ЭКОНОМАЙЗЕР ДЛЯ БЫТОВОЙ ПЕЧИ

Техническое решение относится к области приспособлений и устройств, повышающих эффективность, в частности теплоотдачу, и безопасность работы печи.
Наиболее близким из известных является экономайзер для бытовых отопительных и банных печей, включающий дымоход, патрубки дымохода, корпус, при этом экономайзер имеет одно нижнее основание с перфорацией для размещения на нем теплоаккумулирующего материала, а основание оборудовано задвижкой для регулирования объема входящего и выходящего воздуха с рукояткой, корпус выполнен в виде вертикальных каменных блоков, соединенных по краям сверху и снизу направляющими, и имеет верхнее перфорированное основание (RU 2740393 С1, 13.01.2021).
Однако наличие уменьшающей проходное сечение отверстий задвижки приводит к изменению скорости потока воздуха и возможному осаждению содержащихся в нем пылевидных горючих частиц, которые выпадают из потока воздуха при изменении его скорости в этом случае в верхней части полости экономайзера. Накопление таких частиц в верхней части полости экономайзера может привести к их возгоранию с образованием открытого пламени, языки которого в этом случае могут выходить за пределы верхнего торца экономайзера, что повышает пожароопасность экономайзера. Также, при нагреве каменных панелей происходит их удлинение (температурное расширение) и при отсутствии свободного пространства (зазора) для температурного удлинения возможно разрушение (образование трещин) панелей из-за накопления необратимых деформаций от циклично возникающих напряжений, что приведет к пожароопасности экономайзера.
Задачей настоящего технического решения является создание простого и надежного экономайзера для печей, как бытовых отопительных, так и банных, обладающего повышенной пожаробезопасностью.
Технический результат заключается в упрощении конструкции для обеспечения ее надежной и пожаробезопасной работы за счет устранения условий, которые могут привести к возгоранию, как внутри корпуса экономайзера, так и снаружи.
Достигается это тем, что экономайзер для печи включает трубу дымохода с расширенной частью у нижнего конца и суженной частью у верхнего ее конца, в нижней части которой выше расширенной части приварено основание, несущее каменные панели, установленные на нем с образованием с внешней поверхностью трубы полости, имеющее форму правильного многоугольника с отверстиями для прохода воздуха и ориентированные вверх периферийные отгибы по периметру многоугольника для фиксации каменных панелей, причем на упомянутом основании размещен дистанцирующий каменные панели и контактирующий с ними элемент с конгруэнтными периферийным отгибами, также имеющий отверстия для прохода воздуха, вертикальные оси которых совпадают с осями отверстий несущего основания, а в верхней части трубы дымохода ниже ее суженной части закреплена охватывающая торцы каменных панелей крышка, имеющая отверстия для свободного прохода воздуха, причем расстояние между обращенными друг к другу поверхностями дистанцирующего элемента несущего основания и крышки превышает высоту каменных панелей с образованием зазора. При этом площадь суммарного проходного сечения отверстий, выполненных в несущем основании, не менее площади суммарного проходного сечения отверстий для прохода воздуха, выполненных в крышке. А каменные панели установлены с равным наклоном от вертикальной оси трубы дымохода, причем вертикальная проекция центра массы каждой панели не выходит за контур ее опирания на основание. Между боковыми поверхностями каменных панелей могут быть размещены уплотняющие вкладыши из негорючего материала. Кроме того, между боковыми поверхностями каменных панелей может быть образован зазор для конвекции нагретого воздуха по высоте панелей, а между каменными панелями, несущим основанием и крышкой расположен шнур из огнестойкого материала. В полости между трубой дымохода и каменными панелями размещен насыпной теплоаккумулирующий материал с образованием воздухопроводящих каналов.
Существенность признаков определяется их направленностью на реализацию технического результата. Труба дымохода с расширенной концевой частью и суженной другой концевой частью обеспечивает плотную посадку при монтаже экономайзера в дымоход, что повышает надежность и снижает пожаробезопасность за счет плотного соединения таких частей. Основание, соединенное сваркой с трубой, служит для установки на него с образованием с внешней поверхностью трубы полости каменных панелей, препятствующих интенсивному и жесткому инфракрасному излучению, способному вызвать чрезмерный нагрев, обугливание и возгорание рядом расположенных предметов из горючего материала. Расположение каменных панелей по периметру правильного многоугольника обеспечивает их равноудаленность от источника нагрева, исключая перегрев одной из них, что снижает пожароопасность. Важным условием для упрощения конструкции и снижения ее пожароопасности является размещение на упомянутом основании дистанцирующего каменные панели и контактирующего с ними элемента с конгруэнтными периферийным отгибами, обеспечивающего равномерный нагрев каменных панелей и исключающий тем самым условия для возгорания чего-либо снаружи. А отверстия в нем для прохода воздуха, вертикальные оси которых совпадают с осями отверстий несущего основания, обеспечивают расход воздуха, равный расходу воздуха через отверстия постоянного сечения крышке. Крышка расположена в верхней части трубы дымохода ниже ее суженной части и охватывает торцы каменных панелей. Такое выполнение значительно снижает количество вовлекаемых конвекцией внутрь полости экономайзера горючих пылевидных частиц и предотвращает их накапливание в его полости. Также важным условием для снижения опасности возгорания при использовании данного экономайзера является то, что расстояние между обращенными друг к другу поверхностями дистанцирующего элемента несущего основания и крышки превышает высоту каменных панелей с образованием зазора, обеспечивая тем самым возможность линейного расширения каменных панелей при нагреве и исключая возникновение в них напряжений сжатия, которые, как правило, приводят к трещинообразованию в каменных панелях и их разрушению. И то и другое чревато опасностью возгорания рядом расположенных предметов из горючих материалов, в том числе и случайно или преднамеренно оставленных, например запас дров для печи или оставленные рядом с банной печью для интенсивной просушки предметы из тканого материала. Кроме того, возможно установить каменные панели с равным наклоном от вертикальной оси трубы дымохода так, чтобы вертикальная проекция центра массы каждой панели не выходила бы за контур ее опирания на основание. Это обеспечит гарантированное устойчивое положение каменных панелей, предохраняя их от каких-либо колебаний и отклонений от проектного положения в процессе эксплуатации. Кроме того, такое их положение обеспечит, учитывая расположение экономайзера в верхней части объема отапливаемого помещения, направленность инфракрасного излучения от потолочных конструкций, выполняемых, как правило, из дерева. Для гарантированного положения каменных панелей между их боковыми поверхностями могут быть размещены уплотняющие вкладыши из негорючего материала, что исключает возможность их выпадения. Как вариант, образованный зазор для конвекции нагретого воздуха по высоте панелей между боковыми поверхностями каменных панелей может снизить интенсивность теплового потока воздуха в верхней части экономайзера, равномерно распределяя его по объему отапливаемого помещения. Для повышения пожаробезопасности между каменными панелями, несущим основание и крышкой может быть расположен шнур из огнестойкого материала. Для повышения эффективности работы экономайзера в полости между трубой дымохода и каменными панелями размещают насыпной кусковой теплоаккумулирующий материал, предпочтительно каменный, с образованием воздухопроводящих каналов между его кусками.
На фиг. 1 представлен экономайзер, общий вид.
На фиг. 2 показано расположение несущего основания и крышки с отверстиями на трубе.
На фиг. 3 показано расположение каменных панелей с дистанцирующим элементом, имеющим отверстия, соосные отверстиям основания и совпадающие с ними по форме.
Экономайзер для печи включает трубу 1 дымохода с расширенной частью у нижнего конца и суженной частью у верхнего ее конца. В нижней части трубы 1 выше ее расширенной части приварено основание 2, несущее каменные панели 3. Панели 3 установлены на основании 2 с образованием с внешней поверхностью трубы 1 полости. На основании 2 размещен дистанцирующий каменные панели и контактирующий с ними элемент 4 с конгруэнтными периферийными отгибами 5, имеющий отверстия 6 для прохода воздуха. Вертикальные оси отверстий 6 совпадают с осями отверстий 7 несущего основания 2.
Форма основания 2 в виде правильного многоугольника и ориентированными вверх периферийными отгибами по периметру многоугольника обеспечивает фиксацию одинаковых по размеру каменных панелей 3. В верхней части трубы 1 дымохода ниже ее суженной части закреплена охватывающая торцы каменных панелей крышка 8, имеющая отверстия 9 для свободного прохода воздуха. Площадь суммарного проходного сечения отверстий, выполненных в несущем основании 2, не менее площади суммарного проходного сечения отверстий для прохода воздуха, выполненных в крышке 8. Расстояние между обращенными друг к другу поверхностями дистанцирующего элемента 4 несущего основания 2 и крышки 8 превышает высоту каменных панелей с образованием зазора. Каменные панели установлены с равным наклоном (не показано) от вертикальной оси трубы дымохода. Вертикальная проекция центра массы каждой панели 3 в этом случае также не выходит за контур ее опирания на основание 2. Между боковыми поверхностями каменных панелей могут быть размещены уплотняющие вкладыши из негорючего материала (не показаны). А между боковыми поверхностями каменных панелей 3 может быть образован зазор для конвекции нагретого воздуха по высоте панелей. Как вариант, между каменными панелями, несущим основанием и крышкой может быть расположен шнур из огнестойкого материала, например, асбестовый или из другого материала. В полости между трубой дымохода и каменными панелями размещен насыпной теплоаккумулирующий материал с образованием воздухопроводящих каналов.
При работе таким образом достаточно просто, надежно и пожаробезопасно выполненного экономайзера обеспечивается, в том числе и за счет подобранного равного суммарного проходного сечения отверстий крышки и несущего основания, минимально возможное вовлечение количества содержащихся во взвешенном состоянии в воздухе горючих частиц, что позволяет их утилизировать при каждом использовании экономайзера без возгорания в его полости.