Печь-каменка "Сандуны"

Полезная модель относится к устройствам для выработки пара и нагрева помещения, в частности к банным печам-каменкам.
Известна печь-каменка по патенту РФ на полезную модель №49191 «Комбинированная банная печь …», имеющая теплоемкий контейнер с вращением, включающая в себя топку, контейнер, байпас, при этом трансформируемый контейнер на входе в него дымового потока оборудован многощелевой задвижкой, перемещаемой вдоль контейнера в направлении байпаса, перекрываемого дверцей, по идентичной ей многощелевой поверхности дна с щелями поперек контейнера, на выходе дыма из контейнера установлена дверца, поперек контейнера подвешены проницаемые для дыма и камней встречно вращаемые на центральных осях два барабана с лопастями, кроме того в контейнер введен воздух от воздухоподогревателя в виде контура естественной циркуляции. В контейнер с барабанами для погружения и подъема с колосника на дне камней укладываются камни, фарфор или чугунные чушки в форме шариков.
К недостаткам известной печи можно отнести сложность конструкции и низкие технологические возможности, связанные надежностью работы печи длительное время.
Известна банная печь, в которой в качестве наполнителя используют чугунные бруски (чушки), уложенные крест-накрест с зазорами между брусками. Для поддержания ровной высокой температуры воздуха и хорошей испаряемости выплеснутой на чугунные бруски жидкости предельно важно, соблюдать некоторые условия - чтобы все калильные элементы (чугунные бруски (чушки) в каменке нагревались одинаково. При использовании камней этого добиться трудно даже при правильной их укладке. Камни, находящиеся дальше от источника тепла, отдавая энергию при контакте с водой, будут раскаляться медленнее. Чугун, в отличие от камней, прогревается ровно. Таким образом, легко защитить себя от опасности «тяжелого» сырого пара, который не несет ни пользы, ни удовольствия. 1. Камни, загружаемые в печь имеют плотность ниже чугунных чушек и прогреваются быстрее, чем чугун, но в тоже время аккумулируемое тепло значительно меньше, чем накопленное тепло от чугунных чушек, при условии нагрева до одной и той же фиксированной температуры. Камни загружаемые в печь имеют плотность ниже чугунных чушек и прогреваются быстрее, чем чугун, но в тоже время аккумулируемое тепло значительно меньше, чем накопленное тепло от чугунных чушек, при условии нагрева до одной и той же фиксированной температуры. При этом теплоотдача при получении пара значительно выше. Что касается срока эксплуатации, камни заметно уступают чугунным изделиям в несколько раз.
При этом теплоотдача при получении пара значительно выше. Что касается срока эксплуатации, камни заметно уступают чугунным изделиям в несколько раз.
Теплоемкость чугуна примерно в три раза выше теплоемкости обычного природного камня, который нередко используют в качестве калильного элемента в каменке. Фактически, это означает, что при одинаковом объеме каменки при использовании чугунных камней париться, не подкладывая дров в топку, можно в три раза дольше, см. http://gornilo.narod.ru/Image/Bolvan_300h.jpg, фото прилагается - прототип.
Специальные технологии позволяют сделать чугунные «камни», будь то ядра, чушки или монеты, устойчивыми к воздействию воды. Именно поэтому такие наполнители для печи, даже, спустя много лет, не покрываются ржавчиной и при нагревании не выделяют в воздух посторонних веществ. Такой наполнитель абсолютно безопасен для аллергиков и является гарантией получения «легкого пара» в бане. За счет более высокой теплоотдачи чугуна банщик получает значительно большую свободу регулировки влажности и температуры в парильной зоне, чем при использовании любого природного камня. Таким образом, банные процедуры протекают с более мягким воздействием на организм человека.
К недостаткам известной печи-прототипа можно отнести низкие технологические возможности, связанные с возможностью термического и механического перемещения арок в вертикальной плоскости и их разрушением в том числе и под воздействием веса наполнителя.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение недостатков печи-прототипа, в частности повышение технологических возможностей печи, обеспечивающих более надежную работу печи с повышением стойкости арок печи.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания известных общих с прототипом признаков включающих кирпичную огнеупорную кладку с камерой для наполнителя с загрузочным окном, топкой с шанцами в виде арок, газовой горелкой и каналом выхода дымовых газов и новых признаков, заключающихся в том, что шанцы топки в виде арок выполнены, по меньшей мере, с одной кирпичной вставкой-распоркой между ними, смонтированной перпендикулярно аркам шанцев.
Кирпичные вставки-распорки между шанцами выполнены напротив друг друга в виде сплошной прямой линии.
Вставки-распорки между шанцами выполнены встроенными в арки во время их кладки.
Арки топки и вставки-распорки между шанцами выполнены из огнеупорного кирпича марки Ш №48.;
Новизной предложенного технического решения является выполнение шанцев топки в виде арок, по меньшей мере, с одной кирпичной вставкой-распоркой между ними, смонтированной перпендикулярно аркам шанцев.
Так, выполнение шанцев топки в виде арок, по меньшей мере, с одной кирпичной вставкой-распоркой между ними, смонтированной перпендикулярно аркам шанцев снижает поперечные термические смещения арок и тем самым предотвращает их разрушение, увеличивая сроки службы печи в целом.
Признаки выполнения кирпичных вставок-распорок между шанцами напротив друг друга в виде сплошной прямой линии, выполнение вставок-распорок между шанцами встроенными в арки во время их кладки и выполнение арок топки и вставок-распорок между шанцами из огнеупорного кирпича марки Ш №48 - являются признаками дополнительными, направленными на более полное раскрытие основных признаков и на достижение поставленного предполагаемой полезной моделью технического результата.
Так, выполнение вставок-распорок между шанцами встроенными в арки во время их кладки позволяет связать вставки-распорки с телом арок и тем самым повысить надежность работы и стойкость шанцевых арок к термическим напряжениям.
Согласно проведенных патентно-информационных исследований сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемой полезной модели в патентной и научно-технической литературе - не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.
Описание осуществления предлагаемого устройства с указанными признаками позволяет отнести устройство и признаки к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 схематично представлен общий вид предлагаемой печи-каменки «Сандуны».
На фиг. 2 схематично представлено расположение вставок-распорок в виде двух сплошных линий по отношению к аркам шанцев печи.
Печь-каменка состоит из каменной кладки 1 с загрузочным окном 2 и наполнителем, выполненным в виде слоев, сформированных их чугунных чушек 3 различного диаметра, верхняя поверхность которых, образованная верхним слоем чугунных чушек диаметром получается выполненной с углом наклона к загрузочному окну равным 10-15 градусов. Наполнитель печи уложен на шанцы 4 выполненные в виде арки, между которыми выполнены вставки-распорки 5. Под арками шанцев 4 выполнена топка 6 с газовыми горелками 7 и нагнетающим вентилятором 8.
Предлагаемая печь-каменка «Сандуны» работает следующим образом:
После укладки наполнителя на шанцы арок с углом наклона верхней поверхности в 10-15 градусов приступают к разогреву наполнителя -чугунных чушек. Для этого, при помощи смесительной горелки 7 с принудительной подачей воздуха на горение нагнетающим вентилятором 8 воздуха осуществляют нагрев наполнителя. Окончание работы горелок определяется температурным полем поверхности чугунных чушек внутри печи. Максимальная температура в печи определяется в зависимости от времени года и составляет не более 850 градусов С. Исходя из вышеуказанного, температура в 850 градусов на поверхности наполнителя (чугунных чушек диаметром 50 мм) является косвенным показателем прогрева шанцев, камеры сжигания.
Нагрев наполнителя осуществляют в течение 9-10-ти часов в сутки. Для обеспечения работы печи следующего дня розжиг горелок производят, например, в 22 часа. В 7,0 часов работу горелок останавливают и для выравнивания температуры до начала работы дают печи выстояться. Если режим работы печи иной, то и режим топки печей корректируется.
Для оптимизации тепловых процессов по нагреву наполнителя печи (чугунные чушки) и увеличения срока эксплуатации печи и предотвращения преждевременной зашлаковки чугунных чушек, при высоких температурах в зоне горения верх садки чушек прогревается до 850 град. При периодических нагревах и охлаждениях наполнителя и печи в целом термическим напряжениям подвергаются тяжело нагруженные наполнителем арки шанцев, которые от такого термического режима работы быстро выходят из строя и разрушаются. Наличие вставок-распорок 5 между арками шанцев 4 предотвращает термические колебания арок в стороны и как следствие увеличивает сроки службы арок и печи в целом.
Выполнение кирпичных вставок-распорок между шанцами напротив друг друга в виде сплошной прямой линии обеспечивает надежное удержание арок шанцев от термических колебаний в стороны. Выполнение вставок-распорок между шанцами встроенными в арки во время их кладки повышает надежность их работы, обеспечивает постоянное надежное их удержание в установленном месте и предотвращает их выпадение из цепочки вставок-распорок. Выполнение арок топки и вставок-распорок между шанцами из огнеупорного кирпича марки Ш №48 увеличивает срок службы печи.
В настоящее время на предприятии разработана техническая документация, осуществлена опытная кладка арок шанцев со вставками-распорками, показавшая при испытаниях положительные результаты.