ОТОПИТЕЛЬНО-ВАРОЧНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к бытовым отопительным устройствам, работающим на твердом топливе (дрова, уголь) и предназначено для обогрева помещений и приготовления пищи. Известна бытовая отопительно-варочная печь, содержащая металлический корпус с вертикальными боковыми стенками и горизонтальной верхней стенкой, имеющей варочный настил, в котором размещены камера сгорания с колосниковой решеткой и поддувало (зольник), трубу для отвода продуктов сгорания и наружный ограждающий кожух (пат. РФ №2018059, кл. F24B 1/02, 1992). Недостатком известного устройства является невысокая эффективность обогрева помещения вследствие низкого КПД печи, обусловленного большими потерями тепла с отходящими из печи высокотемпературными продуктами сгорания топлива.
Наиболее близкой к предложенной является отопительная печь, содержащая металлический корпус с вертикальными боковыми стенками и горизонтальной верхней стенкой, имеющей варочный настил, в котором размещены камера сгорания с колосниковой решеткой, поддувало и расположенный над камерой сгорания газоход, трубу для отвода продуктов сгорания и наружный кожух, при этом газоход образован двумя горизонтальными пластинками, подвижно смонтированными в корпусе печи (пат. РФ №2018769, кл. F24 B5/0, 1993).
Наличие в данной отопительно-варочной печи газохода, расположенного в корпусе над камерой сгорания, позволяет удлинить путь высокотемпературных продуктов сгорания внутри корпуса печи. Однако это не позволяет сколько-нибудь существенно повысить эффективность обогрева
помещения, поскольку в данном случае площадь теплопередающей (греющей) поверхности печи не увеличивается и сохраняется низкий КПД печи, вследствие больших потерь тепла с отходящими продуктами сгорания.
Повышение тепловой нагрузки данной печи за счет увеличения количества сжигаемого топлива также не позволит существенно повысить эффективность обогрева помещения, поскольку при незначительном повышении температуры корпуса печи это приведет к значительному повышению температуры отходящих дымовых газов и дополнительному снижению КПД печи.
Недостатком данной печи является также то, что при ее выключении температура воздуха в обогреваемом помещении быстро понижается. Кроме того, наличие подвижно смонтированных в корпусе металлических пластин усложняет конструкцию известной печи и ухудшает ее эксплуатационные качества.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности обогрева помещения, и улучшение условий приготовления пищи за счет существенного увеличения КПД отопительно-варочной печи.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в отопительно-варочной печи, содержащей металлический корпус с вертикальными боковыми стенками и горизонтальной верхней стенкой, в котором размещены камера сгорания с колосниковой решеткой и поддувало, расположенный над камерой сгорания газоход, подсоединенный к трубе для отвода продуктов сгорания, и наружный кожух, при этом верхняя стенка корпуса имеет варочный настил. Новым является то, что газоход выполнен в виде вертикального П-образного короба щелевидного сечения, расположенного над верхней стенкой корпуса, при этом вертикальные внешние стенки П-образного короба являются продолжением вертикальных стенок корпуса, а внутренние стенки П-образного короба ограничивают над верхней стенкой корпуса жаровую камеру, в которой размещены съемные теплоаккумулирующие элементы, например, огнеупорные кирпичи, и
установлены съемные решетчатые полки, закрепленные на внутренних стенках короба, при этом высота жаровой камеры составляет не менее высоты корпуса печи, а теплоаккумулирующие элементы выполнены, например, в виде огнеупорных или обычных кирпичей.
Выполнение газохода предложенной отопительно-варочной печи в виде вертикального П-образного короба щелевидного сечения, расположенного над камерой сгорания, позволяет значительно (в 2 раза и более) увеличить площадь греющей поверхности печи, за счет чего существенно повысить КПД печи и эффективность отопления помещения. Наличие над верхней стенкой корпуса печи жаровой камеры, ограниченной внутренними стенками П-образного короба, в которой размещены теплоаккумулирующие элементы, дополнительно улучшает обогрев помещения за счет существенного увеличения площади греющей поверхности печи и повышения стабильности поддержания температуры в помещении. При этом установка в жаровой камере съемных решетчатых полок позволяет разместить на них теплоаккумулирующие элементы и создает оптимальные возможности для наилучшего использования объема жаровой камеры в отопительно-варочных целях.
На фиг.1 дан лицевой вид печи, на фиг.2 показан разрез по А-А фиг.1, на фиг.3 - крепление верхней стенки газохода.
Отопительно-варочная печь содержит металлический корпус с вертикальными передней 1, задней 2 и боковыми 3 стенками и горизонтальной верхней стенкой 4, имеющей варочный настил (не показан). Внутри корпуса размещены камера сгорания 5 с колосниковой решеткой 6 и поддувало 7. Над верхней стенкой 4 корпуса расположен газоход, выполненный в виде П-образного короба 8, имеющего щелевидное проходное сечение, соединенного с трубой 9 для отвода продуктов сгорания. Вертикальные внешние стенки 10 П-образного короба 8 являются продолжением вертикальных стенок 1, 2 и 3 корпуса печи, а внутренние стенки 11 короба 8 ограничивают над верхней стенкой 4 корпуса жаровую
камеру 12, в которой установлены съемные решетчатые полки 13, закрепленные на внутренних стенках 11 короба. В жаровой камере 12, максимально заполняя ее объем, размещены съемные теплоаккумулирующие элементы 14, например, огнеупорные кирпичи, расположенные на решетчатых полках 13 и на верхней стенке 4 корпуса печи, включая варочный настил. В случае необходимости приготовления пищи часть теплоаккумулирующих элементов (кирпичей) 14 снимается с варочного настила и на их место устанавливается варочная посуда.
Верхняя стенка П-образного короба (газохода) 8 выполнена в виде фланца 15, герметично закрепленного на вертикальных внешних стенках 10 газохода, имеющих фланец 16, с помощью болтовых соединений 17.
Отопительно-варочная печь установлена на опорах 18 и снабжена кожухом 16, закрепленным с помощью перемычек 17.
Отопительно-варочная печь работает следующим образом. В камере сгорания 5 сжигается топливо (преимущественно дрова), воздух на горение которого поступает через колосниковую решетку 6 из поддувала 7. Высокотемпературные продукты сгорания топлива из камеры сгорания 5 поступают в нижнюю часть вертикального П-образного короба (газохода) 8 и, пройдя его, отводятся через трубу 9.
При этом высокотемпературные продукты сгорания, проходя снизу вверх по щелевидному сечению газохода 8, интенсивно нагревают его стенки 10 и 11, сами при этом значительно охлаждаясь. Нагретые же стенки 10 и 11 П-образного короба газохода 8 интенсивно отдают тепло окружающему воздуху, обогревая помещение. Одновременно с этим происходит нагрев теплоаккумулирующих элементов 14 в жаровой камере 12, которые также включаются в процесс обогрева помещения.
к
к
Опытным путем установлено, что относительная высота П-образного газохода 8, обеспечивающая интенсивный обогрев помещения за счет суммарной теплоотдачи от стенок газохода и телплоаккумулирующих элементов 14, составляет не менее h, где h - высота корпуса печи. В
этом случае площадь греющей поверхности газохода 8 является сопоставимой или превышает площадь греющей поверхности камеры сгорания 5, т.е суммарная площадь предложенной отопительно-варочной печи существенно (в два раза и более) превышает площадь греющей поверхности известной отопительно-варочной печи (прототипа). Кроме того, находящиеся в жаровой камере 12 теплоаккумулирующие элементы 14, нагретые до достаточно высокой температуры, также участвуют в процессе обогрева помещения, дополнительно существенно увеличивая греющую поверхность предложенной печи. При этом теплоаккумулирующие элементы 14, обладая большой суммарной теплоемкостью, обеспечивает существенное выравнивание температуры в обогреваемом помещении и значительно более длительное, чем прототип, сохранение тепла в помещении при выключении печи. В тоже время, в предложенной конструкции печи с увеличением высоты П-образного газохода 8 увеличиваются его обогревающая поверхность, объем жаровой камеры 12 и масса телплоаккумулирующих элементов 14 в ней.
k
k
Однако при этом снижаются температура верхней части газохода 8 и верхней части жаровой камеры 12, а габариты и металлоемкость печи увеличиваются, что ухудшает эксплуатационные свойства печи. Поэтому как показала опытная проверка, оптимальная высота П-образного газохода 8 предлагаемой печи не должна превышать 2h (h- высота корпуса печи). При этом оптимальное соотношение сторон щелевидного проходного сечения П-образного газохода 8 находится в диапазоне 1/5÷1/7.
Предложенное выполнение верхней стенки П-образного газохода 8 в виде съемного фланца 15, закрепленного на вертикальных стенках 10 газохода с помощью болтовых соединений 17, позволяет легко производить очистку внутренней поверхности газохода 8 и камеры сгорания 5.
В случае необходимости приготовления пищи в предложенной отопительно-варочной печи, в жаровой камере 12 снимается часть теплоаккумулирующих элементов (огнеупорных кирпичей) 14 на варочном
настиле верхней стенки 4 корпуса печи и на их место устанавливается варочная посуда.
Предложенная конструкция печи позволяет также, в случае необходимости, например, при протапливании помещения повысить скорость разогрева помещения за счет увеличения тепловой нагрузки камеры сгорания 5 путем сжигания большого количества топлива. При этом зона горения топлива выходит из камеры сгорания 5 в газоход 8 и повышается температура стены газохода и теплоаккумулирующих элементов 14 в жаровой камере 12, что увеличивает скорость прогрева помещения.
Таким образом, предложенная конструкция отопительно-варочной печи позволяет значительно повысить эффективность обогрева помещения за счет существенного увеличения КПД печи, уменьшения прогрева помещения, повышения стабильности поддержания температуры в помещения, а также улучшения условий приготовления пищи.