ПЕЧЬ КОНВЕКЦИОННАЯ Российский патент 1997 года по МПК F24B5/06 

Изобретение относится к устройствам для обогрева различных помещений (теплиц, гаражей, дач, бань и т.д.) и приготовления пищи.

Известно устройство, содержащее удлиненный цилиндрический корпус, выполненный из дугообразных воздухопроводящих труб (воздухопроводов), расположенных вертикально в шахматном порядке с определенным шагом в горизонтальном направлении, а промежутки между трубами закрыты перегородками, сзади корпус закрыт плоской стенкой с трубой и заслонкой для дымовых газов, а спереди стенкой с люком для загрузки топлива и дверцей, имеющей поддувало с заслонкой [1]
Известное устройство имеет сложную и трудоемкую в изготовлении конструкцию из-за наличия большого количества труб. Кроме того, на этом устройстве невозможно обеспечить приготовление пищи, что снижает область его использования, а также, поскольку внутренняя поверхность корпуса состоит из труб, затруднен процесс удаления золы.

Известна работающая на твердом топливе печь для нагрева воздуха, содержащая цилиндрическую камеру сгорания, кожух которой окружен трубчатыми дугами, расположенными одна за другой с одинаковым перекрытием. Верхние и нижние концы трубчатых дуг открыты. В передней торцовой стенке камеры сгорания имеется топочная дверца, а в верхней зоне ее задней торцовой стенки выполнен отвод для дымовых газов. Имеется поворотное устройство, расположенное между задней торцовой стенкой и передней зоной камеры сгорания. Печь отличается тем, что перед поворотным устройством (или выше) выполнены сопла для подачи вторичного воздуха [2, 3]
Известная печь имеет следующие недостатки:
отсутствие верхней плиты для приготовления или подогрева пищи;
расположение воздухопроводящих труб в шахматном порядке позволяет использовать для эффективного воздухообмена только 50% площади цилиндрического корпуса;
процесс длительного (тлеющего) горения осуществляется при постепенном сгорании топлива, т.е. при постепенном перемещении очага горения от передней стенки (дверцы) к задней стенке; таким образом не все воздухопроводящие трубы являются эффективно работающими, а только те, которые в данный момент времени находятся в зоне очага горения;
задняя стенка не имеет воздухопроводящих каналов (труб) и не участвует таким образом в эффективном воздухообмене;
перегородки между воздухопроводящими трубами являются фактически стенками топливника и могут нагреваться до высокой температуры, что представляет пожаро- и ожегоопасность;
устройство имеет сложную и трудоемкую в изготовлении конструкцию из-за наличия деталей сложной конфигурации и большего количества сварочных работ;
затруднен процесс удаления золы из-за наличия на дне внутри корпуса труб, расположенных продольно относительно направления удаления золы.

Известно устройство, содержащее корпус с передней, задней и боковыми стенками в виде расположенных в шахматном порядке дугообразно изогнутых воздухопроводящих труб, трубой для отвода газов, люком для загрузки топлива и перегородкой с заслонкой для изменения режима работы, при этом корпус снабжен двумя охватывающими воздухопроводящие трубы боковыми листами с верхними и нижними рядами отверстий для воздухопроводящих труб, расположенных с противоположной стороны, а перегородка смонтирована над воздухопроводящими трубами [4]
Недостатки известного устройства:
боковые, передняя и задняя стенки имеют сложную в изготовлении конфигурацию;
расположение воздухопроводящих труб в шахматном порядке позволяет использовать для эффективного воздухообмена только 50% площади боковых стенок;
задняя стенка не имеет воздухопроводящих каналов (труб) и не участвует таким образом в эффективном воздухообмене;
задняя стенка и боковые стенки в промежутках между трубами являются фактически стенками топливника и могут нагреваться до высокой температуры, что представляет пожаро- и ожогоопасность;
затруднен процесс удаления золы из-за наличия на дне внутри корпуса труб, расположенных продольно относительно направления удаления золы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является воздухонагреватель, содержащий корпус с верхней плитой с трубой для отвода дымовых газов, боковыми и задней стенками с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами, дном, передней стенкой с дверцей, имеющей поддувало с заслонкой [5]
Недостатком этого устройства является низкая эффективность, так как не используются для воздухообмена дно и внутреннее пространство печи.

Изобретение решает задачу создания высокоэффективной, технологичной в изготовлении, удобной, безопасной в эксплуатации печи с широкой сферой применения.

Это достигается тем, что в печи, содержащей корпус с верхней плитой и установленной под ней подвижной перегородкой, передней стенкой с дверцей с поддувалом и дроссельной заслонкой, дном, задней и боковыми стенками, выполненным с вертикально расположенными внешними воздухопроводящими каналами, под подвижной перегородкой выполнены внутренние воздухопроводящие каналы, одним концом соединенные с внешними воздухопроводящими каналами боковых стенок и выведенные другим концом на противоположную сторону печи над отверстиями внешних воздухопроводящих каналов, при этом верхние отверстия внешних воздухопроводящих каналов, соединенных с внутренними, выполнены закрытыми, дно выполнено с наклоном в сторону передней стенки и снабжено воздухопроводящими каналами, соединенными с внешними воздухопроводящими каналами задней стенки. Целесообразно внутренние воздухопроводящие каналы выполнить в виде труб и установить их в шахматном порядке. Воздухопроводящие каналы боковых стенок, расположенные у передней стенки, предпочтительно выполнить с форсунками, верхние отверстия указанных воздухопроводящих каналов при этом необходимо закрыть.

Эффективность работы печи в качестве обогревателя обеспечивается наличием на дне, задней, боковых стенках и внутри корпуса воздухопроводящих каналов, в которых происходят интенсивный нагрев воздуха и усиление его естественной конвекции за счет возникновения в воздухопроводящих каналах тяги, причем дно для этого выполнено наклонным.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена предлагаемая печь, общий вид; на фиг. 2 4 - разрезы, показывающие устройство и схему работы.

Печь состоит из корпуса с верхней плитой 1, с трубой 2 и заслонкой 3, дном 4 с воздухопроводящими каналами 5, передней стенкой 6 с дверцей 7, имеющей поддувало с дроссельной заслонкой 8, задней стенкой 9 с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами 10, боковыми стенками 11 и 12 с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами 13 и 14, подвижной перегородкой 15, имеющей ручку 16 для ее перемещения. Под подвижной перегородкой 15 наклонно установлены внутренние воздухопроводящие каналы 17, одним концом соединенные с соответствующими внешними воздухопроводящими каналами 13 боковых стенок 11, 12 и выведенные другим концом на противоположную сторону печи над отверстиями внешних воздухопроводящих каналов 14. При этом верхние отверстия внешних воздухопроводящих каналов 13, соединенных с внутренними воздухопроводящими каналами 17, выполнены закрытыми. Дно 4 выполнено с наклоном в сторону передней стенки 6 и снабжено воздухопроводящими каналами 5, соединенными с воздухопроводящими каналами 10 у задней стенки 9 (для возникновения в воздухопроводящих каналах тяги), при этом воздухопроводящие каналы 10 задней стенки 9 являются продолжением воздухопроводящих каналов 5 дна 4.

Воздухопроводящие каналы боковых, задней стенок и дна могут быть выполнены, например, в виде параллельно размещенных пластин, к которым прикреплены обшивочные листы с образованием воздухопроводящих каналов.

Внутренние воздухопроводящие каналы 17 могут быть выполнены, например, в виде труб. Расположение их внутри корпуса может быть различным (в шахматном порядке через одну (как показано на фиг. 4) или по группам (в частности, по две трубы в группе), симметрично или асимметрично относительно воздухопроводящих каналов боковых стенок.

Воздухопроводящие каналы боковых стенок, расположенные у передней стенки, могут быть снабжены форсунками 18 для подачи вторичного воздуха, при этом их верхние отверстия предпочтительно закрыть.

Работа печи осуществляется следующим образом.

Через дверцу 7 загружается топочная камера, где происходит сжигание твердого топлива (дрова, уголь, кизяк, отходы древесины и др.). В режиме растопки полностью открываются заслонки 3 и 8, а подвижная перегородка 16 переводится в переднее положение. При этом за счет прохождения дымовых газов напрямую через зазор между задней стенкой 9 и подвижной перегородкой 15 в трубу 2 создается хорошая тяга и обеспечивается интенсивное горение топлива. После загорания топлива подвижная перегородка 15 переводится в крайнее заднее положение, дымовые газы проходят через зазор между передней стенкой 6 и подвижной перегородкой 15 и далее под верхней плитой 1 в трубу 2. Теплоотдача происходит путем циркуляции воздуха. Холодный воздух засасывается в нижние отверстия воздухопроводящих каналов 13, 14, 5 нагревается, проходя по указанным воздухопроводящим каналам, воздухопроводящим каналам 10 и внутренним воздухопроводящим каналам 17, и на выходе из верхних отверстий воздухопроводящих каналов 14, 10, 17 достигает температуры порядка 200^oC. Такой режим работы печи обеспечивает быстрый прогрев помещения и возможность приготовления пищи. Перевод печи на работу в режим длительного (тлеющего) горения осуществляется регулировкой подачи воздуха заслонкой 8 и отвода дымовых газов заслонкой 3. Через форсунки 18 воздух попадает в топочную камеру, способствуя более экономичному горению за счет полного сгорания топлива. Одной загрузки топочной камеры достаточно для непрерывного горения в течение 8 10 ч. Для обеспечения хорошей тяги геометрические размеры воздухопроводящего канала целесообразно выбирать из следующего условия: длина воздухопроводящего канала должна быть не менее чем в 15 раз больше корня квадратного из площади сечения воздухопроводящего канала.

Выполнение печи с воздухопроводящими каналами внутри корпуса, в дне, боковых и задней стенках таким образом, что воздухопроводящие каналы задней стенки являются продолжением воздухопроводящих каналов дна, а внутренние воздухопроводящие канал являются продолжением воздухопроводящих каналов боковых стенок, позволяет значительно повысить эффективность работы печи при повышении технологичности изготовления за счет уменьшения количества сварочных работ, а также удобство эксплуатации за счет снижения трудоемкости при удалении золы. Конструкция печи отвечает требованиям пожаро- и ожогобезопасности (цельносварной корпус, двойные стенки, ножки), а наличие постоянно открытых форсунок 18 и неполнозакрывающейся заслонки 3 даже при закрытых заслонках 3 и 8 обеспечивает угаробезопасность печи.

Источники информации.

1. Патент США N 4230090.

2. Европейский патент N 0231424.

3. Заявка ФРГ N OS 3602285, МКИ F 24 B 7/02, 30.07.87.

4. Патент РФ N 2001352, кл. F 24 B 5/06, 1993.

5. Патент РФ N 2001353, кл. F 24 B 5/06, 1993 (прототип).

Изобретение относится к устройствам для обогрева различных помещений (теплиц, гаражей, дач, бань и т.п.) и приготовления пищи. Печь состоит из корпуса с верхней плитой, с трубой и заслонкой, дном с воздухопроводящими каналами, передней стенкой с дверцей, имеющей поддувало с дроссельной заслонкой, задней стенкой с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами, боковыми стенками с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами и подвижной перегородкой, имеющей ручку для ее перемещения. Под подвижной перегородкой наклонно установлены внутренние воздухопроводящие каналы, одним концом соединенные с соответствующими внешними воздухопроводящими каналами боковых стенок, выведенные другим концом на противоположную сторону печи над отверстиями внешних воздухопроводящих каналов. При этом верхние отверстия внешних воздухопроводящих каналов, соединенных с внутренними воздухопроводящими каналами 17, выполнены закрытыми. Дно выполнено с наклоном в сторону передней стенки и снабжено воздухопроводящими каналами, соединенными с воздухопроводящими каналами задней стенки 9. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Печь конвекционная, содержащая корпус с верхней плитой и установленной под ней подвижной перегородкой, передней стенкой с дверцей с поддувалом и дроссельной заслонкой, дном, задней и боковыми стенками, выполненными с вертикально расположенными внешними воздухопроводящими каналами, отличающаяся тем, что под подвижной перегородкой выполнены внутренние воздухопроводящие каналы, одним концом соединенные с внешними воздухопроводящими каналами боковых стенок и выведенные другим концом на противоположную стороны печи над отверстиями внешних воздухопроводящих каналов, при этом верхние отверстия внешних воздухопроводящих каналов, соединенные с внутренними, выполнены закрытыми, дно выполнено с наклоном в сторону передней стенки и с воздухопроводящими каналами, соединенными с внешними воздухопроводящими каналами задней стенки. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что внутренние воздухопроводящие каналы выполнены в виде труб. 3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что внутренние воздухопроводящие каналы установлены в шахматном порядке. 4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что воздухопроводящие каналы боковых стенок, расположенные у передней стенки, снабжены форсунками.