Банная печь
BATH-HOUSE FURNACE

Изобретение относится к печам, предназначенным для установки в банях и саунах, для нагрева и поддержания необходимой температуры и влажности в парильном помещении.
Наиболее близким аналогом является банная печь (RU 150387 U1, F24B 1/24, опубликовано 20.02.2015), содержащая корпус, портал, установленный с фронтальной стороны корпуса, топку, расположенную в корпусе, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой и состоящее из трех секций, дымовую трубу, у которой каждая из секций металлического ложа имеет форму полой открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, секции металлического ложа соединены длинными верхними краями, при этом под дымовой трубой установлен пламегаситель, обеспечивающий движение газов вдоль металлического ложа.
Недостатком данной печи является большое количество составных элементов, что уменьшает технологичность при сборке конструкции печи, а также создает большое количество стыков, через которые может прорываться пламя или топочные газы. Также, равная по всей плоскости толщина стенок печи приводит к избыточной массе и материалоемкости устройства.
Задачей данного изобретения является устранение недостатков прототипа, а также создание надежного и безотказного нагревательного прибора (печи).
Применение заявленного изобретения обеспечивает следующие технические результаты: равномерный нагрев изделия за счет применения чугунной печи, улучшенную теплоотдачу за счет наличия теплоотводящих ребер, экономичный режим расхода топлива и благоприятный режим влажности, уменьшение массы конструкции без потери прочности за счет наличия равномерно расположенных ребер жесткости на поверхности полукорпусов с одновременным повышением КПД за счет более полного использования тепловой энергии из-за равномерного размещения ребер в местах утолщения полукорпусов, что обеспечивает стабильные параметры и равномерность теплового потока.
Данные технические результаты достигаются за счет того, что банная печь содержит топочный агрегат, зольник, подзольник и колосник, топочный агрегат состоит из двух выполненных из чугуна частей - верхнего полукорпуса с патрубком выхода дымохода и нижнего полукорпуса, на стыкуемых поверхностях полукорпусов выполнены пазы, в которые уложен огнеупорный шнур, а все стыки полукорпусов обработаны термостойким герметиком, на внешней стороне каждого из полукорпусов проходит, по меньшей мере, два теплоотводящих ребра, причем толщина стенок топочного агрегата с допуском ±1 мм варьируется от 6 мм до 12 мм, составляя 10 мм у боковых стенок топочного агрегата, а в месте наличия ребер составляет 12 мм. А ребра выполнены с равным расстоянием друг от друга и от переднего и заднего края топочного агрегата, причем, предпочтительно, количество ребер равно четырем. В конструкции топочного агрегата установлен зуб-отбойник. А колосник выполнен съемным и установлен на выступах, выполненных в нижнем полукорпусе. К нижнему полукорпусу под колосником прикреплен подзольник. Банная печь оснащена топочным тоннелем, а стыкуемые поверхности топочного агрегата с топочным тоннелем выполнены по периметру с карманами или пазами, в которых уложен огнеупорный шнур, а также при стыковке применены огнеупорный герметик и метизные соединения. Вокруг топочного агрегата установлена сетка для камней.
Краткое описание чертежа.
На фиг. 1 представлена модель банной печи, где:
1 - Полукорпус верхний
2 - Полукорпус нижний
3 - Топочный тоннель
4 - Подзольник
5 - Зольник
6 - Зуб отбойник
7 - Колосник
8 - Дверь топки
9 - Сетка для камней
10 - Теплоотводящее ребро
В конструкции топки установлены «зуб отбойник» (6) и колосник (7). Колосниковая решетка (7) и зуб отбойник (6) выполнены из серого чугуна или высокопрочного чугуна, материала стойкого к перепадам температур, слабоподверженного образованию окалины и истончению в процессе горения топлива. Колосниковая решетка выполнена съемной и установлена на выступах, выполненных в нижней стенке нижнего полукорпуса. К нижнему полукорпусу, непосредственно под колосниковой решеткой прикреплен подзольник. Подзольник может быть выполнен штампованным из стального листа, либо литым из чугуна. Подзольник и зольник предназначены для удобного извлечения золы и регулирования подачи воздуха к горящему топливу.
В процессе изготовления печи применен способ «разнотолщинности стенок», где толщина стенок варьируется от 6 до 12 мм, что приведет к уменьшению массы конструкции без потери прочности. Внутренняя конструкция топочного пространства позволяет увеличить КПД за счет более полного использования тепловой энергии, полученной от сгорания топлива. Данный эффект достигается также за счет направления нагретых газов по каналам, выполненным в верхней части печи.
Для обеспечения безопасной эксплуатации печи в конструкции предусмотрен топочный тоннель (топливный канал) и чугунная дверь. Тоннель позволяет топить печь из смежного с парной помещения и служит для «прохода» через негорючую стену. Дверь из чугуна служит прекрасным изолятором, она состоит из рамки и полотна, которое оснащено огнеупорным закаленным стеклом, запорным устройством в виде ручки-крючка и поддувалом с ручкой регулятором подачи воздуха для управления подачей воздуха в топочную часть и регулирования скорости горения топлива. Снизу печи располагаются: подзольник и зольник, необходимый для удобного извлечения золы и регулирования подачи воздуха к горящему топливу.
Печь может быть оснащена сеткой для камней, которые служат дополнительными элементами нагрева помещения бани и производства водяного пара.
Конструкция печи представляет собой единый элемент топочного агрегата (топки), собранного из двух чугунных (основных) элементов печи путем болтового соединения и применения огнеупорного шнура в специально организованных для этого пазах - «карманах» и дополнительно обработанного термостойким (высокотемпературным/ огнеупорным) герметиком. Печь поставляется к реализации в собранном виде. Поэтому полностью исключается «человеческий фактор» при дальнейшей сборке печи. В нижней части топки печи располагается колосниковая решетка (7) в специально предусмотренном посадочном углублении. Топочный тоннель (3) представляет собой толстостенный металлический элемент с закрепленной на нем дверцей, через которую осуществляется процесс топки печи. Топочный канал фиксируется непосредственно к топочному агрегату путем болтового соединения (метизные соединения), а стыкуемые поверхности топочного агрегата с топочным тоннелем выполнены по периметру с карманами или пазами в которых уложен огнеупорный шнур, а также при стыковке применены огнеупорный герметик. По периметру топочного агрегата расположен наружный кожух округлой формы, для размещения в нем камней.
Соединение основных элементов печи произведено с помощью болтового соединения по периметру каждого элемента. Каждый из двух элементов имеет углубление по периметру элемента, используемое для укладки огнеупорного шнура. Конструкция топочного агрегата поставляется в собранном виде (два элемента собраны между собой и соединены болтовым соединением).
Стенки всех элементов топочного агрегата выполнены из серого или высокопрочного чугуна и имеют разную толщину материала, что обусловлено разной температурной нагрузкой на каждый элемент: В процессе производства элементов чугунной печи применен высококачественный чугун, толщина стенок составляет 10 мм без учета размеров теплоотводящих ребер, что позволяет получить высокотехнологичную конструкцию с улучшенным КПД. Дополнительно в местах наличия теплоотводящих ребер толщина стенок составляет 10-12 мм (что обусловлено методом литья чугуна). Литейный допуск на толщину стенок всех деталей составляет ±1 мм. Наличие теплоотводящих ребер позволяет более эффективно отводить тепло от нагретой топки, не допускают перегрева топки, значительно увеличивая срок ее службы, а также обеспечивает интенсивный и равномерный нагрев камней в открытой каменке.
Размеры банной печи (указан один из возможных вариантов):
- Высота (с учетом дымоотводящего патрубка) - 600 мм. +200 мм.
- Глубина (включая топочный канал) - 675 мм. +200 мм.
- Глубина топки - 465 мм. +200 мм.
- Длина топочного тоннеля - 250 мм. +100 мм.
- Ширина дверцы - 260 мм. +100 мм.
- Вес печи - 105 кг. +40 кг.
Отходящие газы проходят из топочной камеры по так называемому «лабиринту», сформированному в верхней части топочного агрегата, тем самым равномерно распределяя тепло на все стенки топочного агрегата. Первоначально отходящие газы движутся вверх от горящего топлива, затем, ударяясь в верхний зуб отбойник, движутся в сторону к свободному выводу, ударяются в верхнюю стенку верхнего корпуса печи и движутся вверх в дымоотводящий патрубок.
Для увеличения времени поддержания заданной температуры и влажности в парном помещении, в конструкции банной печи используется наружный кожух (открытая каменка - сетка для камней из углеродистой стали), в котором размещаются камни. Камни укладываются по всему пространству между наружным кожухом печи (сетка, закрытый кожух и пр.) и непосредственно топочным агрегатом таким образом, чтобы между камнями оставались естественные зазоры 1-3 см для естественной циркуляции воздуха и равномерного съема тепла со стенок печи. Дополнительно, камни укладываются на верхнюю часть топочного агрегата, закрывая элементы корпуса печи.