутрь, происходит более активное сгорание газа. Кроме того, нагретый воздух с подъемом горячего дыма поступает в малый пустотелый нагреватель 7, входное отверстие подвода патрубка 12, которого несколько сдвинуто к боковой стенке по отношению к отводу дымового газа из пустотелого нагревателя 7 в сторону выхода газа к отверстию патрубка 6 вверх, и нагретый воздух вместе с дымовым газом в цилиндрическом пустотелом нагревателе 7 увеличивает также его тепловую отдачу для отапливаемого помещения, при этом крышку 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 масла, 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 топливника 2 с учетом прохода по всем вышеперечисленным элементов устройства, а это дополнительно осуществляют заметный и интенсивный нагрев всех элементов печи в целом за счет конвективного теплообмена их стенок в местах окружающего воздуха в отапливаемом помещении с наружной поверхности всех металлических устройств в целом. Тепло передается наружному воздуху отапливаемого помещения. Для обеспечения эффективной тяги во всех дымовых патрубках и интенсификации теплообмена следует 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 газового топлива с учетом конструирования его элементов для подвода газа, как один из вариантов применения), расход нагреваемого воздуха и, следовательно, интенсивность работы системы печи отопления и степень обогрева помещения.From the outside of the firebox housing 2, they are filled with liquid fuel, for example, oil, fuel oil, etc. the second lower cylindrical small heater 14 is ignited through an inlet with a horizontal shutter 15, when it is opened, which is then partially left open in a certain adjustable position horizontally shutters 15 for air from the room for burning liquid fuel in a small heater 14, where it ignites and burns in slow fire depending on the intake of a given air Ha. In addition, at the same time open the inlet air hole 8 of the pipe 9 with a shutter 10, made with inclined planes in different directions, and additionally regulate the flow of air into the cylindrical small heater 7. In addition, at the same time, air enters the perforated smoke pipe 12 with holes 13, and flue gases then pass vertically upward through the smoke pipes 6, 12 and small heaters 7 and 14. The housings of all devices are heated, and the flue gas from the combustion of liquid fuel enters a short smoke chamber 3 with side outlet chimney 4. Thus, in general, increases the efficiency of the universal air heating furnace. Using a perforated smoke pipe 12 with holes 13, an additional part of the air enters the inside, more active gas combustion occurs. In addition, the heated air with the rise of hot smoke enters the small hollow heater 7, the inlet for the inlet of the pipe 12, which is slightly shifted to the side wall with respect to the discharge of flue gas from the hollow heater 7 in the direction of the gas outlet to the uptake of the pipe 6, and heated air together with flue gas in a cylindrical hollow heater 7 also increases its thermal return for a heated room, while the heating cover can be used for a wide range of needs, including for cooking, drying products, etc., and this is also associated with the burning of liquid or gaseous fuel 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 cover of the firebox 2 taking into account the passage through all of the above elements of the device, and this additionally carries out a noticeable and intense heating of all elements of the furnace as a whole due to convective heat transfer of their walls in places of ambient air in a heated room from the outer surface of all metal devices as a whole. Heat is transferred to the outside air of the heated room. To ensure effective draft in all smoke pipes and to intensify heat transfer, the furnace should be manufactured in linear proportions, as proposed by a new design solution for a universal air heating furnace. Using dampers, it is possible to regulate the combustion of solid and liquid fuels (or gas fuels, taking into account the design of its elements for supplying gas, as one of the applications), the consumption of heated air and, therefore, the intensity of the heating furnace system and the degree of heating of the room.

В опытном образце предлагаемого устройства корпус топливника и нагреватели выполнены из жаропрочной нержавеющей стали толщиной 2 мм. Высота топливника составляет 600 мм, диаметр его равен 600 мм. Диаметр короткого патрубка над крышкой составляет 400 мм, высота равна 800 мм, отводящая дымовая труба 200 мм. Диаметры малогабаритных нагревателей, соответственно, составляют 350 мм, высота каждого 200 мм. Диаметр дымовых патрубков, соединяющих малогабаритные нагреватели, и с топливником (трубы) составляют 100 мм. Впускной воздушный патрубок в пустотелый нагреватель составляет 50 мм с криволинейной заслонкой на оси вращения, а отверстие в крышке нижнего малого нагревателя, снабженное горизонтальной заслонкой, с заполняемого жидким топливом составляет 70 мм. Теплоотдача в таких устройствах резко увеличивается при совместной работе с топливником, и горячий воздух от их корпусов поступает в отапливаемое помещение (в нашем случае, данным отапливаемым помещением является - токарная мастерская, расположенная для ремонта и обслуживания автотранспорта).In the prototype of the proposed device, the firebox housing and heaters are made of heat-resistant stainless steel with a thickness of 2 mm. The height of the firebox is 600 mm, its diameter is 600 mm. The diameter of the short nozzle above the cover is 400 mm, the height is 800 mm, the chimney outlet is 200 mm. The diameters of small heaters, respectively, are 350 mm, the height of each 200 mm. The diameter of the chimneys connecting small-sized heaters, and with the firebox (pipes) are 100 mm. The air inlet pipe into the hollow heater is 50 mm with a curved damper on the axis of rotation, and the hole in the cover of the lower small heater, equipped with a horizontal damper, filled with liquid fuel is 70 mm. The heat transfer in such devices increases dramatically when working together with the firebox, and hot air from their bodies enters the heated room (in our case, this heated room is a turning workshop located for the repair and maintenance of vehicles).

Из описания устройства универсальной печи воздушного отопления, используемый в ней материал и технологических приемов использования твердого, жидкого и газообразного топлива при изготовлении отдельных узлов и их сборке, следует, что предлагаемое изобретение может быть реализовано промышленным способом. Кроме того, поступление горячего дымового газа обеспечивается через несколько минут после совместной работы всех узлов печи в целом. Таким образом, предлагаемое изобретение с элементами узлов изготавливается из толстолистовой жаропрочной стали; ее обслуживание упрощается, и может использоваться в топливном балансе твердого топлива: древесные отходы, уголь, торф из брикетов, а также жидкое и газообразное топливо, что повысить экономичность и надежность предложенной печи.From the description of the device for a universal air heating furnace, the material used in it, and technological methods for using solid, liquid, and gaseous fuels in the manufacture of individual units and their assembly, it follows that the invention can be implemented industrially. In addition, the supply of hot flue gas is provided several minutes after the joint operation of all the nodes of the furnace as a whole. Thus, the present invention with the elements of the nodes is made of heat-resistant steel plate; its maintenance is simplified, and can be used in the fuel balance of solid fuels: wood waste, coal, peat from briquettes, as well as liquid and gaseous fuels, which increase the efficiency and reliability of the proposed furnace.

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 to the firebox with a pipe, and a slot for air intake, characterized in that the firebox is made of a cylindrical metal shape, to the lid of which a short smoke metal pipe of smaller diameter is welded, the upper part a short smoke pipe is connected to a metal smoke pipe curved downward parallel to the axis and at some distance from the outer surface of the firebox, while the first smoke curved pipe also serves as a chimney for connecting two interconnected small cylindrical metal heaters to it using a second vertically located smoke metal pipe the side walls of which are perforated with holes for the intake of mainly additional air from a heated room, while the upper small cylindrical heater is hollow and is equipped in its upper part with an air pipe for air inlet from the heated room, the opening of which is made with an additional shutter, divided in the middle part by means of a horizontal axis of rotation attached to the walls of the inlet of the pipe, in addition, the shutter is made with inclined planes in different directions of the inlet of the pipe with the possibility of abutment to the walls of the pipe, in addition , the axis of rotation of the inclined planes is interconnected by a handle for moving the inclined planes in a vertical plane with the possibility of rotation, and the lower one is filled with liquid or gaseous fuel, the cover of which has an inlet with a regulating flat flap for safe operation and the entry of small adjustable air into the small cylindrical a heater, and the heights of each small cylindrical heater are equal to each other, but 2-2.5 times less than the cross section of the firebox, and both are small These heaters are located on the same level as the firebox in height, and the volume of each small heater is 2-3 less than the volume of the firebox.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the vertically located walls of the small cylindrical heaters are offset at some distance from the outer wall of the firebox, and their centers are made with eccentricity vertically by connecting the flue of the first and second pipes displaced relative to the axis of the firebox.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that a short round smoke pipe above the firebox cover is connected to a smaller diameter chimney.

4. The stove according to claim 1, characterized in that the firebox housing, nozzles and small-sized heater housings are made of heat-resistant material, for example, heat-resistant steel or cast iron, and inside the firebox the wheels are placed for firewood, or wood briquettes, or other ground solid fuel.

5. The furnace according to claim 1, characterized in that the exhaust chimney of the firebox is removed outside the heated room.

6. The furnace according to claim 1, characterized in that the firebox and small-sized cylindrical heaters contain a base in the form of legs mounted on a floor plate.