Печь Российский патент 2020 года по МПК F24B7/00 F24B13/00 

Изобретение относится к конструкциям печей и может быть использовано для оборудования бань.

Известна печь, содержащая корпус, топку, трубу для дымоудаления с задвижкой, камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, расположенные над топкой, зольник с колосниковой решеткой, газоход, проходящий по периметру корпуса вокруг камер, соединенный с камерами с теплоаккумулирующей загрузкой и топкой. Печь содержит дополнительную трубу, установленную в топке и в отверстии камер с теплоаккумулирующей загрузкой и соединяющую полость ниже топки с трубой для дымоудаления. Верхний торец дополнительной трубы расположен в трубе для дымоудаления ниже уровня задвижки, а задвижка трубы для дымоудаления выполнена с возможностью перекрытия отверстия между трубой для дымоудаления и дополнительной трубой с возможностью движения дымовых газов при закрытой задвижке по газоходу, полости, дополнительной трубе и трубе для дымоудаления выше задвижки. [RU 2385440, F24B1/02, опубл. 27.03.2010 г.].

Недостатком печи является недостаточно высокая теплоотдача печи, так как теплоаккумулирующая загрузка нагревается в основном за счет потока горячих газов после перекрытия задвижки, проходящих по газоходу, выполненному по периметру корпуса печи вокруг камер, а прогрев внутренних стенок камер происходит только в момент прогрева трубы для дымоудаления. Из-за малой поверхности контакта горячих стенок камер с теплоаккумулирующей загрузкой снижается теплоотдача печи большой расход тепла для получения требуемого результата.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является печь, содержащая корпус, топку с колосниковой решеткой, трубу для дымоудаления, как минимум две камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, расположенные над топкой, газоход, проходящий по периметру корпуса вокруг камер, соединенный с камерами с теплоаккумулирующей загрузкой и топкой. Камеры с теплоаккумулирующей загрузкой разделены газоходными каналами, соединенными с топкой через щели, образованные стенками корпуса и днищем камер, в трубе для дымоудаления в зоне разделительных каналов выполнены прорези, а боковые стенки корпуса с трех сторон выполнены из листового гофрированного материала, причем полости, образованные между стенками камер и гофрированными стенками корпуса, сверху наглухо закрыты, при этом, камеры с теплоаккумулирующей загрузкой выполнены в виде усеченных пирамид. [RU 108822, F24B13/00, F24B5/02 опубл. 27.09.2011 г.]

Недостатком ближайшего аналога является недостаточно высокая теплоотдача печи, так как теплоаккумулирующая загрузка имеет большой объем контейнеров, что не позволяет быстро прогреть печь для получения пара. Из-за малой поверхности контакта горячих стенок с теплоаккумулирующей загрузкой относительно объема термоаккумулирующей загрузки горячие газы при движении по щелевым отверстиям не успевают прогреть термоаккумулирующую загрузку и уходят в дымовую трубу. Вследствие этого велика потеря теплоты с уходящими газами и низок КПД печи, и большой расход тепла для получения требуемого результата.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание печи, обеспечивающей длительную подачу пара, высокую производительность и качество парообразования.

Техническими результатами предлагаемого решения являются увеличение тепловой отдачи печи, снижение расхода топлива, возможность длительного времени эксплуатации печи, реализация указанной проблемы.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в печи, содержащей корпус, топку с колосниковой решеткой, дымоходную трубу, расположенные над топкой камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, газоход, проходящий по периметру корпуса вокруг контейнеров с теплоаккумулирующей загрузкой, разделенных щелевыми полостями, соединенными с топкой, при этом в трубе для дымоудаления в зоне разделительных каналов выполнены прорези, а щелевые полости в верхней части оснащены крышками, согласно заявленному изобретению щелевые полости выполнены в виде радиальных веерообразных полостей, входящих в дымоходную трубу по касательной, сверху над корпусом установлен конус, имеющий отверстие для дымоходной трубы, при этом между дымоходной трубой и конусом выполнен зазор, колосниковая решетка выполнена из полой трубки, расположенной по внутреннему периметру корпуса в виде окружности, разделенной внутренними перегородками на малый и большой полукруги, внутри окружности диаметрально расположены колосники из полых трубок, имеющие соединения на концах с окружностью, малый полукруг окружности имеет фланец присоединения трубки подачи воды для парообразования, а на верхней поверхности большого полукруга установлены вертикальные трубки, соединенные с цилиндрической ёмкостью, которая установлена над топкой и имеет меньший диаметр, чем корпус, для образования между ними полости для прохождения дымовых газов. Цилиндрическая емкость может иметь в центре дымовую трубу со щелевыми отверстиями, геометрически совпадающими с плоскостью вертикального разреза щелевых радиальных веерообразных полостей. Крышки, установленные на щелевых полостях крышки, могут быть выполнены съемными. Контейнеры с теплоаккумулирующей загрузкой в поперечном разрезе могут быть выполнены в виде сегментов круга с зазором относительно друг друга, при этом их боковые противоположные стороны вееронаправлены друг к другу, а основание эквидистантно периметру корпуса.

За счет того, что, цилиндрическая ёмкость с контейнерами, заполненными теплоаккумулирующей загрузкой, разделена щелевыми полостями, выполненными в виде радиальных веерообразных полостей, входящих в дымоходную трубу по касательной, улучшается прогрев контейнеров, заполненных теплоаккумулирующей загрузкой. За счет этого контейнеры прогреваются с пяти сторон: дно со стороны топки (свод), газоход, проходящий по периметру корпуса вокруг контейнеров, щелевые радиальные веерообразные полости - дымоходные каналы, проходящая по центру дымоходная труба. Высокая производительность и качественное парообразование обеспечиваются при поступлении воды через малое отверстие ограничительной шайбы и обратный клапан по трубке в малый полукруг колосниковой решетки, в котором вода переходит в парообразное состояние. Из малого полукруга пар движется, догреваясь, через раскалённые колосники в большой полукруг. Из большого полукруга пар, догреваясь, поднимается по вертикальным трубкам в зазор в нижней части цилиндрической емкости. Далее пар распределяется в полости цилиндрической емкости, поднимается по всей высоте контейнеров, заполненных теплоаккумулирующей загрузкой, выходит через зазор, образованный между конусом и дымовой трубой в помещение. За счет этого происходит трехступенчатый подогрев через колосниковую решетку, вертикальные трубки, расположенные внутри топки, и контейнеры, заполненные теплоаккумулирующей загрузкой, чем достигается высокая температура и дисперсия, а следовательно, тепловая отдача, длительное время эксплуатации и снижение расхода топлива.

Печь иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 представлен общий вид печи, на фигуре 2 – вид печи в разрезе.

Печь содержит корпус 1 (фиг. 1, 2) в виде, например, цилиндра. Внутри корпуса 1 расположена топка 2, ниже уровня топки 2 расположен зольник 3, предназначенный для удаления твердых продуктов сгорания и дозировки воздуха, поддерживающего горение. Между зольником 3 и топкой 2 установлена колосниковая решетка 4 (фиг. 1), выполненная из полой трубки 5 (фиг. 2) и расположенная по внутреннему периметру корпуса 1 в виде окружности, разделенной внутренними перегородками 6 на малый полукруг 7 и большой полукруг 8. Внутри окружности диаметрально расположены колосники 9 из полых трубок 5, имеющие соединения на концах с окружностью. Малый полукруг 7 окружности имеет фланец присоединения (на фигуре не показано) трубки 10 подачи воды для парообразования. На верхней поверхности большого полукруга 8 колосниковой решетки 4 установлены вертикальные трубки 11, соединенные с цилиндрической емкостью 12, которая установлена над топкой 2 и имеет меньший диаметр, чем корпус 1, для образования между ними полости 13 (фиг. 1, 2) для прохождения дымовых газов. В центре цилиндрической емкости 12 установлена дымовая труба 14, проходящая по всей вертикальной плоскости цилиндрической емкости 12. В цилиндрической емкости 12, установлены разделенные вертикальными перегородками 15 по всей высоте контейнеры 16, заполненные теплоаккумулирующей загрузкой 17. В качестве теплоаккумулирующей загрузки 17 могут использованы камни или иныематериалы, обеспечивающие теплоаккумулирующий эффект. Между вертикальными перегородками 15 с контейнерами 16 выполнены щелевые радиальные веерообразные полости 18, имеющие соединение, с одной стороны, с установленной в центре дымовой трубой 14, имеющей аналогичные по конфигурации вертикальные щелевые отверстия 19 (фиг. 2), с другой стороны, с полостью - кольцевым дымоходом 20 (фиг. 1), образованным корпусом 1 и цилиндрической емкостью 12. Нижняя часть дымовой трубы 14 (фиг. 2) со стороны топки 2 закрыта съемной заглушкой 21. Щелевые радиальные веерообразные полости 18 сверху в цилиндрической емкости 12 закрыты съемными крышками 22. Контейнеры 16 в нижней части закрыты перфорированной перегородкой 23, при этом между перфорированной перегородкой 23 и дном цилиндрической емкости 12 имеется полость (на фигуре не показано). Вертикальные трубки 11, установленные на верхней поверхности окружности большого полукруга 8 колосниковой решетки 4, другими концами через дно цилиндрической емкости 12 входят в полость. Снаружи корпуса 1 с зазором от последнего, кольцеобразно в верхней части печи установлена емкость для воды 24 (фиг 1, 2). Емкость для воды 24 выполнена в виде полого цилиндра, внутренняя часть которого эквидистантна контурам внешнего контура цилиндрической емкости для воды 24, и имеет присоединенную с одной стороны трубку-змеевик 25 (фиг. 2), проходящую через внутренний объем топки 2 по периметру под углом по отношению к колосниковой решетке 4 и соединена с другой стороны с аналогичным выходом емкости для воды 24. В нижней части ёмкости для воды 24 установлен кран 26 (фиг. 1) и трубка для слива воды 27. Снаружи корпуса 1 печь имеет кожух 28, установленный с зазором 29 относительно корпуса 1 в нижней части печи, и повторяющий внешние контуры емкости для воды 24. В верхней части печи снаружи емкости для воды 24 установлена дополнительная емкость с водой 30, связанная трубкой 10 (фиг. 2) с фланцем малого полукруга 7 колосниковой решетки 4. На трубке 10 установлен запирающий обратный клапан 31 (фиг. 1), кран 32 и ограничительная шайба 33. В верхней части над цилиндрической емкостью 12 с контейнерами 16 и ёмкостью для воды 24 расположен конус 34, нижняя часть которого закреплена в верхней части печи на кожухе 28. Конус 34 имеет отверстие для дымовой трубы 14. Верхняя часть конуса имеет зазор 35 от дымовой трубы 14 для прохождения горячего воздуха (А) и пара (В).

Печь работает следующим образом. После прогрева печи за счет сгорания топлива в топке 2, например, дров продукты сгорания дымовых газов проходят через щелевые радиальные веерообразные полости 18, соединенные, с одной стороны, с установленной в центре дымовой трубой 14, имеющей аналогичные по конфигурации вертикальные щелевые отверстия 19, с другой стороны, соединены с полостью - кольцевым дымоходом 20, образованным корпусом 1 и цилиндрической емкостью 24.

Парообразование происходит следующим образом. Вода из дополнительной ёмкости 30 под действием собственного веса, при открывании крана 32 движется вниз через малое отверстие ограничительной шайбы 33 и обратный клапан 31 по трубке в малый полукруг 7 колосниковой решетки 4, в котором вода переходит в парообразное состояние. Из малого полукруга 7 пар движется, догреваясь, через раскалённые колосники 9 в большой полукруг 8. Из большого полукруга 8 пар, догреваясь, поднимается по вертикальным трубкам 11 в полость в нижней части цилиндрической емкости 12. Далее пар распределяется в полости цилиндрической емкости и поднимается по всей высоте контейнеров 16, заполненных теплоаккумулирующей загрузкой 17, и выходит через зазор 35, образованный между конусом 34 и дымовой трубой 14 в помещение.

Щелевые радиальные веерообразные полости 18 между контейнерами сверху закрыты съёмной крышкой 22. Внизу дымовая труба 14 оснащена съемной заглушкой 21 для удобства прочистки дымоходных каналов и дымовой трубы 14 от сажи. Удобство эксплуатации печи обеспечивается простотой прочистки дымоходных каналов. Долговечность колосников и свода обеспечивается за счет их охлаждения при прохождении воды в процессе парообразования. Конструктивные особенности печи обеспечивают высокий КПД печи, хороший перегретый пар, экономию топлива и удобство эксплуатации.

Изобретение относится к конструкциям печей и может быть использовано для оборудования бань. Технический результат – увеличение тепловой отдачи печи, снижение расхода топлива, длительная подача пара. Печь содержит корпус, топку с колосниковой решеткой, дымоходную трубу, расположенные над топкой камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, газоход, проходящий по периметру корпуса вокруг контейнеров с теплоаккумулирующей загрузкой, разделенных щелевыми полостями, соединенными с топкой. При этом в трубе для дымоудаления в зоне разделительных каналов выполнены прорези, а щелевые полости в верхней части оснащены крышками. Щелевые полости выполнены в виде радиальных веерообразных полостей, входящих в дымоходную трубу по касательной. Сверху над корпусом установлен конус, имеющий отверстие для дымоходной трубы. При этом между дымоходной трубой и конусом выполнен зазор. Колосниковая решетка выполнена из полой трубки, расположенной по внутреннему периметру корпуса в виде окружности, разделенной внутренними перегородками на малый и большой полукруги. Внутри окружности диаметрально расположены колосники из полых трубок, имеющие соединения на концах с окружностью. Малый полукруг окружности имеет фланец присоединения трубки подачи воды для парообразования. На верхней поверхности большого полукруга установлены вертикальные трубки, соединенные с цилиндрической емкостью, которая установлена над топкой и имеет меньший диаметр, чем корпус, для образования между ними полости для прохождения дымовых газов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Печь, содержащая корпус, топку с колосниковой решеткой, дымоходную трубу, расположенные над топкой камеры с теплоаккумулирующей загрузкой, газоход, проходящий по периметру корпуса вокруг контейнеров с теплоаккумулирующей загрузкой, разделенных щелевыми полостями, соединенными с топкой, при этом в трубе для дымоудаления в зоне разделительных каналов выполнены прорези, а щелевые полости в верхней части оснащены крышками, отличающаяся тем, что щелевые полости выполнены в виде радиальных веерообразных полостей, входящих в дымоходную трубу по касательной, сверху над корпусом установлен конус, имеющий отверстие для дымоходной трубы, при этом между дымоходной трубой и конусом выполнен зазор, колосниковая решетка выполнена из полой трубки, расположенной по внутреннему периметру корпуса в виде окружности, разделенной внутренними перегородками на малый и большой полукруги, внутри окружности диаметрально расположены колосники из полых трубок, имеющие соединения на концах с окружностью, малый полукруг окружности имеет фланец присоединения трубки подачи воды для парообразования, а на верхней поверхности большого полукруга установлены вертикальные трубки, соединенные с цилиндрической емкостью, которая установлена над топкой и имеет меньший диаметр, чем корпус, для образования между ними полости для прохождения дымовых газов.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрическая емкость имеет в центре дымовую трубу со щелевыми отверстиями, геометрически совпадающими с плоскостью вертикального разреза щелевых радиальных веерообразных полостей.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что установленные на щелевых полостях крышки выполнены съемными.

4. Печь по п.1, отличающаяся тем, что контейнеры с теплоаккумулирующей загрузкой в поперечном разрезе выполнены в виде сегментов круга с зазором относительно друг друга, при этом их боковые противоположные стороны вееронаправлены друг к другу, а основание эквидистантно периметру корпуса.