ОТОПИТЕЛЬНО-ВАРОЧНЫЙ КАМИН
HEATING-COOKING FIREPLACE

Изобретение относится к области отопления, а именно к каминам, и может быть использовано в устройствах для создания комфорта в жилых помещениях и как бытовая печь для твердого топлива.
Известен камин RU №38500, МПК F24B 1/18, F24B 5/00, публ. 20.06.2004 г., включающий топку с подом, дверцу, отверстия в стенках топки для подачи воздуха, снабженные задвижками, направляющую пластину, камеру догорания и дымоход, который примыкает к задней стенки топки и снабжен регулирующими заслонками. Под топки выполнен сплошным, а его передний край образует фигурную щель между подом и дверцей. Камера догорания размещена под подом, связана с топкой через щель и выполнена в виде металлического ящика. Дверца выполнена из жаропрочного материала и закрывает одновременно рабочее отверстие топки и камеру догорания. В теплоемком основании выполнены воздушные каналы, через которые тепло горячего поддона также распространяется в помещение.
Недостатком данного камина является то, что данная конструкция не обеспечивает высокую теплоотдачу, так как камера догорания находится под подом и теплоотдача происходит только от нижнего поддона, т.е расположение камеры догорания под подом менее эффективно, чем камеры догорания над топкой. Поскольку дверь одновременно закрывает топку и камеру догорания, невозможно открыть дверь, пока не прогорят все дрова, а в противном случае будет наблюдаться задымление помещения. Направляющая пластина ломает газопламенный поток и ориентирует пламя вниз против естественного хода пламени вверх. Верхняя часть камина не будет нагреваться достаточным образом так, как основная часть горячих газов направлена вниз в камеру догорания, что снижает теплоотдачу от камина. Наличие подвижных деталей в высокотемпературной зоне снижает ресурс камина, затрудняет процесс эксплуатации и создает неудобства. Одним из явных недостатков камина является отсутствие декоративного вида пламени из-за установленной данным образом направляющей пластины. Можно предположить, что в данной конструкции будет происходить засаживание дверки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является печь по международной заявке WO 9936731, МПК F24B 1/189, 5/00, публ. 22.07.1999 г., предназначенная для сжигания дров, включающая топку, колосниковую решетку, впускные отверстия для вторичного воздуха, камеру дожига, расположенную над вышеуказанной топкой, а также дымовой канал, соединенный с вышеуказанной камерой дожига. Газоходный канал для газопламенного потока начинается в верхнем крае топки, включает направляющие пластины, обладающие низкой теплоемкостью и изменяющие направление газопламенного потока сначала в горизонтальном направлении, а потом в вертикальном направлении, после чего направление газопламенного потока меняется практически на 180° и вышеуказанные газы сгорания практически сразу направляются вниз в трубопровод сгорания, расположенный прямо за вышеуказанной топкой. Затем газы поднимаются вверх, омывая вышеуказанный нисходящий трубопровод сгорания. Направляющие пластины установлены сменяющими друг друга последовательно в практически вертикальном газоходном канале сгорания, площадь поперечного сечения которого, по отношению к площади фактической части топки, т.е. вышеуказанной колосниковой решетки составляет примерно от 0,6:1 до 0,3:1,5. Отверстие для предварительно подогретого вторичного воздуха представляет собой узкую щель, которая ведет в вышеуказанную топочную камеру. Щель, как правило, находится на средине высоты топки, вторая питающая щель располагается в верхней части передней дверцы топки. Нисходящий трубопровод имеет треугольное поперечное сечение. Дымовой канал располагается в основном вертикально и образует камеру теплообмена, которая с двух сторон окружает вышеуказанный треугольный нисходящий трубопровод. Задняя стена топки, которая предпочтительно изготавливается из тонколистового металла или тому подобного тонкого материала, по существу является одной стеной в нисходящем трубопроводе и является также стеной для одной части канала вторичного воздуха, что создает механизм подогрева для вышеуказанного вторичного воздуха. Нагревательные каналы для свежего воздуха проходят, как правило, вертикально через вышеуказанную конструкцию от одного конца к другому.
Недостатком данной конструкции является большая длина дымоходов и теплообменных каналов, что приводит к усложнению конструкции, увеличению металлоемкости и, как следствие, увеличению веса конструкции и ее стоимости. Топка изолирована огнеупорным материалом, что увеличивает время обогрева помещения от стенок печи. Теплоотдача происходит в основном через теплообменник. Для установки печи требуются дополнительные работы по монтажу и отделки ее поверхности огнеупорным материалом. При растопке печи или при открывании дверки возможно дымление в помещение, так как направляющая пластина соединена с верхней частью передней стенки топки без зазора и вторичный воздух, попадающий через щель над дверкой, попадает не сразу в камеру дожига, а вынужден омывать пластину. Такое крепление направляющей пластины создает предпосылки для сбора дыма в глухой зоне топки у верхней части дверки.
Задачей настоящего изобретения является создание многофункционального отопительно-варочного камина, упрощение конструкции и монтажа, увеличение интенсивности теплообмена между продуктами сгорания топлива и теплосъемными поверхностями конструкции, создание безопасности и комфорта при эксплуатации камина.
Технический результат от использования изобретения заключается в сокращении времени нагрева помещения, снижении металлоемкости конструкции, исключении жесткого инфракрасного излучения, сокращении времени просушки дров в нише.
Задача решается благодаря тому, что отопительно-варочный камин, включающий топку с дверкой, колосниковую решетку, зольник, впускное отверстие для вторичного воздуха, направляющие пластины, камеру дожига и дымоход, дополнительно содержит опору, на которую устанавливается топка, варочную плиту, расположенную над камерой дожига, нишу для сушки дров, расположенную в корпусе камина между его основанием и опорой топки, стенки топки закрыты конвектором, направляющая пластина, установленная у передней стенки топки, образует с этой стенкой щель, а на самой направляющей пластине выполнен отбойник пламени.
Задача также решается благодаря тому, что отбойник пламени выполнен в виде пластины, перпендикулярно установленной на всю длину направляющей пластины, расположенной у передней стенки топки.
Кроме того, направляющая пластина, жестко установленная под углом к задней стенке топки, в верхней своей части имеет горизонтальный участок.
Дверка выполнена из прозрачного термостойкого стекла.
Конвекционные каналы, образованные конвектором и стенками камина, сверху закрыты декоративными решетками с конвекционными отверстиями.
Таким образом, установка топки на опору позволяет усилить жесткость конструкции и безопасность эксплуатации. Наличие варочной плиты расширяет функции камина и создает удобства для приготовления пищи. Ниша для дров продувается конвекционными потоками, и дрова сушатся не только благодаря излучению топки, но и благодаря движению воздуха, что значительно сокращает время сушки. Для исключения жесткого инфракрасного излучения от металлических стенок камина предусмотрены конвекционные каналы, которые образуются между стенками топки и стенками конвектора, а также между стенками конвектора и стенками отопительно-варочного камина. Благодаря наличию конвекционных каналов сокращается время прогрева помещения и создаются комфортные условия. Установка на направляющей пластине отбойника пламени позволяет изменить направление газопламенного потока, удлинить его путь, а следовательно, увеличить теплосъем с поверхностей топки. Щель между данной пластиной и передней стенкой топки позволяет беспрепятственно поступать вторичному воздуху в камеру дожига. Наличие горизонтального участка в верхней части направляющей пластины, жестко установленной под углом к задней стенки топки, позволяет сформировать камеру дожига и направить газовый поток под варочной плитой, что ускоряет процесс ее нагревания. Углы наклона направляющих пластин, отбойника пламени и их размеры выбраны с учетом того, что площадь сечения канала горения не должна быть меньше сечения выпускного отверстия. Топочное отверстие закрыто дверкой из термостойкого стекла, что, во-первых, позволяет создать замкнутую камеру горения и тем самым достичь оптимальных режимов горения, а во-вторых, выполняет эстетическую функцию и позволяет любоваться пламенем горящих поленьев. Эксплуатацию отопительно-варочного камина можно осуществлять с открытой дверкой.
Вышеупомянутые цели и преимущества данного изобретения станут более очевидными путем подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
на фиг.1 - общий вид отопительно-варочного камина без боковой стенки;
на фиг.2 - осевое сечение отопительно-варочного камина;
на фиг.3 - схема устройства топки.
Отопительно-варочный камин включает основание 1, топку, которая устанавливается на опору 2 и состоит из передней стенки 3, боковых стенок 4, задней стенки 5 и дна 6. Сверху топка ограничена варочной плитой 7, закрывающаяся крышкой 8 с конвекционными отверстиями и кожухом 9 с конвекционными отверстиями. На дно 6 топки установлена колосниковая решетка 10, которая отделяет топку от корпуса зольника 11 с зольным ящиком 12. Внутри топки установлены направляющие пластины 13 и 14. Направляющая пластина 13 приварена жестко к боковым стенкам 4 топки, установлена под углом к передней стенке 3 топки с образованием щели 15 между ними. Направляющая пластина 13 с двух сторон по всей длине имеет отогнутые бортики, которые придают жесткость, а по средней линии направляющей пластины 13 на всю длину и перпендикулярно к ней приварен отбойник пламени 16. Под углом к задней стенке 5 топки жестко установлена направляющая пластина 14, имеющая в верхней своей части горизонтальный участок 17. Направляющая пластина 13, оснащенная отбойником пламени 16, с направляющей пластиной 14 создают лабиринтный канал горения 18. Канал горения 18 соединяется с камерой дожига 19 дымовых газов, которая образована направляющими пластинами 13 и 14, стенками топки в верхней ее части и плитой 7.
На передней стенке 3 топки выполнено топочное отверстие, которое ограничено топочной дверкой 20, изготовленной из термостойкого стекла. Дверка 20 устанавливается таким образом, что между топочной дверкой 20 и передней стенкой 3 топки устанавливается щель 21, которая является впускным отверстием для забора вторичного воздуха в камеру дожига. В нижней части топочного отверстия установлено ограждение 22, препятствующее выпадению топлива из отопительно-варочного камина. Задняя стенка 5 топки и боковые стенки 4 топки закрыты конвектором 23. Передняя стенка 3 топки закрыта защитным экраном 24.
Отопительно-варочный камин включает также заднюю стенку 25 и боковые стенки 26, которые установлены на основании камина с зазором с конвектором 23. В верхней части отопительно-варочного камина в зазор между конвектором 23 и боковыми стенками камина 26 установлены декоративные решетки 27 с конвекционными отверстиями. В нижней части камина между основанием 1 камина и опорой 2 выполнена ниша 28 для сушки дров.
В верхней части задней стенки 5 топки выполнен выносной выпускной канал для дымовых газов, который содержит боковые стенки 29 и центральную стенку 30, выполненную под углом к горизонтали. Выпускной канал заканчивается выпускным отверстием 31 в плите, к которому приварен патрубок 32 для соединения с дымоходом.
Боковые стенки 4 топки и конвектор 23 выполнены со скошенными углами у задней стенки, а боковые стенки 26 камина могут изготавливаться либо скошенными (на чертеже не показано) и тогда получается угловой вариант камина, либо такими, как показано на фиг.1, 3, и получают фронтальный камин.
Отопительно-варочный камин работает следующим образом.
Через топочное отверстие с дверкой 20 на колосниковую решетку 10 укладывают топливо, преимущественно дрова, поджигают его и закрывают дверку. Выдвижением зольного ящика 12 из зольника 11 регулируют тягу для обеспечения нормального горения. Воздух из помещения поступает через решетку в зону горения. Образованные от сгорания топлива газы и раскаленный воздух поднимаются вверх и, приблизившись к направляющей пластине 13, меняют направление и устремляются вверх, где направляющая пластина 14 вновь меняет их направление и газопламенная смесь, проходя по каналу горения 18 отбойником пламени 16, направляется в камеру дожига 19. Горизонтальный участок 17 направляющей пластины 14 позволяет спокойно протекать газам горения под варочной плитой 7 и нагревать ее. После этого газовые продукты горения устремляются через выносной выпускной канал в выпускное отверстие 31 с патрубком 32. Выпускной канал выполнен выносным для увеличения площади варочной плиты 7.
Для обеспечения безопасности передняя стенка топки закрыта защитным экраном 24. По мере сгорания топлива нагреваются стенки топки и холодный воздух через нишу для дров 28 устремляется вверх. Проходя через конвекционные каналы, образованные стенками 4, 5 топки, конвектором 23 и стенками 25 и 26 отопительно-варочного камина, воздух нагревается, поднимается вверх. Теплый воздух из конвекционных каналов проходит через отверстия в декоративных решетках 27, а также через отверстия в крышке плиты 8 и кожуха 9, нагревая помещение. Дрова под воздействием конвекционных потоков, образованных в нише 28, сохнут достаточно быстро. Ограждение 22 выполнено в виде «клыков», что позволяет исключить выпадение дров и не мешает любоваться огнем.
Таким образом, осуществление предлагаемого изобретения позволяет достичь заявленного технического результата, и предложенное техническое решение имеет широкий потребительский спрос и промышленное применение.