Термоаккумулятор для каменки (варианты) Российский патент 2021 года по МПК F22G1/02 F24B1/24 F24H7/00 

Изобретение относится к оборудованию бань и может быть использована для отопления парильного помещения, получения пара.

Известна печь-каменка без водонагревателя, содержащая четырехсторонний кожух с топкой, камеру с камнями в виде сообщенного с атмосферой с боковой стороны кожуха, металлического ящика над топкой, газоходную полость, охватывающую камеру с камнями снизу, с боков, сзади и сверху и сообщенную с трубой для выброса продуктов горения(книга Рыженко В.И. «Бани. Сауны», Рипол классик, М., 2004, стр. 99, рис. 65 а).

В этой печи нагрев камеры с камнями происходит со всех сторон камеры. Однако, нет возможности получить пар с высокой температурой из-за низкой эффективности нагрева камней, что снижает эффективность прогрева парного помещения. Кроме того, в процессе эксплуатации камни под воздействием температуры могут разрушаться, что также значительно снижает эффективность прогрева парного помещения.

Известен стальной парогенератор, содержащий парообразователи, закрепленные к стенке, одновременно являющейся стенкой корпуса источника тепла, с формированием тепловых отсеков, выполненные с возможностью впуска воды и выпуска пара в верхней части и перетекания воды по тепловым В качестве парообразователей выполнены наклонные направляющие пластины, которые расположены чередующими друг друга с различными уклонами ступенями с разрывами между ними для прохождения через тепловые отсеки конвекционных воздушных потоков. Каждый парогенератор выполнен в нижней части с возможностью доступа в него воздуха и выпуска неиспарившейся воды (см. патент РФ №132846, МПК F24C 1/00 (2006.01), 2013 г.).

Недостатком данного решения является выполнение парогенератора без корпуса, в котором можно было бы разместить теплоноситель (камни), что не позволяет получить пар необходимого качества.

Известна печь-каменка, содержащая четырехсторонний кожух с топкой, камеру с камнями в виде металлической камеры, сообщенной с атмосферой с боковой стороны кожуха и имеющей окно для выхода пара, газоходную полость, охватывающую камеру с камнями снизу, с боков, сзади и сверху и сообщенную с трубой для выброса продуктов горения. По крайней мере в одной из камер смонтирована над камнями трубка, сообщенная с резервуаром с водой и снабженная краном для подачи воды на камни (см. патент РФ №56183, МПК A61H 33/06(2006/01), 2006 г.).

Недостатком данного решения является низкое качество получаемого пара, а также не эффективность работы печи.

Известна печь для бани, содержащая топочную камеру с колосниковой решеткой и дверкой, выносной топливный канал, зольник, с зольным ящиком, ограждающий кожух, дымоход, полость для теплоаккумулирующей загрузки, съемный бак для воды и парообразователи, жестко приваренные к боковым стенкам топки. Парообразователи выполнены из нержавеющей стали, представляют собой горизонтально установленные профильные элементы прямоугольной формы, образующие со стенкой топочной камеры полости. Полости сверху выполнены открытыми, а с торцов снабжены торцевыми стенками. В нижней части профильные элементы имеют отверстия, которые позволяют воде перемещаться из верхней полости в нижнюю, а пару - из нижней полости в верхнюю, а также в атмосферу помещения (см. патент РФ №2347980, МПК F24B 9/00 (2006.01), 2009 г.).

Недостатком печи с парообразователями является низкая эффективность получения пара в парообразователях, из-за недостаточного прогрева этих устройств. Кроме того, недостатком является неремонтопригодность парообразователей, т.к. они приварены к стенкам топки.

Проведенный патентный поиск не выявил наиболее близкого аналога, который можно было бы принять за прототип.

Техническая проблема, решаемая изобретением - повышение экологичности, эффективности прогрева парного помещения при заданной влажности, более длительного сохранения тепла.

Поставленная техническая проблема решается за счет того, что разработан термоаккумулятор для каменки, выполненный в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками и расположенным между стенками корпуса катушки наполнителем.

Катушка выполнена из нержавеющей стали аустенитного класса.

Катушка снабжена внутренним каналом, расположенным по оси катушки.

Катушка имеет форму цилиндра.

Катушка имеет форму сплющенного в овал цилиндра.

Катушка имеет форму призмы с треугольным основанием.

Катушка имеет форму призмы с четырехугольным основанием.

Катушка имеет форму призмы с многоугольным основанием.

Наполнитель выполнен в виде намотанной витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы.

Наполнитель выполнен в виде намотанной вокруг внутреннего канала витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы.

Наполнитель выполнен в виде хаотично смятой витой полосы из коррозионностойкой стали аустенитной группы.

Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в повышении теплоотдачи. Как дополнительный результат можно указать повышение экологичности и срока службы теплоаккумулирующей загрузки, укладываемой в каменку печи.

Выполнение термоаккумулятора для каменки, в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками и расположенным между стенками корпуса наполнителем, позволяет обеспечить повышение теплоотдачи как самого термоаккумулятора, так и каменки печи. При этом повышается экологичность термоаккумулирующей загрузки, укладываемой в каменку печи и повысить срок ее службы.

Термоаккумулятор, выполненный в виде полой металлической катушки из нержавеющей стали аустенитного класса с наполнителем практически не подвержен коррозии, при подаче воды не разрушается и не пылит. Масса закладки термоаккумуляторами в виде катушки в закрытой каменке в 2-2,5 раза больше по сравнению с каменной закладкой. Даже при плотной установке термоаккумуляторов на плоское дно каменки, вода в минимальном количестве попадает на дно, что исключает резкий перепад температуры корпуса каменки и продлевает срок ее службы. Катушки любой формы могут быть плотно уложены как в каменку с плоским дном, так и в горизонтальную каменку цилиндрической формы.

Поставленная техническая проблема решается за счет того, что разработан термоаккумулятор для каменки, выполненный в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, вогнутой внутрь крышкой, жестко соединенной со стенками, и расположенным между стенками корпуса катушки наполнителем.

Катушка выполнена из нержавеющей стали аустенитного класса.

Катушка имеет форму цилиндра.

Катушка имеет форму сплющенного в овал цилиндра.

Катушка имеет форму призмы с треугольным основанием.

Катушка имеет форму призмы с четырехугольным основанием.

Катушка имеет форму призмы с многоугольным основанием.

Наполнитель выполнен в виде рубленых листовых, прутковых либо шаровидных элементов разной фракции.

Наполнитель выполнен в виде цельного стержня из чугуна или конструкционной стали в форме обечайки, в которую он герметично установлен.

Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в повышении теплоотдачи. Как дополнительный результат можно указать повышение экологичности и срока службы теплоаккумулирующей загрузки, укладываемой в каменку печи.

Выполнение термоаккумулятора для каменки, в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, вогнутой внутрь крышкой, жестко соединенной со стенками, и расположенным между стенками корпуса катушки наполнителем, позволяет обеспечить повышение теплоотдачи как самого термоаккумулятора, так и каменки печи. При этом повышается экологичность термоаккумулирующей загрузки, укладываемой в каменку печи и повысить срок ее службы.

Термоаккумулятор, выполненный в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, вогнутой внутрь крышкой, жестко соединенной со стенками, и расположенным между стенками корпуса катушки наполнителем, практически не подвержен коррозии, при подаче воды не разрушается и не пылит. Масса закладки термоаккумуляторами в виде катушки в закрытой каменке в 2-2,5 раза больше по сравнению с каменной закладкой. Даже при плотной установке термоаккумуляторов на плоское дно каменки, вода в минимальном количестве попадает на дно, что исключает резкий перепад температуры корпуса каменки и продлевает срок ее службы. Катушки любой формы могут быть плотно уложены как в каменку с плоским дном, так и в горизонтальную каменку цилиндрической формы.

Дополнительными результатами использования разработанных вариантов термоаккумулятора являются:

• уменьшение времени готовности каменки в 2 раза;

• повышение эффективности испарения воды;

• продление срока службы каменки;

• повышение экологической безопасности, т.к. не пылят, не крошатся;

• повышение долговечности;

• возможность выполнения любой геометрической формы, что повышает удобство укладывания и эффективную площадь заполнения каменки.

Фиг. 1 - продольное сечение теплоаккумулятора по первому варианту;

Фиг. 2 - продольное сечение теплоаккумулятора по первому варианту с внутренним каналом;

Фиг. 3 - продольное сечение герметичного теплоаккумулятора по варианту 2.

Термоаккумулятор для каменки по первому варианту выполнен в виде полой катушки, например, из нержавеющей стали аустенитного класса. Катушка имеет корпус 1 с дном 2 и стенками 3. Между стенками расположен наполнитель 4. Наполнитель 4 может быть различных типов. Например, может быть выполнен в виде намотанной витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы или в виде хаотично смятой витой полосы из коррозионностойкой стали аустенитной группы (см. фиг. 1, 2). Катушка может быть снабжена внутренним каналом 5, расположенным по оси Х-Х корпуса 1 катушки (см. фиг. 2). При наличии канала 5, наполнитель 4 расположен в пространстве между каналом 5 и стенками 3 катушки.

Не герметичный термоаккумулятор имеет активную паро-производящую сердцевину из наполнителя 4. Наполнитель 4 представляет плотную намотку, запрессованную в корпус 1 катушки. Корпус 1 открыт с одной стороны и снабжен дном 2, что позволяет воде проникать внутрь корпуса 1, и за счет этого в испарении воды работает не только наружная поверхность корпуса 1 термоаккумулятора, но и весь расположенный внутри корпуса наполнитель 4, выполненный в виде, например, намотанной витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы. Вода, попадая в термоаккумулятор и испаряясь, снимает тепло сначала с верхней части нагретого наполнителя 4. По мере остывания наполнителя 4, вода попадает далее в среднюю часть корпуса 1 катушки термоаккумулятора и затем доходит до дна 2. Таким образом, весь объем наполнителя 4 постепенно отдает свое тепло. Такие термоаккумуляторы имеют большую паропроизводительность и могут применяться в банных печах с интенсивным нагревом закрытых каменок. Корпус 1 катушки термоаккумулятора изготовлен из нержавеющей стали аустенитного класса, которая практически не подвержена коррозии, при подаче воды не разрушается и не пылит.

Разработан также вариант выполнения герметичного термоаккумулятора в виде полой катушки, например, из нержавеющей стали аустенитного класса. Катушка имеет корпус 1 с дном 2 и стенками 3. Внутри корпуса 1 катушки расположен наполнитель 4. Катушка снабжена вогнутой внутрь крышкой 6, жестко соединенной со стенками 3 корпуса катушки, что обеспечивает герметичность его внутренней полости (см. фиг. 3). Такое исполнение позволяет создать герметичный термоаккумулятор, без доступа влаги вовнутрь корпуса 1 катушки.

В герметичном термоаккумуляторе в испарении воды задействована только внешняя часть корпуса 1 катушки термоаккумулятора и вогнутая внутрь крышка 6, выполняющая функцию водоприемника. Наполнитель 4 герметично изолирован от воды. В этом случае наполнитель 4 может выполнен из неэкологичных материалов, например, в виде рубленых листовых, прутковых либо шаровидных элементов разной фракции, либо в виде цельного стержня из чугуна или конструкционной стали, который герметично установлен в корпус 1 катушки. Однако, и такой вариант исполнения термоаккумулятора обеспечивает максимальную теплоотдачу за счет наполнителя 4, имеющего повышенную теплоемкость.

Материал наполнителя 4, используемый для герметичного термоаккумулятора, имеет различную теплоемкость и теплопроводность, небольшое тепловое расширение, может быть металлом, неметаллом или в виде смеси металла с неметаллом (композитный состав). Такие термоаккумуляторы могут быть адаптированы к разным режимам топления и разным видам топлива. Например, для печей на дровяном топливе для длительного испарения при малой интенсивности топления необходим наполнитель 4 с низкой теплопроводностью и большой теплоемкостью. Можно применить композитный материал из специального железобетона. Так как наполнитель 4 герметично изолирован, термические нагрузки ему не страшны, железобетон, даже если разрушится, останется в корпусе 1 катушки, его пыль не попадает с паром в парное помещение.

Форма корпуса 1 катушки для любого варианта термоаккумулятора может иметь вид цилиндра, как показано на фигурах, или сплющенного в овал цилиндра, или призмы с различными типами многоугольного основания: треугольного, четырехугольного, и т.п.

Работает герметичный термоаккумулятор также, как и камни, укладываемые в каменку. Испарение воды происходит только с наружной стороны корпуса 1 катушки в герметичном термоаккумуляторе и с наружной и внутренней стороны корпуса 1 катушки в не герметичном термоаккумуляторе.

Заявляемая полезная модель может быть изготовлена из приведенных выше материалов на современном оборудовании.

Заявляемая полезная модель может быть использована для наполнения каменки печи, установленной в бане или в сауне для отопления парильного помещения и получения пара.

Группа изобретений относится к оборудованию бань и может быть использована для отопления парильного помещения и получения пара. Термоаккумулятор для каменки выполнен в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, внутренним каналом, расположенным по оси катушки. Между стенками корпуса расположен наполнитель, выполненный в виде намотанной вокруг внутреннего канала витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы. Термоаккумулятор для каменки выполнен в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, вогнутой внутрь крышкой, жестко соединенной со стенками, и расположенным между стенками корпуса катушки наполнителем. Технический результат заключается в повышении теплоотдачи и срока службы теплоаккумулирующей загрузки, укладываемой в каменку печи. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Термоаккумулятор для каменки, выполненный в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, внутренним каналом, расположенным по оси катушки и расположенным между стенками корпуса наполнителем, выполненным в виде намотанной вокруг внутреннего канала витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы.

2. Термоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что катушка выполнена из нержавеющей стали аустенитного класса.

3. Термоаккумулятор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что катушка имеет форму цилиндра.

4. Термоаккумулятор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что катушка имеет форму сплющенного в овал цилиндра.

5. Термоаккумулятор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что катушка имеет форму призмы с треугольным основанием.

6. Термоаккумулятор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что катушка имеет форму призмы с четырехугольным основанием.

7. Термоаккумулятор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что катушка имеет форму призмы с многоугольным основанием.

8. Термоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель выполнен в виде намотанной витой ленты из коррозионностойкой стали аустенитной группы.

9. Термоаккумулятор по пп. 1, 3, отличающийся тем, что наполнитель выполнен в виде хаотично смятой витой полосы из коррозионностойкой стали аустенитной группы.

10. Термоаккумулятор для каменки, выполненный в виде полой металлической катушки, снабженной дном, стенками, вогнутой внутрь крышкой, жестко соединенной со стенками, и расположенным между стенками корпуса катушки наполнителем.

11. Термоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что катушка выполнена из нержавеющей стали аустенитного класса.

12. Термоаккумулятор по пп. 10, 11, отличающийся тем, что катушка имеет форму цилиндра.

13. Термоаккумулятор по пп. 10, 11, отличающийся тем, что катушка имеет форму сплющенного в овал цилиндра.

14. Термоаккумулятор по пп. 10, 11, отличающийся тем, что катушка имеет форму призмы с треугольным основанием.

15. Термоаккумулятор по пп. 10, 11, отличающийся тем, что катушка имеет форму призмы с четырехугольным основанием.

16. Термоаккумулятор по пп. 10, 11, отличающийся тем, что катушка имеет форму призмы с многоугольным основанием.

17. Термоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что наполнитель выполнен в виде рубленых листовых, прутковых либо шаровидных элементов разной фракции.

18. Термоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что наполнитель выполнен в виде цельного стержня из чугуна, или из конструкционной стали в форме обечайки, в которую он герметично установлен.