УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬНЫЙ КАМИН

Полезная модель относится к конструкциям универсальных каминов, работающих на твердом топливе, с использованием канальной системы конвекционных газов для нагрева воздуха и теплоаккумулирующей массы для аккумуляции тепла и получения пара.
Известен универсальный теплонакопительный камин по патенту РФ №2402716 МПК F24B 1/18, публ. 27.10.2010, содержащий корпус, топливник с остекленной огнеупорной дверцей, поддувало с колосниками, канальную дымооборотную систему, соединенную с дымовой трубой.
Недостатком данного теплонакопительного камина является недостаточная универсальность - отсутствие возможности использовать его как печь для сауны.
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемая полезная модель - прототипом, является техническое решение, того же назначения по патенту ЕР №2330352, МПК F14B 1/24, публ. 08.06.2011, камин, содержащий топку, выполненную с решеткой и дверцей, окруженную обшивкой, содержащую средство подачи воздуха для горения, а также горловину для удаления топочных газов. За горловиной, над топкой расположена металлическая обшивка, которая направляет топочные газы вверх и внутри которой находится теплоаккумулирующая масса, выполненная из хорошо аккумулирующего тепло материала. Между обшивкой и теплоаккумулирующей массой образованы каналы для топочных газов, которые проходят по всей ширине и высоте теплоаккумулирующей массы. Металлическая обшивка и обшивка топки окружены наружной обшивкой камина. Снаружи металлической обшивки расположена прерывистая каменная облицовка с большой теплоаккумулирующей поверхностью. Между металлической обшивкой и каменной облицовкой имеется воздушный зазор, обеспечивающий предотвращение непосредственного контакта каменной облицовки и металлической обшивки. Каменная облицовка камина снаружи имеет обшивку, которая представляет собой металлическую сетку или перфорированный лист.В этом случае камин является, например, печью сауны. Наружная обшивка камина может быть полностью выполнена из хорошо аккумулирующего тепло материала, например, стеатита.
Недостатками данного камина является то, что отсутствует возможность регулирования подачи нагретого воздуха в нужное помещение. Отсутствует универсальность использования камина. Камин заявлен, как печь для сауны. Однако прерывистую каменную облицовку проблематично нагреть до температуры, необходимой для получения легкого пара, поскольку она только в нижней своей части контактирует с топкой, а в средней и верхней частях нагревается дымовыми газами через металлическую обшивку и воздушный зазор. Кроме этого, дымовые газы отдают тепло теплоаккумулирующей массе, находящейся в металлической обшивке. Наличие емкости с теплоаккумулирующей массой на пути дымовых газов создает сопротивление их движению, для преодоления которого требуется усиление тяги за счет увеличения высоты дымовой трубы или специальных устройств таких, как всасывающие и подкачивающие направляющие, горизонтальные и вертикальные ребра. Все эти решения усложняют конструкцию и способствуют осаждению сажи. Несмотря на наличие открывающейся крышки на металлической обшивке, очистка от сажи и техническое обслуживание теплоаккумулирующей массы и дымоходов трудоемкая и неудобная. Кроме того, облицовка камина природным камнем, в частности стеатитом, связана с высокой трудоемкостью, как добычи, так и сборки.
Задачей полезной модели является повышение универсальности камина, его эксплуатационных свойств, при упрощении конструкции.
Технический результат, который получен при осуществлении полезной модели, заключается в создании направленной циркуляции нагретого воздушного потока в конвекционных каналах.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном устройстве - универсальный теплонакопительный камин, содержащем топку с остекленной огнеупорной дверцей и колосником, средство подачи воздуха для горения, дымооборотную систему с дымовым патрубком для удаления топочных газов, теплоаккумулирующую массу, наружную обшивку, согласно формуле полезной модели, содержит систему золоудаления, емкость для теплоаккумулирующей массы, находящуюся с противоположной от дверки стороны камина и заглубленную в топку, дымооборотную систему с направляющими пластинами дымовых газов, а наружная обшивка камина выполнена в виде образующего внутреннюю полость металлического корпуса, с системой отверстий, регулируемого сечения. Задача решается также благодаря тому, что емкость для теплоаккумулирующей массы снабжена парообразователем, который представляет собой камеру для парообразования образованную боковой стенкой емкости для теплоаккумулирующей загрузки и приваренным к ней профилированным элементом. Парообразователь имеет заливное устройство - воронку.
Устройство золоудаления представляет собой зольник с зольным ящиком.
На обшивке камина, в нижней ее части, выполнены конвекционные отверстия с нерегулируем сечением.
Топка камина установлена на высоту, соответствующую уровню лица, сидящего у камина человека.
Проходное сечение отверстий на обшивке камина регулируется жалюзями.
Проходное сечение отверстий на обшивке камина регулируется задвижками.
Проходное сечение отверстий на обшивке камина регулируется шиберами.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».
Указанная совокупность признаков решает поставленную задачу так, как теплоаккумулирующая масса находится в емкости, закрытой для дымовых газов, но стенки, которой контактируют с пламенем и горячими дымовыми газами. Толщина слоя теплоаккумулирующей массы подобрана таким образом, что она быстро и равномерно прогревается от горячих стенок емкости. Наличие хорошо разогретой теплоаккумулирующей массы позволяет использовать камин, как печь для сауны.
Наличие системы золоудаления позволяет регулировать подачу воздуха для горения и кроме этого повышает удобство обслуживания камина.
Наружная обшивка камина с отверстиями регулируемого сечения позволяет направлять конвекционные потоки нагретого воздуха в необходимом направлении и регулировать их интенсивность, при этом сократить время прогрева выбранного помещения. Наружная обшивка камина исключает жесткое инфракрасное излучение от металлических стенок топки.
Направляющие пластины в системе дымооборота позволяют удлинить путь горячих дымовых газов, снизить их скорость и тем самым повысить эффективность теплообмена.
Парообразователь, представляющий собой камеру парообразования, образованного боковой стенкой емкости для теплоаккумулирующей массы и профильным элементом, позволяет получать пар до того, как нагреются камни. Металлическая боковая стенка емкости нагревается очень быстро так, как находится в топке, непосредственно в зоне горения.
Отверстия с нерегулируемым сечением, расположенные, например, в нижней части обшивки, обеспечивают забор холодного воздуха из помещения.
Топка камина устанавливается выше, чем топка у печи, что позволяет создать удобство и комфорт для наблюдения за огнем.
Наличие разнообразия в запорно-регулирующих приспособлениях: жалюзи, задвижки, шиберы, позволяет комбинировать их применение, в зависимости от расположения и формы отверстий для регулирования доступа и интенсивности потока нагретого воздуха.
Сущность заявляемого технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид универсального теплонакопительного камина.
- на фиг.2 - продольный разрез камина;
- на фиг.3 - вид камина спереди;
- на фиг.4 - вид камина сзади, на котором представлено движение конвекционных потоков.
Универсальный камин представляет собой металлическую конструкцию. Данная конструкция содержит топку 1, со стеклянной огнеупорной дверкой 2 и колосником 3, зольник 4 с зольным ящиком 5, средство подачи воздуха для горения 6, дымооборотную систему, включающую направляющие пластины 7, 8 дымовых газов и дымовой патрубок 9. С противоположной от дверки 2 стороны выполнена, изолированная от попадания дымовых газов, емкость 10 для теплоаккумулирующей массы. емкость 10 заглублена в топку 1. Геометрия дна 11 и стенки 12 емкости 1 для теплоаккумулирующей массы подобрана так, чтобы максимально повысить площадь контакта с пламенем и непосредственно омываться горячими дымовыми газами. На заднюю стенку 12 емкости 10 установлен парообразователь 13, представляющий собой камеру испарения воды, образованную задней стенкой 12 емкости 10 для теплоаккумулирующей массы и профильным элементом 14. Снаружи камина выполнена обшивка 15, которая выполнена в виде металлического корпуса, образующего внутреннюю полость 16 с системой не регулируемых конвекционных отверстий 20, выполненных в нижней части обшивки и отверстий 17, 18, 19, сечение которых регулируется различными видами задвижек. Отверстия 17, выполненные над емкостью для теплоаккумулирующей загрузки меняют проходное сечение, в данном примере, за счет радиальной задвижки. Отверстия 18 выполнены на передней панели камина и степень их открытия регулируется, например, плотно закрывающимися жалюзями. Отверстия 19, выполненные на верхней крышки обшивки 15 и предназначены для подключения воздуховодов через переходные патрубки. Сечение данных отверстий 19 регулируется шиберами 21
Универсальный теплонакопительный камин выполнен так, что наружная обшивка 15 камина с установленными в ней регулируемыми отверстиями 17, 18 и 19 позволяет эксплуатировать его в трех переключаемых режимах.
Работа универсального камина осуществляется следующим образом. Дрова закладывают в топку 1 на колосник 3 через открытую дверку 2, поджигают и закрывают дверку. Регулировку тяги для обеспечения нормального горения осуществляют через средство 6 подачи воздуха для горения и выдвижение зольного ящика 5. Образованные от сгорания топлива дымовые газы и раскаленный воздух поднимаются из топки вверх, проходят систему дымооборотов образованными направляющими пластинами 7, 8 и выходят в дымовой патрубок 9.
Первый режим работы камина осуществляется при закрытых отверстиях 17 и 19. При этом режиме, нагретый от стенок топки, дымохода и горячих камней, воздушный поток устремляется в открытые отверстия 18 и обогревает помещение, где находится лицевая часть камина. Регулировка сечения отверстий 18 в данном примере, осуществляется плотно закрывающимися жалюзями.
Второй режим осуществляется при закрытых отверстиях 18 и 19. При этом режиме, нагретый от стенок топки и дымохода воздушный поток устремляется в открытые отверстия 17 и нагревает парильное помещение. Регулировка сечения отверстий 17 в данном примере осуществляется поворотной задвижкой. Получить пар можно с помощью парообразователя 13, наливая воду в воронку или с нагретых камней, при подаче на них воды через отверстия 17.
Третий тепловой режим осуществляется при закрытых отверстиях 17 и 18. Нагретый воздушный поток из замкнутой внутренней полости обшивки устремляется в отверстия 19. При этом режиме возможен обогрев соседних помещений через воздуховоды, подсоединенные к отверстиям 19, через патрубки. Регулировка сечения отверстий 19 в данном примере осуществляется поворотным шибером 21.
В том случае, когда нет необходимости обогревать банное и парильное помещения, запорно-регулирующими устройствами перекрывают все отверстия 17, 18 и 19 на обшивке 15 камина и создаются комфортные условия для наблюдения за пламенем и незначительного обогрева помещения за счет лучистой энергии пламени с открытой или закрытой дверкой 2.
Кроме этих режимов, топку универсального камина можно использовать для приготовления и подогрева продуктов. После окончания топки камина, на колосник помещают вкладывающее днище 22, которое перекрывает доступ воздуха из зольника 4 и на котором размещены горящие угли. В топку 1 на днище 22 устанавливают каркас 23 любой конструкции для установки на него противня или шампуров.
Практическое испытание предложенного теплонакопительного камина продемонстрировало высокие теплотехнические характеристики и удобство эксплуатации.
Таким образом, предложен камин, который обладает значительной универсальностью, поскольку его можно использовать как отопительный прибор с направленным тепловым потоком для избирательного обогрева помещения и при этом наблюдать горение дров при открытой дверке, либо через панорамное стекло дверки с большим углом обзора. Камин может быть использован, как печь для сауны с получением пара с нагретых камней и парообразователя, а также после окончания процесса горения, как мангал при открытой дверке и как духовка при закрытой. Кроме того, он прост в изготовлении и обслуживании.