ОТОПИТЕЛЬНО-ВАРОЧНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1998 года по МПК F24C13/00 F24B1/24 

Изобретение относится к бытовым печам, а более точно к отопительно-варочным аппаратам, работающим на твердом топливе для отопления сельских, садовых и дачных домов и других жилых и производственных помещений с возможностью приготовления пищи и нагрева воды.

Известны русские отопительные варочные печи, сложенные из красного кирпича с коэффициентом полезного действия (КПД) 0,3-0,4, которые имеют большие габариты, огромную массу и требуют специальный фундамент. Из-за низкой теплопроводности кирпича эти печи требуют длительное время нагрева и сжигают большое количество дров.

Известна также отопительная печь, которая содержит топку, расположенные ниже топки боров и соединенные между собой секции с теплоаккумулирующими насадками из камней, сквозь которые проходят дымовые газы. Эти насадки образуют нисходящий дымоход, который соединен с дымососом [1]. Данная печь практически неработоспособна, так как дымовые газы, пройдя от топки по щелевому своду, борову и нисходящему дымоходу сквозь камни, остывают и осаждаются в виде сажи на камнях и уже после одной топки дымоход полностью будет забит. Поэтому КПД в данной печи очень низкий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому аппарату является отопительно-варочный аппарат, содержащий корпус, загрузочную дверцу, варочную плиту, топочную камеру с колосниковой решеткой и термонакопительными элементами, и теплоносители, в качестве которых используется вода [2].

Данный аппарат имеет низкий КПД горения, так как топочные газы прямотоком уходят в атмосферу, малую эффективность из-за недостаточной теплоемкости и, кроме того, в данном аппарате имеет место быстрое остывание воды и низкая надежность и безопасность конструкции.

Это объясняется тем, что стыки между корпусом и водой, дверцами и дымовыводящими патрубками требуют тщательной герметизации и в самом аппарате не предусмотрено устройство для сброса давления пара при кипении воды.

Целью изобретения является создание отопительно-варочного аппарата, имеющего практически КПД, равный единице, обеспечивающего экономию топлива и повышающего эффективность отдачи тепла после окончания топки печи.

Поставленная цель достигаются тем в отопительно-варочном аппарате, включающем корпус, загрузочную дверцу, варочную плиту и топочную камеру с колосниковой решеткой и термонакопительными элементами, согласно изобретению каждый термонакопительный элемент выполнен в виде полой плиты, полость которой заполнена крошкой природного камня - талькохлорита фракции 5-10 мм, а указанные термонакопительные элементы установлены в топочной камере в шахматном порядке с образованием внутри нее щелевидного газохода в виде змеевика, обеспечивающего нагрев корпуса, по периметру которого расположен защитно-декоративный кожух, образующий термонакопительный пояс, предотвращающий тепловое излучение и возгорание, при этом крошка талькохлорита использована также в качестве термонакопительного пояса, образованного по части периметра корпуса аппарата.

Наличие щелевидного газохода в виде змеевика из термонакопительных элементов и термонакопительного пояса по части периметра корпуса повышают КПД аппарата, доводя практически его до единицы, создают большую экономию времени и топлива и обеспечивают безопасность работы аппарата.

На фиг. 1 изображен схематично общий вид отопительно-варочного аппарата, аксонометрия; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - один из вариантов выполнения предлагаемого аппарата, разрез.

Отопительно-варочный аппарат содержит металлический корпус 1 (фиг. 1), внутри которого имеется топочная камера 2 с загрузочной дверцей 3, колосниковой решеткой 4 и зольником 5. В верхней части аппарата установлена опирающаяся на корпус 1 чугунная варочная плита 6, на одной из сторон корпуса 1 установлен бак 7 для нагрева воды, а по периметру корпуса расположен защитно-декоративный кожух 8, образующий термонакопительный пояс 9 (фиг. 2), предотвращающий тепловое излучение и возгорание.

Внутри топочной камеры 2 в шахматном порядке расположены термонакопительные элементы 10, изолированные друг от друга и образующие внутри камеры 2 щелевидный газоход 11 в виде змеевика, обеспечивающий нагрев корпуса 1. Щелевидный газоход 11 оканчивается дымовыводящим патрубком 12, а движение газов, образующихся от сгорания твердого топлива, например дров (показано стрелкой А).

Каждый термонакопительный элемент 10 представляет собой полую плиту 13, полость которой заполнена крошкой природного камня (талькохлорита) фракции 5-10 мм с удельной теплоемкостью 0,98 кДм/кг•град. C. Этот камень обладает свойством односторонней теплопроводности (6,4 Вт/м) быстро нагревается и очень медленно остывать. Способность талькохлорита к термонакоплению в 2,5 раза превышает соответствующие параметры красного кирпича.

Термонакопительный пояс 9 также образован крошкой талькохлорита с указанными выше свойствами.

Ниже приведем пример, показывающий высокую способность талькохлорита к термонакоплению.

Были взяты два термонакопительных элемента массой 20 кг, заполненные талькохлоритовой крошкой, и нагреты за 30 мин до 4500^oC, при этом было сожжено всего 2 кг дров. После окончания топки время отдачи накопленного тепла составило 8 ч, причем температура равномерно и линейно снижалась с 4500^oC до 550^oC.

На фиг. 3 изображен вариант выполнения отопительно-варочного аппарата, когда варочная плита 6 смонтирована внутри топочной камеры 2. В аппарате предусмотрена дверца 14 варочного отделения, а термонакопительные элементы 10 располагаются под этим варочным отделением и над ним, как это показано на фиг. 3. В этом случае значительно увеличивается длина газохода 11 и следовательно увеличивается время нагрева корпуса аппарата и время отдачи тепла талькохлоритной крошкой, находящейся внутри плит 13 и в защитно-декоративном кожухе 10.

Аппарат работает следующим образом.

Топливо, например дрова, загружают в топочную камеру 2 через дверцу 3 и сжигают на колосниковой решетке 4. Воздух поступает в камеру 2 через решетку 4 из зольника 5 и через открытую заслонку (не показана) дверцы 3. Образовавшиеся в процессе горения горячие газы проходят по щелевому змеевидному газоходу 11 и быстро нагревают полые плиты 13 из металлического листа, заполненного крошкой талькохлорита, и термонакопительный пояс 9. Обладая высокой термонакопительной способностью, крошка талькохлорита накапливает тепло. За время топки на варочной плите готовят пищу, а в баке 7 греют воду. По окончании топки перекрывают заслонкой (не показана) дымоотводящий патрубок 12 и подачу воздуха, а термонакопительные элементы 10 начинают работать в режиме отдачи тепла длительное время, при этом термонакопительный пояс 9 также работает в режиме отдачи тепла.

Изобретение относится к отопительно-варочным аппаратам для отопления сельских, садовых и дачных домов, работающих на твердом топливе. Предлагаемый отопительно-варочный аппарат включает корпус, загрузочную дверцу, варочную плиту и топочную камеру с колосниковой решеткой и термонакопительными элементами. Каждый термонакопительный элемент выполнен в виде полой плиты, полость которой заполнена крошкой природного камня - талькохлорита фракции 5-10 мм. Термонакопительные элементы установлены в топочной камере в шахматном порядке с образованием внутри нее щелевидного газохода в виде змеевика. По периметру корпуса расположен защитно-декоративный кожух, образующий термонакопительный пояс, предотвращает тепловое излучение и возгорание. Крошка талькохлорита использована также в качестве термонакопительного пояса. 3 ил.

Отопительно-варочный аппарат, включающий корпус, загрузочную дверцу, варочную плиту и топочную камеру с колосниковой решеткой и термонакопительными элементами, отличающийся тем, что каждый термонакопительный элемент выполнен в виде полой плиты, полость которой заполнена крошкой природного камня талькохлорит фракции 5 10 мм, термонакопительные элементы установлены в топочной камере в шахматном порядке с образованием внутри нее щелевидного газохода в виде змеевика, обеспечивающего нагрев корпуса, по периметру которого расположен защитно-декоративный кожух, образующий термонакопительный пояс, предотвращающий тепловое излучение и возгорание, при этом крошка талькохлорита использована также в качестве термонакопительного пояса.