ПЕЧЬ ДЛЯ САУНЫ Российский патент 1996 года по МПК F24B9/00 

Изобретение относится к устройствам для обогрева бытовых помещений, преимущественно для обогрева помещения сауны с одновременным получением горячий воды и (при необходимости) пара.

Известна печь для сауны, содержащая топочную камеру, теплоаккумулирующую насадку вертикальный газоход для отвода из топочной камеры дымовых газов и продуктов сгорания. установленный открытым нижним торцем в своде топочной камеры и снабженный опорным элементом в верхней части, на которых установлен бак для воды с поверхностями нагрева (авт. св. СССР N 1394006, кл. F 24 Н 7/00, 1988).

Это известное устройство тоже имеет свои недостатки:
сложная и ненадежная конструкция соединения бака для воды с топочной камерой, так как крепежные детали съемной стенки топочной камеры работают в зоне высоких температур и их надежность мала.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы печи и ее экономичности надежности и удобства в эксплуатации ремонтопригодности.

Технический результат достигается тем, что в печи для обогрева сауны с одновременным получением горячей воды (и при необходимости) пара, содержащей топочную камеру с ограждением, стенки которого расположены с зазором относительно боковых стенок топочной камеры и образуют теплозащитную воздушную рубашку камеры с одной стороны и ограничивают полость для загрузки теплоаккумулирующих элементов, например камней, с другой, дымоход для отвода дымовых газов и продуктов сгорания из топочной камеры и бак для воды соединенный с теплообменным элементом, в соответствии с данным изобретением часть газохода выполнена в виде вертикального канала, например из трубы закрепленной открытым нижним торцем в верхней стенке топочной камеры, снабженной опорным фланцем на открытом верхнем торце для установки бака с водой и боковым затрубком для отвода газов, при этом теплообменный элемент закреплен в днище бака и при установке последнего размещен в упомянутом вертикальном канале, что теплообменный элемент выполнен из двух коаксиально расположенных труб внешняя из которых одним торцом закреплена с наружной стороны в отверстии в днище бака, имеет заглушенный второй торец и наружное оребрение, например, в виде радиально расположенных стержней, равномерно распределенных по ее поверхности а внутренняя выполнена Г-образной формы. снабжена дистанционирующими элементами на размещаемой внутри первой трубы ее части и свободно опирается горизонтальным участком на дно бака.

Теплообменный элемент, соединенный с баком для воды. в предлагаемой конструкции печи может бить выполнен и иной формы. При выполнении его U-образной формы открытые торцы его обеих ветвей крепятся в отверстиях днища съемного бака, пpи этом одна из ветвей выполняется оребренной с наружное стороны. Теплообменный элемент может быть выполнен, например, в виде закрепленных одним концом в днище бака стержней. располагаемых при установке бака в вертикальном канале газохода и имеющих достаточную длину, что в топочной камере перед верхней ее стенкой установлен экран в виде листа (плиты), закрепленного в кронштейнах на боковых стенках камеры с равномерным зазором по периметру и имеющего в центральной части по меньшей мере одно отверстие.

Выполнение части газохода печи в виде вертикального канала с опорным фланцем на открытом верхнем торце для установки бака и размещения в нем соединенного с баком теплообменного элемента обеспечивает удобство доступа для осмотра и ремонта теплообменного элемента при съеме бака с печи, при этом печь может продолжать работать без нагрева воды.

Выполнение теплообменного элемента в виде двух коаксиально расположенных труб с оребрением внешней трубы или в виде U-образной трубы, закрепленной обоими концами в днище бака и снабженной наружным оребрением одной из ветвей, обеспечивает улучшение теплообмена и упорядочивает циркуляцию нагреваемой воды, а указанное расположение теплообменного элемента в любом варианте его выполнения повышает надежность и долговечность в эксплуатации. Выполнение теплообменного элемента в виде некоторого количества стержней достаточной длины, закрепленных в днище бака, существенно упрощает его конструкцию при обеспечении достаточно эффективной теплопередачи и интенсивного нагрева воды в баки упрощает обслуживание. Наличие экрана в топочной камере веред верхней ее стежкой (или углублением в ней для загрузки теплоаккумулирующих элементов), выполненного ввила листа закрепленного в кронштейнах на боковых стенках камеры с равномерным зазором по периметру и имеющего в центральной части одно или несколько отверстий, обеспечивает отвод основной части дымовых газов через упомянутые зазор между боковыми стенками камеры и экраном по его периметру, более интенсивный нагрев боковых и верхней стенок камеры а через них - теплоаккумулирующих элементов и воздуха в теплозащитной воздушной рубашке, повышая интенсивность его естественной циркуляции, что повышает эффективность работы печи, улучшает использование топлива, т.е. повышает экономичность.

Сущность изобретения поясняют приводимые ниже описание конкретного примера его осуществления и чертежи на которых представлены:
фиг. 1 общий вид устройства, вертикальный разрез;
фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1, поясняющее конструкцию и расположение деталей теплообменного элемента в канале газохода;
на фиг. 3 вертикальный канал газохода печи на фиг. 1 в осевом разрезе с теплообменным элементом U -образной формы;
на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 3, поясняющее конструкцию этого варианта теплообменного элемента;
фиг. 5 вертикальный канал газохода печи на фиг. 1 в осевом разрезе с теплообменным элементом в виде пучка стержней (труб), закрепленных на днище бака для воды;
фиг. 6 сечение В-В на фиг. 5;
фиг. 7 разрез Е-Е на фиг. 1, поясняющий конструкцию топочного экрана;
фиг. 8 общий вид съемного узла бак-теплообменный элемент на фиг. 1;
фиг. 9 канал газохода печи на фиг. 1 с заглушенным верхним торцем при снятом баке с теплообменным элементом.

Печь для сауны содержит корпус топочной камеры 2, снабженной загрузочным окном 3 для твердого топлива (дрова) с дверцей 4, колосниковой решеткой 5 в нижней части топочной камеры 2, отделяющей в ней зольную камеру 6 с выдвижным зольным ящиком 7 для приема и удалении золы. Передняя стенка 8 зольного ящика 7 служит заслонкой зольной камеры 6 и обеспечивает регулировку тяги печи при изменении положения зольного ящика 7. По периметру топочной камеры 2 на некотором расстоянии от боковых стенок корпуса 1 закреплены стенки 9 защитного кожуха образующие со стенками корпуса 1 открытую сверху и снизу воздушную рубашку. Верхняя стенка корпуса 1 топочной камеры 2 в рассматриваемом варианте конструкции печи выполнена с углублением 10, образующим полость для загрузки теплоаккумулирующих элементов 11, преимущественно камня. В принципе, эта полость может быть образована как в известных конструкциях, пространством между стенками 9 защитного кожуха и боковыми стенками корпуса 1 топочной камеры 2 и пространством над плоской верхней стенкой корпуса 1. Но в этом случае ухудшается отвод тепла от боковых стенок корпуса 1 за счет их контакта с теплоаккумулирующими элементами 11, а постоянный перегрев стенок корпуса 1 снижает их долговечность или предполагает необходимость их изготовления из бале е толстого листового материала. В топочной камере 2 в кронштейнах 12 на боковых стенках корпуса 1 перед верхней стойкой корпуса 1 закреплен экран в виде листа (плиты) 13, установленный с равномерным зазором пo периметру между его кромками и стенками корпуса 1 и имеющий по меньшей мере одно отверстие 14 в центральной части. Входная (от камеры 2) часть газохода печи выполнена в виде вертикального канала, образованного, например, трубой 15, закрепленной открытым нижним торцем в отверстии верхней стенки корпуса 1 топочной камеры 2 и снабженной опорным фланцем 16 на открытом верхнем торце и боковым патрубком 17 для отвода газов. На опорном фланце 16 установлен и закреплен бак 18 для воды, с внешней стороны днища 19 которого закреплен теплообменный элемент, входящий при установке бака 18 в вертикальный канал трубы 15 газохода. В показанном на фиг.1 варианте конструкции теплообменный элемент выполнен из двух коаксиально расположенных труб 20 и 21, внешняя из которых (20) закреплена с наружной стороны в отверстии в днище 19 бака 18, имеет заглушку 22 на противоположном торце и наружное оребрение в виде радиально расположенных стержней 23, равномерно распределенных по боковой поверхности трубы 20. Внутренняя труба 2 теплообменного элемента выполнена Г-образной формы, снабжена дистанционирующими элементами 24 на части ее, располагаемой в трубе 20, и свободно опирается своим горизонтальным участком на днище 19 с внутренней стороны бака 18. В комплект печи входит крышка 25, которой служит верхний торец труб 15 при работающей печи со снятым баком 18 с теплообменным элементом, например, для ремонта (фиг. 9 и 8). Теплообменный элемент может быть выполнен из трубы 26 U-обратной формы, закрепленной обоими торцами в отверстиях в днище 19 бака 18, при одном одну из его ветвей целесообразно выполнить с наружными ребрами, например,в виде радиальных стержней 27 (фиг. 3 и 4). Теплообменный элемент может быть выполнен и в виде набора (пакета) стержней 28, приваренных перпендикулярно к днищу 19 бака 18 с наружной стороны днища на участке его, обеспечивающем расположение стержней в канале трубы 15 газохода. При этом целесообразно компактное расположение стержней друг относительно друга одним из известных способов (фиг. 5 и 6).

Особенности работы печи на основе данного изобретения определяется особенностями конструкции печи в теплообменного элемента.

Печь работает следующим образом.

Через загрузочное окно 3 в топочную камеру 3 на колосниковую решетку 5 загружают топливо, преимущественно дрова, и поджигают его. Регулировку тяги для обеспечения нормального горений топлива осуществляют необходимым выдвижением зольного ящика 7, передняя стенка 8 которого соответственно приоткрывает зольную камеру 6 под колосниковой решеткой 5 и обеспечивает поступление к топливу необходимого для его горения воздуха. Продукты сгорания топлива выводятся из печи через газоход, при этом часть продуктов сгорания через отверстие 14 в центральной части экрана 13 сразу поступает во входной участок газохода вертикальный канал трубы 15, а основная их масса огибает экран 13, проходя через зазор между боковыми стенками корпуса 1 камеры 2 и экраном 13 по его периметру, омывает боковые и верхнюю стенки корпуса 1, увеличивая их нагрев, и после этого попадает в вертикальный канал трубы 15 входного участка газохода, из которого через боковой патрубок 17 и остальной участок газохода (не показан) удаляется. Увеличение теплопередачи от дымовых газов боковым и верхней стенкам корпуса 1 топочной камеры 2 обеспечивает более интенсивный (ускоренный) нагрев находящихся в контакте с ними (или с частью из них) теплоаккумулирующих элементов 11 (камней), а от них и нагрев помещения сауны. Проходя в вертикальном канале трубы 15 газохода дымовые газы омывают теплообменный элемент, отдавая ему свое тепло и обеспечивая нагрев воды в баке. В первом (из описанных) варианте исполнения теплообменного элемента дымовые газы отдают только внешней трубе 20 непосредственно и через закрепленные из ней ребра радиальные стержни 23. что увеличивает теплопередачу через стенки трубы 20 воде, находящейся в кольцевом зазоре между трубами 20 и 21. В силу разной плотности нагретой в указанном зазоре воды и более холодной воды в трубе 21 возникает естественная циркуляция ее нагретая вода вытесняется из зазора более холодной воды, поступающей в трубу 21 из нижних слоев бака 18, и поднимается в верхние слои воды в баке 18. Таким образом, происходит разогрев всей воды в баке 18. Во втором варианте исполнения теплообменного элемента из трубы 26 U-образной формы более интенсивный нагрев воды будет происходить в оребренной части трубы что тоже приведет к естественной ее циркуляции. В этом случае колено U-образной трубы 26 с ребрами 27 превращается в подъемный участок для более нагретой воды вытесняемой более холодной водой, поступающей из неоребренного колеса этой трубы. В третьем варианте исполнения теплообменного элемента в виде набора стержней 28 обеспечивается интенсивная передача тепла дымовыми газами участке днища 19 бака 18 в зоне закрепления стержней 28, от которого за счет естественной конвенции тепло передается воде в баке 18.

Теплозащитный кожух, образованный установленными на некотором расстоянии от боковых стенок корпуса 1 топочной камеры стенками 9, при отсутствии непосредственного контакта с теплоаккумулирующими элементами 11 (как в показанном на фиг. 1 варианте конструкции печи ) будет более интенсивно охлаждаться воздухом за счет его естественной циркуляции в зазоре между указанными стенками, и его температура может быть ниже, чем в случае непосредственного контакта стенок 9 кожуха с теплоакуумулирующими элементами 11 ( как в прототипе).

Зола и несгоревшие остатки мелких фракций топлива через отверстия в колосниковой решетке 5 просыпаются в зольный ящик 7 зольной камеры 6, из которого удаляются в отвал при очистке печи.

После достаточного нагрева помещения сауны и теплоаккумулирующих элементов 11 получение в атмосфере помещения необходимого количества пара осуществляют известным способом разбрызгиванием на аккумулирующие элементы 11 горячей воды.

Таким образом, промышленная реализация данного изобретения позволит изготавливать печь для сауны, более совершенную и экономичную по сравнению с существующими конструкциями, и удобную в эксплуатации без значительных дополнительных капиталовложений. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 ЫЫЫ8

Печь предназначена для обогрева помещения сауны с одновременным получением горячей воды и (при необходимости) пара. Печь содержит топочную камеру с ограждением, полость для загрузки теплоаккумулирующих элементов, преимущественно камней, газоход и бак для воды, соединенный с теплообменным элементом. Особенностью конструкции печи является выполнение части газохода в виде вертикального канала, например, из трубы, закрепленной открытым нижним торцем в верхней стенке топочной камеры и снабженной опорным фланцем на открытом верхнем торце для установки и закрепления бака с водой и боковым патрубком в верхней торце для установки и закрепления бака с водой и боковым патрубком в верхней части трубы для отвода газов. При этом теплообменный элемент закреплен в днище бака и при его установке размещается в упомянутом канале. Другой особенностью является конструкция теплообменного элемента. Он может быть выполнен из двух коаксиально расположенных труб, внешняя из которых закреплена в отверстии в днище бака с его наружной стороны и снабжена наружным оребрением, например, в виде радиальных стержней, а внутренняя выполнена Г-образной формы, снабжена дистанционирующими элементами на части ее, расположенной внутри первой трубы, и свободно опирается горизонтальным участком на дно бака в его полости. При выполнении теплообменного элемента U-образной формы одну из его ветвей целесообразно выполнить с наружным оребрением, например, в виде радиальных стержней. Теплообменный элемент может быть выполнен в виде пакета стержней достаточной длины (в пределах вертикального канала газохода), закрепленных на днище бака с его внешней стороны с равномерными промежутками между ними. Еще одной особенностью печи по данному изобретению является наличие экрана в виде листа, закрепленного внутри топочной камеры на некотором расстоянии от ее верхней стенки с равномерным зазором между его кромками и боковыми стенками камеры и имеющего в центральной части хотя бы одно отверстие. 5 з.п. ф-лы, 9 ил. 1

1. Печь для сауны с одновременным получением горячей воды, содержащая топочную камеру, теплоаккумулирующую насадку, вертикальный газоход для отвода из топочной камеры дымовых газов и продуктов сгорания, оставленный открытым нижним торцом в своде топочной камеры и снабженный опорными элементами в верхней части, на которых установлен бак для воды с поверхностями нагрева, отличающаяся тем, что опорные элементы для установки бака с водой выполнены на открытом верхнем торце вертикального газохода, снабженного в верхней части боковым отводом для дымовых газов и продуктов сгорания, а бак для воды выполнен съемным и снабжен закрепленным в его днище теплообменным элементом, размещенным внутри вертикального газохода. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что теплообменный элемент выполнен из двух коаксиально расположенных труб, внешняя из которых одним открытым торцом закреплена с наружной стороны бака в отверстии в его днище, с заглушенным вторым торцом и наружным оребрением, например в виде радиальных стержней, равномерно распределенных по ее поверхности, а внутренняя выполнена Г-образной формы, снабжена дистанционирующими элементами на ее части, расположенной внутри первой трубы, и свободно опирается горизонтальным участком на дно бака в его полости. 3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что теплообменный элемент выполнен U-образной формы, обоими открытыми торцами закреплен в отверстиях в днище бака, при этом одна его ветвь снабжена наружным оребрением, например в виде радиальных стержней. 4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что теплообменный элемент выполнен в виде пакета стержней, закрепленных на днище бака с его внешней стороны с равномерными промежутками между ними. 5. Печь no пп.1-4, отличающаяся тем, что в топочной камере под сводом установлен экран в виде листа, закрепленного в кронштейнах с обеспечением равномерного зазора по периметру между кромками экрана и боковыми стенками камеры и имеющего в центральной части по меньшей мере одно отверстие.