КАМИН Российский патент 2015 года по МПК F24B1/191 F24B1/185 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к камину, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фактически камины, предназначенные для обогревания, представляют собой либо теплоаккумулирующие камины, которые выделяют тепло медленно в течение длительного времени, либо печи, которые выделяют тепло быстро при максимальной мощности. Данное изобретение преимущественно относится к каминам печного типа и к улучшению характеристик процессов горения и нагрева в них.

Проблемы с печным отоплением возникают при попытке сжечь дрова путем так называемого беспламенного горения с получением невысокой эффективности нагревания. В этом случае вследствие низкой температуры горения возникают сильные дымовые выбросы, при этом топочные газы содержат соединения, опасные для здоровья. Используемая таким образом печь не удовлетворяет существующим нормам по выбросам загрязняющих веществ. С другой стороны, если печь прогорает быстро, эффективно и без образования примесей, то она отдает тепло слишком быстро и, что самое главное, большая часть указанного тепла выходит через дымоход.

Обычная печь представляет собой металлическую обшивку, внутри которой происходит сгорание дров с передачей тепла окружающему пространству. Нагревание происходит быстро, однако тепло присутствует только до тех пор, пока горит огонь. Нагрев одной лишь металлической обшивки и возникающая в результате угроза безопасности также представляют собой проблему. Была предпринята попытка улучшить эти характеристики путем добавления вокруг топки печи и над ней теплоаккумулирующей массы, которая представляет собой в целом огнеупорную формовочную массу, но также является подходящим природным камнем. При этом увеличиваются теплоаккумулирующая способность и продолжительность теплоотдачи печи с одновременным понижением температуры наружной обшивки до безопасного уровня. Однако невозможность достаточно быстрого переноса тепловой энергии от топочных газов печи к теплоаккумулирующим массам все еще остается проблемой. Кроме того, размер и вес камина легко становятся препятствиями для эффективного разрешения вопроса. Соответственные проблемы, связанные с аккумулированием тепла и теплоотдачей, также присутствуют в случае печей для саун.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

В частности, целью изобретения является создание новой конструкции камина, которая обладает лучшими свойствами обычной печи, быстро отдающей тепло, а также обеспечивает беспримесное и полное сгорание, является долговечной и обладает высокими свойствами аккумулирования тепла и теплоотдачи. Кроме того, целью изобретения является создание печи для сауны с соответствующими хорошими свойствами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложенный камин имеет отличительные признаки, указанные в п.1 формулы изобретения.

Данное изобретение относится к камину, который содержит топку, выполненную с решеткой и дверцей, окруженную обшивкой и содержащую средство подачи воздуха для горения, а также горловину для удаления топочных газов. В соответствии с изобретением за указанной горловиной над топкой расположена вертикальная металлическая обшивка, направляющая топочные газы вверх. Внутри указанной металлической обшивки находится по существу непрерывная теплоаккумулирующая масса, выполненная из хорошо аккумулирующего тепло материала и обеспечивающая формирование каналов для топочных газов, которые расположены между металлической обшивкой и теплоаккумулирующей массой и проходят по существу по всей ширине и всей высоте указанных массы и обшивки, так что горячие газы поднимаются по каналам и частично отдают тепло металлической обшивке, а частично - теплоаккумулирующей массе. Кроме того, как металлическая обшивка, так и обшивка топки окружены наружной обшивкой камина.

Металлическая обшивка может иметь форму кругового цилиндра, скругленного цилиндра, квадратное или прямоугольное поперечное сечение или даже иметь форму квадрата с закругленными углами. Существенной особенностью является наличие вертикальной прямолинейной области, обеспечивающей возможность установки и, при необходимости, удаления тяжелых хорошо аккумулирующих тепло блоков массы через верх.

Теплоаккумулирующая масса может быть выполнена даже из одного сплошного блока стеатитовой массы или подходящей формовочной массы. Однако предпочтительно Теплоаккумулирующая масса выполнена из наложенных друг на друга плит, например, соответствующих стеатитовых плит равномерной толщины, проходящих почти по всему горизонтальному поперечному сечению внутренней части металлической обшивки. Вес отдельных плит предпочтительно составляет от 5 до 20 кг в зависимости от их площади и толщины. При использовании стеатитовых плит, а также стеатита со сланцевой структурой спайность камня в плитах может быть соответственно выбрана так, что тепло в плитах аккумулируется эффективно, быстро и одновременно от всех краев по направлению к центру плит.

В предложенном камине толщина стеатитовых плит, накладываемых одна на другую, может свободно изменяться в соответствии с имеющимися в наличии плитами. Аналогичным образом, поскольку отдельные плиты равномерной толщины расположены близко друг к другу, то данная конструкция хорошо аккумулирует тепло даже в том случае, если некоторые из промежуточных плит дают трещину.

Важной особенностью изобретения является то, что топочные газы вокруг теплоаккумулирующей массы являются одинаково горячими, а потоки топочных газов вокруг указанной массы имеют одинаковый объем. Таким образом, теплоаккумулирующая масса нагревается равномерно, а ее Теплоаккумулирующая способность является наиболее эффективной. Для этого в горловине, которая проходит за топкой и в которой соединяются топочные газы, или непосредственно после горловины под теплоаккумулирующей массой предпочтительно имеются соответствующие направляющие потока, например заслонки, ребра, каналы или эквивалентные конструкции. С помощью них горячие топочные газы могут равномерно направляться вокруг теплоаккумулирующей массы.

Аналогичным образом, предпочтительно над теплоаккумулирующей массой выполнены соответствующие верхние направляющие, проводящие восходящие потоки газа, так что тяга, созданная выпускным дымоходом, может быть равномерно распределена вокруг теплоаккумулирующей массы.

Форма поперечного сечения металлической обшивки и форма теплоаккумулирующей массы или отдельных плит указанной массы не обязательно должны строго соответствовать друг другу. Например, отдельные стеатитовые плиты равномерной толщины могут иметь форму квадратов, квадратов с закругленными углами, кругов, правильных или неправильных многоугольников или могут иметь края неправильной формы. Существенным является лишь тот факт, что они заполняют внутреннюю часть, ограниченную металлической обшивкой, до такой степени, что между теплоаккумулирующей массой и указанной обшивкой образуются каналы для топочных газов, имеющие сопротивление потоку одного порядка величины и расположенные относительно равномерно по всему периметру и высоте внутренней области. Таким образом, теплоаккумулирующая масса нагревается равномерно по всему объему от краев к центру плит на протяжении всего процесса нагревания. В то же время окружающая металлическая обшивка равномерно нагревается по всей площади и эффективно и быстро передает тепло наружному воздуху. Путем соответствующей установки стеатитовых плит друг на друга и их поворота в различные положения в плоскости может быть получена сеть дымоходов с сопротивлениями потоку почти одного порядка величины, расположенная по всей периферии и обеспечивающая циркуляцию по всей внутренней поверхности металлической обшивки. Таким образом, горячие топочные газы распределяются равномерно по всей площади между металлической обшивкой и стеатитовыми плитами с обеспечением как можно более эффективного переноса тепла.

Предпочтительно в верхней части металлической обшивки имеются отверстие и плотно закрывающаяся крышка. Это обеспечивает легкую установку теплоаккумулирующей массы, например, стеатитовых плит, а также легкую и простую регулярную очистку. Например, каменные плиты могут быть извлечены и вычищены, и одновременно с этим возможно сломанные плиты могут быть заменены на новые. Таким образом, теплоаккумулирующая способность камина может легко поддерживаться на максимальном уровне на протяжении многих лет.

В одном варианте выполнения изобретения в воздушном пространстве между металлической обшивкой и наружной обшивкой камина расположена прерывистая каменная облицовка с большой теплоаккумулирующей поверхностью. В данном контексте под прерывистой каменной облицовкой понимается каменная облицовка, которая не является сплошной и непрерывной, а выполнена из каменной массы, т.е. из большого ряда отдельных каменных блоков, которые в основном имеют лишь точечный контакт друг с другом. Такая каменная масса имеет большую поверхность передачи тепла воздуху, окружающему указанные камни, которая заметно превышает поверхность сплошной и непрерывной каменной массы.

Предпочтительно каменная облицовка проходит над решеткой к обеим сторонам металлической обшивки, к задней стенке, над дверцей к передней стенке и к крышке. Наружная обшивка печи расположена снаружи каменной облицовки, т.е. удерживает каменную облицовку на месте. Наружная обшивка может представлять собой решетчатую структуру или соответствующую перфорированную плиту, так что аккумулированное в каменной массе тепло может свободно проходить с потоками воздуха к окружающему воздушному пространству Указанная наружная обшивка также может представлять собой сплошной металлический лист. В этом случае в каменной облицовке может аккумулироваться большее количество тепла, при этом путем открытия и закрытия вентиляционных отверстий, выполненных на наружной обшивке, обеспечивается возможность нагрева окружающего воздушного пространства при различной выходной мощности.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения между металлической обшивкой и каменной облицовкой имеется воздушный зазор, предназначенный для предотвращения соприкосновения камней указанной облицовки с горячей металлической обшивкой. Указанный зазор может быть выполнен лишь для части площади металлической обшивки, например, для площади, на которой температура обшивки превышает 500°С. Таким образом, предотвращается внезапное возникновение сильных тепловых напряжений в камнях, так что их внутренняя минералогическая структура не изменяется и они могут долго оставаться неповрежденными.

Каменная облицовка предпочтительно проходит в камине приблизительно от уровня решетки в направлении вверх, по существу по всей площади металлической обшивки камина. Толщина облицовки может изменяться в зависимости от требуемых теплоаккумулирующих свойств камина, например, толщина на вертикальных стенках камина может составлять несколько декаметров. Напротив, в верхней части толщина слоя каменной облицовки может составлять предпочтительно по меньшей мере полметра и даже более одного метра.

В предпочтительных вариантах выполнения каменные блоки, используемые в облицовке, могут иметь круглую форму и быть одинаковыми или разными по размеру. Аналогичным образом, они могут представлять собой неравномерно распиленный или расколотый на части камень. В любом случае, они не имеют единообразных и совместимых дополняющих поверхностей, так что в основном между ними имеется только точечный контакт. Таким образом, между каменными блоками образуется большое количество воздушных полостей различных форм и размеров. Соответственно, внешние поверхности указанных блоков образуют большую принимающую тепло поверхность теплопередачи, сравнимую с поверхностью, образованной сплошной каменной стенкой, встроенной в тот же объем. Таким образом, каменная облицовка может аккумулировать и выделять тепло значительно быстрее, чем сплошная облицовка.

Если в области каменной облицовки наружная обшивка камина представляет собой решетчатую структуру или же каменная облицовка открыта и видна по меньшей мере в верхней части камина, то указанный камин может использоваться в качестве печи для сауны. С другой стороны, камин может содержать сплошную наружную обшивку, имеющую только вентиляционные каналы и выполненную из металлических листов, стеатитовых плит, керамической плитки или эквивалентных элементов. В этом случае камин является печью, т.е. может использоваться для быстрого нагревания окружающего пространства помещения, однако благодаря предложенной конструкции он также эффективно аккумулирует тепло во время нагревания, что предусматривает длительную и устойчивую теплоотдачу также после погашения огня в топке.

Предпочтительно под теплоаккумулирующей массой, например, стеатитовыми плитами, расположен соответствующий изоляционный лист, препятствующий непосредственному контакту максимально горячих газов и области процесса сгорания с самой нижней стеатитовой плитой. Таким образом, максимально горячее пламя и процесс сгорания не могут непосредственно и слишком быстро воздействовать на самую нижнюю плиту, что существенно влияет на ее теплостойкость. В данной конструкции также может отсутствовать необходимость использования стеатита, обладающего максимальной стойкостью и относящегося к дорогостоящему сорту. Соответственно, в предложенном камине с успехом могут использоваться разные типы плит различной толщины, оставшиеся после выполнения других производственных процессов.

Как можно понять из различных вышеприведенных конструктивных решений изобретения, предложенная быстро и эффективно аккумулирующая тепло конструкция может использоваться в качестве закрепленной и неотъемлемой части в печах и печах для саун различного типа. Аналогичным образом, она может использоваться как вспомогательное модернизированное средство в различных существующих печах.

В одном варианте выполнения изобретения в выпускном дымоходе над теплоаккумулирующей массой выполнена открывающая и закрывающая заслонка, предназначенная для закрытия указанного дымохода и, соответственно, предотвращения прохождения топочного газа к дымоходу через теплоаккумулирующую массу после нагревания. Поскольку путь потока, проходящий от топки к дымоходу, все-таки может быть закрыт не полностью в соответствии с техникой безопасности, вследствие угрозы действия угарного газа, то между топкой и выпускным дымоходом выполнен перепускной канал. Указанный канал также предпочтительно соединен с вышеупомянутой заслонкой таким образом, что перепускной канал закрыт при нахождении заслонки в открытом положении и открыт при нахождении заслонки в закрытом положении.

В одном варианте выполнения изобретения для равномерного распределения горячих каминных газов по теплоаккумулирующим поверхностям теплоаккумулирующей массы под указанной массой выполнены всасывающие направляющие и, соответственно, над ней выполнены подкачивающие направляющие. Таким образом, отрицательное давление, созданное тягой дымохода, втягивает топочные газы в направлении всасывающих направляющих и по ним с регулируемым и равномерным прохождением от топки через горловину, при этом происходит распределение тепла по всем теплоаккумулирующим поверхностям массы. Аналогичным образом, благодаря тяге дымохода подкачивающие направляющие, расположенные над теплоаккумулирующей массой, объединяют потоки топочных газов, поднимающиеся от пространства вокруг указанной массы, и равномерно выравнивают их в виде параллельных потоков в выпускном дымоходе. Параллельные и сходящиеся потоки топочных газов объединяются и усиливают друг друга в соответствии с принципом подкачивания, вследствие чего улучшается эквивалентность скоростей потоков топочных газов, поступающих от разных сторон теплоаккумулирующей массы.

Предпочтительно всасывающая направляющая содержит горизонтальные ребра либо соответствующие лопатки или плоские направляющие, проходящие в горизонтальном направлении и предназначенные для проведения топочных газов под теплоаккумулирующей массой в горизонтальном направлении. Количество ребер может изменяться и предпочтительно составляет от 4 до 10. В одном варианте выполнения всасывающая направляющая содержит, в дополнение к горизонтальным ребрам, вертикальные ребра, расположенные в области горловины и предназначенные для направления топочных газов и ограничения их завихрения уже в области горловины, т.е. в области восходящего перемещения указанных газов, так что при повороте газов к области горизонтальных ребер они уже разделены на равномерные потоки.

Предпочтительно подкачивающая направляющая, расположенная над теплоаккумулирующей массой, содержит горизонтальные ребра либо соответствующие лопатки или плоские направляющие, проходящие в горизонтальном направлении. С их помощью топочные газы, поднимающиеся от теплоаккумулирующих каналов к теплоаккумулирующей массе, могут сводиться вместе и равномерно направляться к выпускному каналу. Поскольку подкачивающая направляющая также содержит параллельные вертикальные ребра, соответственно расположенные в области выпускного канала, то могут быть созданы параллельные подкачиваемые потоки, идущие к указанному каналу и от него - к дымоходу с усилением и уравновешиванием потоков топочного газа, поступающих от различных частей теплоаккумулирующего канала.

В одном варианте выполнения изобретения теплоаккумулирующий канал имеет разделительные стенки, проходящие от всасывающей направляющей к подкачивающей направляющей с обеспечением разделения восходящего теплоаккумулирующего канала на несколько отдельных подканалов. Таким образом, соответствующие горизонтальные ребра всасывающей и проводящей направляющих соединены указанными разделительными стенками, так что от горловины к выпускному каналу проходят отдельные каналы для потока топочных газов. При разделении топочных газов на подпотоки и объединении указанных газов, поступающих от областей прямых и устойчивых потоков в горловине и выпускном канале, на всех теплоаккумулирующих поверхностях массы может быть получен устойчивый и непрерывный поток топочных газов.

Предложенный камин обладает значительными преимуществами по сравнению с известными устройствами. Такой камин может использоваться разнообразными способами как для быстрого, так и для медленного и продолжительного нагревания. Благодаря данному изобретению дрова могут быть сожжены в печи при высокой температуре горения с достижением высокой эффективности горения, причем в этом случае печь также создает тепло при высокой выходной мощности. Сначала тепло может аккумулироваться частично в предложенных внутренних массах, а также в используемой при желании окружающей каменной массе, из которой оно выделяется непрерывно или другим желательным способом в пространство помещения. Благодаря указанной конструкции теплоаккумулирующие массы и другие структуры печи не перегреваются и, таким образом, не подвергаются воздействию критической температуры, при которой ухудшаются их тепловые свойства, так что печь сохраняет способность быстро аккумулировать тепло в течение десятилетий. Кроме того, предложенная конструкция в печах для сауны обеспечивает быстрое и эффективное сжигание дров, а также длительное и устойчивое нагревание.

Кроме того, данное изобретение обеспечивает равномерное распределение потоков горячих топочных газов на всех теплоаккумулирующих поверхностях теплоаккумулирующей массы. Таким образом, в данном изобретении может эффективно использоваться полная теплоаккумулирующая способность камина. Более того, данное изобретение обеспечивает максимально высокую общую эффективность при беспримесном и полном сгорании.

Таким образом, можно утверждать, что в данном изобретении успешно сочетаются обычный камин, применяемый для быстрого нагревания, и массивный камин, обладающий свойствами хорошего и быстрого аккумулирования тепла с быстрым эффективным процессом сгорания в соответствии с современной технологией, которая обеспечивает создание беспримесных топочных газов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее приведено подробное описание изобретения, выполненное с помощью примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематический разрез одного камина в соответствии с изобретением,

фиг. 2 изображает разрез двух различных вариантов выполнения изобретения,

фиг. 3 изображает один компонент изобретения, фиг. 4 изображает второй компонент изобретения, и фиг. 5 изображает третий компонент изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 изображен схематический разрез одного предложенного камина, который содержит установленные на нем решетку 1 и топку 2. Указанная топка ограничена с каждой стороны плотно пригнанной металлической обшивкой 3 и, естественно, с передней стороны ограничена дверцей, которая на разрезе не показана. Подача воздуха для горения выполняется снизу через решетку, а удаление топочных газов выполняется сверху в горловине 27, в верхней части топки.

Обшивка 3 топки 2 проходит вверх за горловину 27, в данном варианте выполнения - в виде металлической обшивки 5 с круглым горизонтальным сечением, образующим цилиндрическое пространство. В верхней части указанного пространства выполнены отверстие и плотно закрывающаяся крышка 11. В области горловины 27, где пространство открывается в указанное цилиндрическое пространство, расположены плоские всасывающие направляющие 6, предназначенные для направления потока горячего газа,поднимающегося из горловины, и для его равномерного распределения по всей площади монтажной обшивки цилиндрического пространства. Всасывающая направляющая 6 содержит горизонтальные ребра 26 и расположенные в области горловины 27 вертикальные ребра 28, которые вместе образуют разделительные стенки, направляющие, ограничивающие и распределяющие горячие топочные газы с обеспечением распределения одинаково сильных и горячих топочных газов из устойчивого вертикально восходящего потока от области горловины к разным сторонам теплоаккумулирующей массы.

Как видно из варианта выполнения, изображенного на фиг.4, горизонтальные ребра 26 всасывающей направляющей 6 могут образовывать сетку, которая проходит по горловине 27 между противоположными стенками или от угла к углу и одновременно образует опорную конструкцию для располагаемых на ней каменных плит 7. На фиг.3 и 4 также показано, что вокруг металлической обшивки 5 для повышения теплоаккумулирующей способности камина может быть расположен теплоаккумулирующий материал, например, стеатитовые плиты.

Сверху на направляющих 6 расположен изоляционный лист 15. Всасывающие направляющие и изоляционный лист вместе или по отдельности образуют опорную конструкцию или содержат отдельную опорную конструкцию. На указанной конструкции расположен ряд стеатитовых плит 7 равномерной толщины. Плиты 7 могут отличаться между собой по толщине. Указанные плиты проходят почти по всей области, ограниченной металлической обшивкой 5, так что между ними и обшивкой 5 образованы относительно узкие каналы 8 для топочных газов, проходящие вверх от топки. Плиты 7 могут иметь различную форму, или они все могут быть одинаковыми, например, по существу квадратными. Однако предпочтительно они расположены с поворотом в горизонтальной плоскости так, что каналы 8 проходят вверх по окружной, извилистой или, например, спиральной траектории между стеатитовыми плитами и металлической обшивкой. Кроме того, каналы 8 выполнены таким образом, что они обладают по существу одинаковым высоким сопротивлением потоку по всей периферии для обеспечения по существу равномерного распределения топочных газов по всей периферии металлической обшивки 5 Изоляционный лист 15, расположенный под плитами 7, покрывает нижнюю поверхность самой нижней плиты 7, так что горячие сжигаемые газы циркулируют к краям стеатитовой плиты. Таким образом, предотвращается слишком интенсивное нагревание самой нижней плиты.

Сверху на плитах 7 расположены подкачивающие направляющие 10, по существу соответствующие всасывающим направляющим 6 в нижней части и предназначенные для равномерного направления тяги, т.е. отрицательного давления, создаваемого дымоходом 13, к каждой стороне теплоаккумулирующей массы 7. Указанные направляющие 10 содержат горизонтальные ребра 29, расположенные сверху на теплоаккумулирующей массе и предназначенные для улавливания топочных газов, поднимающихся вокруг указанной массы к выпускному дымоходу 13. Горизонтальные ребра 29 проходят к области выпускного дымохода 13, как и вертикальные ребра 30, которые направляют параллельные подкачиваемые потоки топочных газов в дымоход.

Снаружи вышеописанных обшивки 3 топки и металлической обшивки 5 расположена наружная обшивка 9 печи. В варианте выполнения, изображенном на фиг.1, наружная обшивка представляет собой конструкцию из сплошной стеатитовой плиты, закрытую сверху крышкой 16 из того же материала. Между наружной обшивкой 9, обшивкой 3 топки и металлической обшивкой 5 образовано воздушное пространство 17. Указанное пространство 17 по существу закрыто и снабжено впускным клапаном 18, расположенным на обшивке 9 в нижней части камина, а также выпускным клапаном 19, расположенным в верхней части наружной обшивки 9.

Более того, конструкция, изображенная на фиг.1, содержит заслонку 20, установленную в выпускном дымоходе 13 и предназначенную для его открытия и закрытия. Кроме того, имеется перепускной канал 21, связанный с работой заслонки. Перепускной канал 21 представляет собой трубу с относительно небольшим поперечным сечением потока, которая отходит от верхней части топки 2 и проходит вверх в воздушном пространстве 17 мимо расположенных в нем металлической обшивки 5 и теплоаккумулирующей массы. Указанный канал оканчивается над осью поворота круговой заслонки 20, которая поворачивается относительно указанной оси в выпускном дымоходе 13. Однако канал настолько близко расположен к вышеуказанной оси поворота, что при вертикальном повороте, т.е. при открытии в направлении прохождения потока, заслонка поворачивается к передней части перепускного канала 21 и закрывает его. В варианте выполнения, изображенном на указанном чертеже, на поверхности заслонки 20 выполнена небольшая перегородка или выступ 22, который в первую очередь попадает в переднюю часть впуска перепускного канала. При закрытии заслонки 20 перепускной канал 21 открывается с обеспечением возможности прохождения в дымоход возможного потока угарных газов, идущего к выпускному дымоходу 13, без нагревания теплоаккумулирующей массы 7.

Таким образом, при нагревании камина часть тепла аккумулируется в плитах 7, а часть проводится через металлическую обшивку 5 к воздушному пространству 17 и аккумулируется из него в наружную обшивку 9, а затем в пространство окружающего помещения для более медленного его нагревания. При необходимости первоначального нагревания камина по типу печи могут быть открыты клапаны 18 и 19. В этом случае в пространстве 17 образуется мощный восходящий воздушный поток, причем тепло от металлической обшивки 5 передается непосредственно к указанному потоку и вместе с ним - к пространству помещения.

На фиг.2 изображен второй вариант выполнения изобретения, который содержит расположенную над решеткой 1 и топкой 2, аналогично варианту выполнения, показанному на фиг.1, металлическую обшивку 5, крышку 11 и расположенный в указанной обшивке ряд стеатитовых плит 7 равномерной толщины, причем толщина отдельных плит может свободно изменяться. В данном варианте выполнения область топки 2 в камине выполнена из теплоаккумулирующего и огнестойкого материала, например, стеатита или огнеупорных кирпичей 23.

Фиг.2 разделен посередине на два различных варианта выполнения. В показанном слева варианте выполнения наружная обшивка представляет собой сплошной металлический лист 24 до уровня, соответствующего высоте топки 2, а выше от нее, т.е. в области металлической обшивки 5, наружная обшивка представляет собой металлическую сетку 25, которая проходит до самого верха камина. Зазор между наружной обшивкой, т.е. металлической сеткой, и металлической обшивкой заполнен каменными блоками, предпочтительно из стеатита (на чертеже показано ромбовидной штриховкой), форма и расположение которых таковы, что они имеют в основном лишь точечный контакт друг с другом и с металлической сеткой. Таким образом, между каменными блоками образованы воздушные промежутки, а внешние поверхности каменных блоков образуют большую теплоаккумулирующую площадь. Более того, в данном варианте выполнения в области обшивки 5 с соответствующей сетчатой конструкцией образован воздушный зазор 14. Это предотвращает непосредственный контакт каменных блоков с наиболее горячими поверхностями конструкции. Соответственно, повышается прочность и долговечность используемых каменных блоков. В данном варианте выполнения полностью отсутствует необходимость в крышке, а каменные блоки сверху могут быть видны и не закрыты. Таким образом, камин работает в качестве печи для сауны, при этом видимые каменные блоки снаружи аккумулируют тепло, проводимое и переносимое через металлическую обшивку 5, тогда как часть тепла проходит к пространству сауны вместе с потоками воздуха. В то же время часть тепла, выделенного в топке 2, накапливается в теплоаккумулирующей массе 7 внутри обшивки 5, откуда оно медленно проводится через обшивку 5 после завершения нагревания, что обеспечивает поддержание сауны в нагретом состоянии в течение длительного времени.

В варианте выполнения, показанном в правой части фиг.2, наружная обшивка 9 представляет собой сплошную металлическую обшивку, которая содержит только впускной клапан 18 и выпускной клапан 19 в соответствии с вариантом выполнения, показанным на фиг.1, для обеспечения еще более быстрого нагревания окружающего воздушного пространства. Данный вариант выполнения во многих отношениях соответствует обычной печи, содержащей металлическую наружную обшивку 9, в которой имеется только воздушное пространство 17 между внутренней и наружной обшивками.

Таким образом, печь работает в качестве быстро нагревающего устройства, поскольку металлическая обшивка частично выделяет и частично проводит тепло к наружной обшивке через воздух. В то же время она также действует, в соответствии с данным изобретением, в качестве регулирующей теплоотвод и аккумулирующей тепло конструкции, которая обеспечивает продолжительный период нагревания, аккумулируя часть тепла в теплоаккумулирующей массе 7, расположенной в середине печи. Следовательно, можно утверждать, что тепло, которое выделяет в дымоход обычная печь при эффективном сжигании, аккумулируется предложенной конструкцией в середине печи с обеспечением его медленного и постоянного выделения в пространство помещения после нагревания. Таким образом, существенная особенность предложенной конструкции печи заключается в том, что она может эффективно и быстро сжигать дрова при максимальной эффективности и современном способе сжигания, который обеспечивает возможность образования беспримесных топочных газов. Несмотря на это указанная печь не перегревается во время нагревания, а непрерывно аккумулирует и распределяет тепло в течение длительного времени нагрева.

Таким образом, предложенное аккумулирование тепла основано на том, что теплоаккумулирующая масса может быть относительно непрерывной, при этом тепло аккумулируется в ней через внешнюю поверхность. Если данная внешняя поверхность дополнительно выполнена с возможностью изменения путем использования плит различных размеров, то теплообменная поверхность теплоаккумулирующей массы становится очень большой. Более того, перенос тепла может быть усилен в соответствии с вариантом выполнения, показанном на фиг.2, с помощью канала, проходящего через теплоаккумулирующую массу, т.е. плиты 7 из стеатита (показан на чертеже пунктирной линией). Если в указанном канале дополнительно расположен запорный клапан, то канал может эффективно использоваться, например, в конце нагревания, когда края каменных плит уже сильно нагреты. Таким образом, конечное тепло может быть непосредственно аккумулировано в середине каменных блоков путем открытия запорного клапана.

На фиг.3 изображен один вариант выполнения изобретения, который иллюстрирует в разрезе наличие разделяющих стенок 31, т.е. металлических выступов, в каналах 8 для топочных газов, проходящих по всей высоте теплоаккумулирующей массы 7. Указанные стенки отходят от вертикальных ребер 28 всасывающей направляющей 6 и заканчиваются у вертикальных ребер 30 подкачивающей направляющей 10. Таким образом, вокруг массы 7 имеются отдельные каналы для потока топочных газов, разделяющиеся уже в области горловины 27 и не оканчивающиеся и не соединяющиеся вплоть до выпускного дымохода 13.

На фиг.5 более подробно показана одна подкачивающая направляющая 10, или соответственно, при развороте, одна всасывающая направляющая 6 в соответствии с изобретением. Направляющая 10 содержит плоское горизонтальное ребро 29 или горизонтальную лопатку, высота а которой соответствует по существу высоте пространства над теплоаккумулирующей массой 7, в котором они расположены. Кроме того, подкачивающая направляющая содержит плоское вертикальное ребро 30 или вертикальную лопатку, ширина b которой равна радиусу выпускного канала 13. Высота с вертикального ребра проходит от верхней части массы 7 на достаточное и значительное расстояние в выпускной канал, но необязательно до наружной части конструкции камина.

Если подкачивающие направляющие 10 установлены в соответствии с фиг. 4 таким образом, что они проходят от углов пространства и соединяются в его центре, то длины d их горизонтальных ребер 29 могут быть равны. Тем не менее при необходимости ребра могут быть установлены в различных комбинациях и соединены сваркой в центре, при этом количество ребер и значения углов между ними изменяются в соответствии с формами дымоходов и требуемыми потоками топочных газов. В этом случае длины горизонтальных ребер 29 отличаются, тогда как все вертикальные ребра 30 имеют одинаковый размер.

Всасывающая направляющая в соответствии с фиг. 5, расположенная под теплоаккумулирующей массой 7 в горловине 27, проходит по всей горизонтальной площади между указанной массой и горловиной и по меньшей мере частично по высоте горловины, возможно по всей высоте горловины.

Таким образом, на всех поверхностях теплоаккумулирующей массы 7 обеспечиваются одинаково мощные потоки топочных газов равной температуры на протяжении всего периода нагревания камина. Если известны теплоаккумулирующая способность камина и соответствующее необходимое количество сжигаемых дров, то с помощью данного изобретения может быть обеспечено полное использование всей теплоаккумулирующей способности массы 7, а также исключение прохождения окружного потока горячих газов к дымоходу во время нагревания.

Данное изобретение не ограничено исключительно приведенными выше примерами. Напротив, возможно выполнение множества изменений, находящихся в рамках объема сущности изобретения, определенной в формуле изобретения.

Изобретение относится к камину, который содержит топку (2), выполненную с решеткой (1) и дверцей, окруженную обшивкой (3) и содержащую средство подачи воздуха для горения, а также горловину (27) для удаления топочных газов. В соответствии с изобретением за указанной горловиной (27) над топкой (2) расположена вертикальная металлическая обшивка (5), которая направляет топочные газы вверх и внутри которой находится по существу непрерывная теплоаккумулирующая масса (7), выполненная из хорошо аккумулирующего тепло материала - стеатита. Между металлической обшивкой и указанной массой образованы каналы (8) для топочных газов, проходящие по существу по всей их ширине и высоте. В горловине (27) под теплоаккумулирующей массой (7) выполнены всасывающие направляющие (6), содержащие горизонтальные рёбра и вертикальные рёбра, для равномерного распределения топочных газов вокруг аккумулирующей тепло массы. Металлическая обшивка (5) и обшивка (3) топки окружены наружной обшивкой (9) камина. Технический результат: камин обеспечивает полное сгорание топлива и обладает улучшенными свойствами аккумулирования тепла и теплоотдачи. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Камин, содержащий топку (2), выполненную с решеткой (1) и дверцей, окруженную обшивкой (3) и содержащую средство подачи воздуха для горения, а также горловину (27) для удаления топочных газов, при этом за указанной горловиной (27) над топкой (2) расположена вертикальная металлическая обшивка (5), которая направляет топочные газы вверх и внутри которой находится по существу непрерывная теплоаккумулирующая масса (7), выполненная из аккумулирующего тепло материала и расположенная так, что между металлической обшивкой и указанной массой образованы каналы (8) для топочных газов, проходящие по существу по всей их ширине и высоте, при этом металлическая обшивка (5) и обшивка (3) топки окружены наружной обшивкой (9) камина, отличающийся тем, что в горловине (27) или за горловиной под теплоаккумулирующей массой (7) выполнены всасывающие направляющие (6), предназначенные для равномерного направления горячих топочных газов вокруг аккумулирующей тепло массы (7).

2. Камин по п. 1, отличающийся тем, что теплоаккумулирующая масса (7) выполнена из наложенных друг на друга стеатитовых плит равномерной толщины, проходящих по горизонтальному поперечному сечению внутренней части металлической обшивки (5).

3. Камин по п. 1, отличающийся тем, что над теплоаккумулирующей массой (7) выполнены подкачивающие направляющие (10), предназначенные для равномерного распределения тяги расположенного за ними выпускного дымохода (13) относительно указанной массы.

4. Камин по п. 1, отличающийся тем, что на металлической обшивке (5) расположена открывающаяся крышка (11) для очистки и технического обслуживания теплоаккумулирующей массы (7).

5. Камин по п. 2, отличающийся тем, что стеатитовые плиты (7) выполнены в форме квадратов, диагонали которых соответствуют диаметру металлической обшивки (5) цилиндрической формы и которые расположены внутри металлической обшивки так, что положения их углов изменяются с обеспечением образования окружных каналов для топочных газов.

6. Камин по п. 2, отличающийся тем, что стеатитовые плиты (7) имеют изменяющиеся края неправильной формы.

7. Камин по п. 1, отличающийся тем, что снаружи металлической обшивки (5) расположена прерывистая каменная облицовка (12) с большой теплоаккумулирующей поверхностью.

8. Камин по п. 7, отличающийся тем, что между металлической обшивкой
(5) и каменной облицовкой (12) имеется воздушный зазор (14), обеспечивающий предотвращение непосредственного контакта указанных каменной облицовки и металлической обшивки.

9. Камин по п. 7, отличающийся тем, что наружная обшивка (9) камина снаружи каменной облицовки (12) представляет собой сетку, перфорированную плиту или сплошной металлический лист, причем в этом случае камин является, например, печью для сауны.

10. Камин по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что наружная обшивка (9) камина полностью выполнена из хорошо аккумулирующего тепло материала, например стеатита или металлического листа.

11. Камин по п. 10, отличающийся тем, что он представляет собой печь.

12. Камин по п. 1, отличающийся тем, что всасывающая направляющая
(6) содержит горизонтальные ребра (26), предназначенные для направления топочных газов под теплоаккумулирующей массой (7) в горизонтальном направлении, и вертикальные ребра (28), расположенные в области горловины (27) и предназначенные для направления топочных газов к области горизонтальных ребер (26).

13. Камин по п. 3, отличающийся тем, что подкачивающая направляющая (10) содержит горизонтальные ребра (29), расположенные над теплоаккумулирующей массой (7) и предназначенные для улавливания топочных газов, поднимающихся от теплоаккумулирующих каналов (8), и их направления к выпускному каналу (13), а также вертикальные ребра (30), расположенные в области выпускного канала и предназначенные для создания параллельных подкачиваемых потоков в указанном канале.

14. Камин по п. 3, отличающийся тем, что канал (8) для топочных газов имеет разделительные стенки (31), проходящие от всасывающей направляющей (6) к подкачивающей направляющей (10) и обеспечивающие разделение восходящего канала для топочных газов на несколько отдельных подканалов.