ПЕЧЬ Российский патент 1997 года по МПК F24B9/00 

Изобретение относится к системам обогрева помещений, а именно к многофункциональным печам, используемым также для устройства бань.

Известны конструкции многофункциональных печей указанного применения [1] [2]
Общим для конструкции многофункциональных печей, предназначенных для использования в индивидуальной /семейной/ бане, является наличие трех основных компонентов: топливника-камеры для сжигания топлива, аккумулятора-камеры с аккумулирующим тепло материалом /камни для печи-каменки/ и водяного резервуара. Указанные компоненты объединены, как правило, общим корпусом /кладкой/ с системой воздуховодов /дымоходов/ для теплопередачи при сжигании топлива.

Ряд известных конструкций печей оснащен дополнительно средствами, повышающими удобство и эффективность эксплуатации, такими как дверца и колосниковая решетка топливника6 а также позволяющими улучшить качество теплопередачи средства регулирования тяги и лабиринтные конструкции воздуховодов /дымоходов/, и/или регулировать процесс сжигания топлива.

Недостатком известных устройств является их недостаточная эффективность, связанная с неоптимальностью распределения тепловых потоков по объему печи, и как следствие с большой инерционностью прогрева аккумулятора и водяного резервуара. Недостаточно регулируется процесс управления сжиганием топлива, что снижает тепловую отдачу печи и увеличивает расход топлива.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является конструкция печи [3] которая включает корпус с топливником, колосниковой решеткой и дверцей, водяной резервуар, теплоаккумулирующую насадку со средствами доступа воздуха к ней, зольник с вертикальной перегородкой, установленный с зазором к корпусу, дымоход со средствами регулирования тяги.

Недостатком известного устройства является неоптимальное расходование топлива, отсутствие регулирования тепловых потоков для быстрого изменения теплового режима по высоте помещения, что снижает эффективность использования известной печи.

Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности эксплуатации печи.

Техническим результатом изобретения является создание дополнительного канала со средствами регулирования подвода воздуха в область топливника с обеспечением предварительного подогрева этого воздуха, что влияет на процесс горения топлива, избирательное распределение газового потока в области водяного резервуара и прогрев аккумулятора в заданном тепловом режиме, определяемом порядком пропускания газовых потоков через теплоаккумулирующую насадку.

Задача решена тем, что, в известной печи, включающей корпус с топливником, колосниковой решеткой и дверцей, водяной резервуар, теплоаккумулирующую насадку со средствами доступа воздуха к ней, зольник с вертикальной перегородкой, установленный с зазором к корпусу, дымоход со средствами регулирования тяги, в соответствии с изобретением, колосниковая решетка снабжена горизонтальной перегородкой с П-образным выступом, в котором размещена вертикальная перегородка зольника с образованием лабиринтного канала, и задвижной, установленной между корпусом и перегородкой.

Кроме того, дверца топливника выполнена двухстенной с отверстиями в передней стенке и со средствами их перекрытия в виде пластины.

Кроме того, водяной резервуар размещен над теплоаккумулирующей насадкой с образованием дымохода, в котором установлена горизонтальная пластина с возможностью его перекрытия.

Кроме того, корпус снабжен вертикальным экраном, расположенным между уровнями горизонтальной перегородки и нижней стенки водяного резервуара, на верхней стенке которого установлены откидные дверцы, а средства доступа воздуха к теплоаккумулирующей насадке выполнены в виде откидных дверц, установленных на ее стенках с возможностью фиксации в положении наружу.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема печи, разрез по вертикали; на фиг. 2 то же, вид спереди.

Печь представляет собой коробчатую конструкцию, предпочтительно выполнение корпуса 1 из металлических листов, скрепленных между собой посредством сварки. Для изготовления и монтажа удобно выполнять корпус в виде отдельных блоков, разъемно скрепленных между собой известным образом. Возможно также выполнение корпуса кирпичной кладкой.

Корпус 1 выполнен трехкамерным и включает нижнюю камеру топливник 2, среднюю камеру с размещенной в ней теплоаккумулирующей насадкой 3 и верхнюю камеру с водяным резервуаром 4.

Топливник 2 снабжен размещенной в одной из своих стенок, например фронтальной, дверцей 5 для загрузки топлива. Дверца 5 выполнена откидной с креплением на петлях известным образом и снабжена средствами отпирания /запирания/ любой известной конструкции. Дверца 5 выполнена двухстенной из металлических листов 6 и 7, жестко скрепленных между собой известным образом /сварка, клепка и др. / с образованием зазора между ними. В верхней части наружного листа 6 выполнены сквозные отверстия 8, снабженные средствами их перекрытия, например пластиной 9, поворачивающейся на оси. Средство 9 перекрытия сквозных отверстий дверцы может быть выполнено также в виде задвижки, откидной створки и т.п.

В топливнике 2 зольник 10 отделен горизонтальной перегородкой 11 с колосниковой решеткой 12, установленной вблизи фронтальной стенки с дверцей 5. Нижняя стенка 13 топливника 2 является также дном зольника 10. Последний снабжен отверстием с откидной дверцей 14 /поддувальная дверца/, крепление и средства отпирания /запирания/ которой могут быть выполнены аналогично использованным для дверцы 5.

Задняя стенка топливника 2 выполнена в виде системы вертикальных перегородок, ширина которых равна или меньше ширины камеры топливника 2. Перегородка 15 жестко закреплена, например, сваркой, на верхней стенке 16 топливника, между свободным концом перегородки 15 и горизонтальной перегородкой 11 предусмотрен зазор. Перегородка 18 жестко закреплена, например, сваркой, на нижней стенке 13 топливника 2 и пронизывает горизонтальную перегородку 11, проходя через выполненную в ней щель.

Перегородка 19 выполнена в виде П-образного выступа, жестко закрепленного, например, сваркой, на горизонтальной перегородке 11 и установленного с охватом перегородки 18, которая не доходит до полки выступа перегородки 19. Таким образом, в объеме топливника 2, включая зольник 10, образованы первый и второй лабиринтные проходы, а именно первый лабиринтный проход образован стенками П-образного выступа с примыкающими к нему частями перегородки 11, упирающейся в заднюю стенку корпуса 17, самой задней стенкой 17 и перегородкой 15 с примыкающей к ней верхней стенкой топливника 16, а второй лабиринтный проход образован верхней и нижней стенками топливника 11 и 13 соответственно, внутренними поверхностями стенок и полки перегородки 19, перегородкой 18 и частью задней стенки топливника 2, примыкающей к его нижней стенке 13 и горизонтальной перегородке 11. Для функционирования второго лабиринтного прохода и образования воздушных потоков в объеме зольника 10 часть этого объема, ограниченная горизонтальной перегородкой 11 и нижней стенкой 13, а также перегородкой 13 и задней стенкой 17 корпуса 1, сообщена с наружным пространством отверстием 20, которое предпочтительно размещено под полом 22 отапливаемого помещения. Отверстие 20 снабжено средствами закрывания /открывания 21, в качестве которых могут быть использованы металлические клапаны с ручным приводом, задвижка, откидная дверца или любое другое известное устройство аналогичного назначения.

В передней части верхней стенки топливника 16, примыкающей к фронтальной стенке корпуса 1, выполнено отверстие 23, сообщающее объем топливника 2 в его верхней части с дымоходом 24. Отверстие 23 снабжено средствами регулируемого открывания /закрывания, например, в виде печной заслонки, перекрывающей отверстие полностью или частично.

Над топливником 2 размещена теплоаккумулирующая насадка 3, имеющая с топливником 2 общую стенку 16, а с дымоходом 24 общую стенку 25. Задняя стенка 26 насадки 3 и задняя стенка 17 корпуса 1 образуют зазор 6, размеры сечения которого аналогичны таковым для зазора, образованного стенкой 17 и перегородкой 15, и который служит продолжением первого лабиринтного прохода.

Боковые стенки теплоаккумулирующей насадки 3 снабжены сквозными вырезами 27 для обеспечения интенсивного парообразования, которые обеспечивают доступ к внутреннему объему насадки 3, заполненному блоками материала с высокой теплоемкостью, преимущественно из минеральных материалов /камни/, или металлическими болванками, незначительно расширяющимися при нагреве.

В боковых стенках 3 предусмотрено несколько пар верхних и нижних отверстий 28 и 29, которые перекрывают откидные дверцами соответственно 30 и 31. Указанные дверцы снабжены средствами их фиксации, выполненными любым известным образом, в открытом положении наружу, т.е. внутренние стороны каждой дверцы в таком положении, обеспечивающем доступ воздуха к теплоаккумулирующей насадке, образуют острый угол с наружной поверхностью корпуса 1.

Водяной резервуар 4 представляет собой водонепроницаемый бак, который может быть заполнен, например, сверху, закрыт, например, откидной или съемной крышкой, и осушен, например, с помощью трубопроводов с краном известных конструкций или непосредственно через верхнее закрытие. Резервуар 4 размещен в корпусе с зазором относительно теплоаккумулирующей насадки и над ней. Этот зазор сообщен как с зазором между задней стенкой 26 теплоаккумулирующей насадки 3 и задней стенкой 17 корпуса 1, так и с дымоходом 24. В зазоре между водяным резервуаром 4 и аккумулирующей тепло насадкой 3 размещена пластина 32, установленная горизонтально и разделяющая зазор на верхнюю и нижнюю части. Указанная пластина 32 установлена также с возможностью продольного (между фронтальной и задней стенками корпуса 1) перемещения, выполняемого с использованием ручного привода перемещения, например, в виде штанги 33, проходящей через заднюю стенку корпуса 1. Пластина 32 снабжена направляющими любой известной конструкции /на фиг. 1 не показаны/, препятствующими развороту пластины вокруг оси штанги 33. Размеры пластины 32 выбраны такими, что в одном из крайних положений /штанга 33 вдвинута/ она обеспечивает поступление воздуха в верхнюю и нижнюю части зазора между резервуаром 4 и насадкой 3, а в другом крайнем положении /штанга 33 выдвинута/ перекрывает проход воздуха в верхнюю часть указанного зазора.

Корпус печи 1 снабжен наружным замкнутым вертикальным экраном 34, нижняя кромка которого расположена на уровне горизонтальной перегородки 11 топливника 2, а верхняя кромка на уровне нижней стенки водяного резервуара 4. В экране 34 имеются вырезы для обслуживания дверц 5, 14, 30, 31, а также для доступа к вырезам 27 на боковых стенках теплоаккумулирующей насадки 3. Зазоры между стенками корпуса 1 и экраном 34 перекрываются откидными дверцами 35, укрепленными на верхней кромке экрана 34.

При эксплуатации печи загружаемое через дверцу 5 топливо сжигается в топливнике 2. Необходимый для горения воздух поступает в топливник 2 через дверцы 5 и 14, продукты сгорания удаляются через дымоход 24, поступая труда через лабиринтный проход между перегородками 19 и 15, зазор вдоль задней стенки корпуса 17 и зазор между насадкой 3 и водяным резервуаром 4, а также непосредственно через отверстие 23, регулировкой сечения которого устанавливают необходимую тягу.

После стабилизации процесса горения, для обеспечения высокой эффективности сжигания топлива в топливнике 2 осуществляется подача предварительно подогретого воздуха, для чего открывают отверстия 8 дверцы 5 и отверстие 20 в нижней части поддувальной камеры 14. Подогрев воздуха происходит за счет отбора тепла от листа 7 дверцы 5 и от стенок перегородки 19 при прохождении воздухом соответствующих лабиринтных проходов. Для уменьшения теплопередачи от газовых потоков внутри корпуса к водяному резервуару 4 производится перераспределение этих потоков в зазоре между резервуаром 4 и насадкой 3 с помощью пластины 32 со штангой 33. Экран 34 обеспечивает создание в нижней части стапливаемого помещения умеренного теплового режима, благоприятного для мытья. Верхняя часть стапливаемого помещения используется в качестве парного отделения. Для быстрого изменения теплового режима в помещении, преимущественно повышения температуры в парном отделении, открывают откидные дверцы 35 и 30, 31 для отвода тепла из насадки 3.4

Изобретение относится к системам печного отопления, а именно к многофункциональным печам, обеспечивающим как собственно отопление, так и подогрев воды и парообразование, и используемым преимущественно в индивидуальных (съемных) банях. Печь содержит топливник-камеру для сжигания топлива, аккумулятор-камеру с аккумулирующим тепло материалом и водяной резервуар, объединенные общим корпусом с системой воздуховодов (дымоходов), дополнительный лабиринтный проход для подвода воздуха из окружающего печь пространства в зону сжигания топлива, причем стенки этого прохода частично совмещены со стенками известного лабиринтного прохода топливника; конструкция дверцы топливника предусматривает дополнительный канал для подвода воздуха из окружающего печь пространства в зону сжигания топлива. Создают дополнительные каналы для прохождения газовых потоков и средств избирательного использования этих каналов: между аккумулятором и водяным резервуаром дополнительный канал-дымоход со средствами избирательного распределения в нем газового потока; вокруг печи в районе аккумулятора и топливника вертикальный экран с верхними закрытиями, а также дополнительных каналов для пропускания газовых потоков через аккумулятор со средствами закрывания (открывания) этих каналов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Печь, включающая корпус с топливником, колосниковой решеткой и дверцей, водяной резервуар, аккумулятор с теплоакумулирующей насадкой со средствами доступа воздуха к ней, зольник с вертикальной перегородкой, установленный с зазором к корпусу, дымоход со средствами регулирования тяги, отличающаяся тем, что колосниковая решетка снабжена горизонтальной перегородкой с П-образным выступом, в котором размещена вертикальная перегородка зольника с образованием лабиринтного канала, и задвижкой, установленной между корпусом и перегородкой. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что дверца топливника выполнена двухстенной с отверстиями в передней стенке и со средствами их перекрытия в виде пластины. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что водяной резервуар размещен над теплоаккумулирующей насадкой с образованием дымохода, в котором установлена горизонтальная пластина с возможностью его перекрытия. 4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что корпус снабжен вертикальным экраном, расположенным между уровнями горизонтальной перегородки и нижней стенки водяного резервуара, на верхней стенке которого установлены откидные дверцы, а средства доступа воздуха к теплоаккумулирующей насадке выполнены в виде откидных дверц, установленных на ее стенках с возможностью фиксации в положении наружу.