ПЕЧЬ ОТОПИТЕЛЬНО-ВАРОЧНАЯ

Полезная модель относится к устройствам для обогрева различных помещений (дачных домиков, теплиц, гаражей и др.) с использованием твердого топлива, преимущественно дров.
Известны печи для отопления, имеющие металлический корпус, обрамляющий топочную камеру, называемые печи-буржуйки. Стенки таких печей сильно разогреваются и представляют опасность получения термических ожогов при прикосновении, что особенно критично при их использовании в небольших помещениях.
Известно универсальное отопительное устройство, содержащее корпус, образованный передней стенкой с дверкой для загрузки топлива, боковыми, верхней и задней стенками, подом, дымоход, колосниковую решетку, зольник, газоходную камеру, топливник с выполненным в виде перегородки и имеющим люк сводом. Вдоль боковых стенок расположены перекрещивающиеся над сводом теплообменные трубы с открытыми торцами, сообщенными с окружающей средой, причем эти трубы закреплены на поде в шахматном порядке (см. патент РФ на полезную модель №85987 МПК F24B 5/00 (2006.01), 2009 г.)
Недостатком данного решения является сложность конструкции, большая металлоемкость при достаточно низкой теплоотдаче, т.к. поскольку теплообменные трубы с открытыми торцами расположены внутри корпуса.
Известно отопительное устройство, содержащее корпус, образованный днищем, боковыми, передней, задней и верхней стенками; дымоход, расположенный в верхней части корпуса; колосниковую решетку, установленную в днище корпуса; зольник с зольным ящиком, расположенные под колосниковой решеткой; верхние и нижние газонаправляющие щитки; трубки для подачи вторичного воздуха. Вдоль боковых стенок внутри, корпуса расположены изогнутые конвективные трубы, разделяющие топочное пространство на топку и верхнюю зону. Конвективные трубы с открытыми торцами сообщаются с атмосферным воздухом, при этом нижние торцы труб герметично закреплены в отверстиях днища корпуса, а верхние торцы конвективных труб герметично закреплены в наклонных частях боковых стенок. Устройство содержит конвективные экраны, расположенные снаружи корпуса и закрепленные на его боковых, передней и задней стенках, (см. патент РФ на полезную модель №93501 МПК F24B 5/06 (2006.01), 2009 г.).
Данному устройству присущи те же недостатки, что и описанному выше.
Известна печь отопительно-варочная, содержащая корпус с верхней плитой и установленной под ней перегородкой, передней стенкой с дверцей с поддувалом и дроссельной заслонкой, дном, задней и боковыми стенками, выполненными с вертикально расположенными внешними воздухопроводящими каналами. Воздухопроводящие каналы у боковых стенок образованы между гофрированными в вертикальном направлении боковыми стенками и внешними панелями. Края верхней плиты выполнены выступающими за габариты гофрированных стенок. Панели в верхней части выполнены с отбортовкой, образующей совместно с краями верхней плиты сопло, площадь сечения которого примерно равна площади сечения воздухопроводящих каналов, образованных между боковой стенкой и панелью, (см. патент на изобретение №2282790, МПК F24B 7/02 (2006.01), 2006 г.). Данное решение принято за прототип.
Недостатком данного решения является сложность конструкции и недостаточная эффективность, заключающиеся: в сложной гофрированной поверхности стенок печи; в наличии подвижной пластины для регулирования площади перегородки; в расположении поддувала в дверце топки, что не позволяет эффективно подсасывать воздух при розжиге; недостаточная изолированность печной трубы может привести к попаданию дыма в помещение. Затруднено удаление неизбежного скопления золы в результате топки, т.к. на дне установлены пластины, что также теплоизолирует дно и снижает эффективность теплоотдачи.
Задачей полезной модели являются упрощение конструкции при сохранении эффективности конвективного теплообмена от стенок корпуса и обеспечении удобства обслуживания печи.
Поставленная задача решается за счет того, что в известной печи отопительно-варочной, содержащей корпус с верхней плитой, с дверцей, с поддувалом, дном, и с выполненными на стенках внешними воздухопроводящими каналами, в соответствии с полезной моделью, воздухопроводящие каналы выполнены за счет соединенных со стенками корпуса размещенных по его периметру гнутых профилей.
Гнутые профили выполнены расширяющимися сверху вниз в продольном сечении.
Гнутые профили выполнены расширяющимися сверху вниз в поперечном сечении.
Верхняя стенка корпуса может выполняться в виде варочного настила.
Корпус выполнен вертикально ориентированным, имеющим форму поперечного сечения, обеспечивающую максимальную теплоотдачу.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в упрощении конструкции при сохранении эффективности конвективного теплообмена от стенок корпуса и обеспечении удобства обслуживания печи.
Выполнение воздухопроводящих каналов за счет соединенных со стенками корпуса и размещенных по его периметру гнутых профилей позволяет значительно упростить конструкцию, снизить металлоемкость устройства и при этом обеспечит высокую эффективности конвективного теплообмена от стенок корпуса.
Длина гнутых профилей, их количество и расстояние между ними варьируется в зависимости от объема помещения, а, следовательно, и от размера печи. Для целенаправленного, равномерного и постепенного распределения нагретого воздуха они устанавливаются на корпус в различных положениях и разными способами крепления.
Выполнение гнутых профилей расширяющимися сверху вниз в продольном сечении способствует тому, что поднимающиеся снизу вверх потоки воздуха внутри полостей профилей за счет конвекции сталкиваются в верхней части и создают турбулентность в воздушном пространстве помещения над печкой, что создает условия для его более быстрого прогрева. Кроме того, выполнение профилей, имеющих в верхней части меньшее поперечное сечение, создает эффект Вентури, согласно которому в элементах, расположенных вокруг печи происходит рост скорости истечения воздуха с одновременным снижением давления. С учетом того, что снизу в элементы поступает более холодный воздух, а в верхней части он выходит более горячим, увеличивается скорость прогрева помещения.
Выполнение корпуса вертикально ориентированным, имеющим форму поперечного сечения, обеспечивающую максимальную теплоотдачу, способствуют увеличению площади теплоотдачи.
Фиг. 1 - общий вид заявляемой печи с профилями спереди.
Фиг. 2 - вид спереди на печь.
Фиг. 3 - вид сбоку на печь
Фиг. 4 - сечение А-А фиг. 2.
Фиг. 5 - взрыв-схема печи.
Печь состоит из корпуса 1, выполненного, например, из вертикальной трубы, с топкой, расположенной в нижней части корпуса. Корпус 1 может быть выполнен вертикально ориентированным бочкообразным, или иметь в поперечном сечении звездообразную форму или иные формы поперечного сечения, обеспечивающие максимальную теплоотдачу.
С лицевой стороны печи может быть расположен топочный короб 2 с дверцей 3 для обеспечения загрузки твердого топлива (см. фиг. 1). Либо дверца 3 может быть расположена непосредственно на корпусе 1 (условно не показано). В нижней части под топочным коробом может быть выполнен зольный совок 4, расположенный под дном 5 печи (см. фиг. 4, 5). В дне выполнены колосниковые отверстия для прохождения воздуха, подаваемого через дверцу 6 зольника, выполняющую функцию поддувала.
С наружной стороны корпус печи снабжен соединенными с ним гнутыми профилями 7. Полости между стенками профилей 7 и боковыми стенками 8 корпуса 1 образуют внешние воздухопроводящие каналы 9. Указанные профили 7 и соответственно воздухопроводящие каналы 9 могут быть выполнены расширяющимися сверху вниз в продольном сечении. Расширение каналов 9 (см. фиг. 4, 5), образованных между стенкой 8 корпуса 1 и гнутыми профилями 7, может быть обеспечено, например, за счет плавного увеличения ширины боковых стенок 10, 11 каждого из профилей 7 (см. фиг. 5). Таким образом, угол наклона торцевой стенки 12 (см. фиг. 5) гнутых профилей 7 к вертикальной оси составляет от 1° до 30° (в том случае, когда в качестве профилей 7 использованы швеллеры).
В качестве профилей 7 могут быть использованы, например, швеллеры. Гнутые профили 7 могут быть приварены к корпусу, либо соединены с ним с возможностью демонтажа и установлены либо вертикально, либо под различными углами. Для обеспечения демонтажа гнутых профилей на наружной стороне боковой стенки 8 корпуса могут быть выполнены направляющие.
Верхняя стенка 13 корпуса может выполняться в виде варочного настила, как это изображено на фиг. 1. Печь снабжена ножками, позволяющими усилить теплоотдачу не только от нижней стенки печи, но и за счет возможности подсасывания холодного (не прогретого еще воздуха, скапливающего на поверхности пола) в каналы 9, расположенные по периметру печи между гнутыми профилями 7 и боковыми стенками 8 корпуса печи.
Печь работает следующим образом.
Сгорание топлива происходит по принципу газогенерации за счет конструкции печи. Горение происходит в три стадии:
1 стадия - топливо при помощи растопки (легко горящей бумаги, щепки и др.) доводится до температуры 100-250°C. На этой стадии твердое топливо (в частности поленья дров) дымят особенно сильно, отдавая пар, смолу, газы, такие как угарный, метан и водород, которые под действием тяги направляются вверх.
2 стадия - при достаточной подаче кислорода происходит горение дров, температура их поднимается от 300 до 550°C, а затем и до 600°C. В это время воспламеняются также летучие дымовые газы, которые содержат примерно половину тепловой энергии дров.
3 стадия сгорания характеризуется образованием углей, которые содержат другую половину энергетического потенциала.
При прекращении горения печь медленно будет остывать.
Горячий воздух, образующийся в результате горения дров в топке, поднимается вверх, что обеспечивает нагрев стенок 8 корпуса и соединенных с ними гнутых профилей 7. Быстрый нагрев помещения осуществляется с помощью увеличенной площади печи за счет расположенных на наружной стороне корпуса 1 контактирующих с ним гнутых профилей 7 (например, швеллеров). Наличие соединенных с корпусом 1 гнутых профилей 7, имеющих изменяющиеся по высоте размеры своих стенок (боковых 10, 11 или торцевых 12) приводит к более высокой теплоотдаче и за счет турбулентности воздушной массы помещения конвекционными потоками, выходящими из воздухопроводящих каналов 9, образованных проходными сечениями стенок профилей 7 и стенкой 8 корпуса. Сужающиеся кверху каналы 9 создают эффект Вентури, согласно которому в элементах 7, расположенных вокруг печи происходит рост скорости истечения воздуха с одновременным снижением давления в верхней части, что обеспечивает дополнительное увеличение турбулентности воздушных потоков в помещении. Таким образом, помещение достаточно большой площади можно быстро протопить, установив в нем печь небольшого размера.
Заявленная полезная модель может быть использована как для отопления помещений, так и для приготовления пищи за счет эффективного нагрева верхней стенки 13, используемой в качестве варочной поверхности.
Печь может быть изготовлена с использованием современных материалов, технологий и оборудования.