Печь для бани, работающая на дутьевой газовой горелке

Область применения
Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к бытовым банным печам и предназначено для прогрева помещения и получения пара.
Уровень техники
В настоящее время разрабатывается все больше банных печей со стремлением эффективного использования тепловой энергии, получаемой в ходе горения топлива, в том числе увеличении времени поддержания температуры печи при меньшем расходе топлива, а получить при этом дополнительные полезные свойства, такие как: управление конвективными потоками, сниженные риски пожарной опасности, простоту монтажа дымоходов при использовании дутьевого газового оборудования - намного сложнее. Однако по разным причинам, известные технические решения не позволяют в максимальной степени удовлетворить поставленные требования.
Ниже представлен ряд запатентованных технических решений-аналогов, представляющих собой бытовые банные печи.
Известно техническое решение, раскрытое в патенте RU 46561 U1 (МПК F24B 5/00; F24C 13/00; опубликовано: 2005.07.20) «Банная печь», которое представляет собой банную печь, содержащую корпус с топкой, в которой установлены горелки газогорелочного устройства, и патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, каменку, теплообменник водонагревателя, введенный в полость топки, и газоходы в виде лабиринтов, входы которых сообщаются с полостью топки, а выходы - с патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, отличающаяся тем, что каменка установлена так, что ее дно заглублено в полость топки, а к боковым стенкам примыкают газоходы, образованные при помощи направляющих перегородок-отсекателей, установленных на внутренней стороне боковых стенок корпуса, на наружной стороне которых установлены дополнительно элементы теплоотдачи, выполненные, например, в виде ребер.
Недостатком данного технического решения являются обязательное использование атмосферных газовых горелок, для работы которых требуется естественная тяга, под действием которой осуществляется движение дымовых газов. Естественная тяга создается за счет разности плотностей наружного атмосферного воздуха и газов в дымовой трубе, отводящей продукты сгорания. У печи каменка огибается газоходными каналами со сторонами, а прогрев средней зоны каменки осуществляется недостаточно эффективно, в этом проявляется недостаток продуманных газоходных каналов. Также печь имеет открытую конструкцию каменки, которая не позволяет изменять конвективные воздушные потоки, нагревает и высушивает воздух по мере нагрева печи.
Также известно техническое решение, раскрытое в патенте RU 125312 U1 (МПК F24B 9/00; опубликовано: 2013.02.27) «Банная печь с газовой дутьевой горелкой», которое представляет собой банную печь с газовой дутьевой горелкой, содержащая корпус, топливник, емкость для теплоаккумулирующего материала, размещенную над топливником, заглубленную в топливник и имеющую с ним общую стенку, дымоход, отличающаяся тем, что содержит оборотную систему каналов для дымовых газов, состоящую из передних, разделенных друг от друга, вертикальных каналов, образованных передней стенкой емкости для теплоаккумулирующего материала и передней стенкой корпуса, задних разделенных друг от друга вертикальных каналов, образованных задней стенкой емкости для теплоаккумулирующего материала и задней стенкой корпуса, и соединяющего вертикальные каналы и расположенного в объеме емкости для теплоаккумулирующего материала, по меньшей мере, одного горизонтального канала для одного оборота топочных газов, а оборотов, по меньшей мере, два.
Недостатками данного технического решения являются дымовые каналы с большой площадью сечения, количество которых ограниченно техническими возможностями печи, количество оборотов дымовых каналов также ограниченно техническими возможностями, для увеличения количества которых требуется значительное увеличение габаритов печи, а соответственно и значительное увеличение объемов каменки и мощности печи. Дымовые каналы влияют на площадь нагрева теплоаккумулирующего материала, поэтому эффективность теплопередачи снижена и ограничена конструктивными особенностями печи. Отсутствие емкости для загрузки теплоаккумулирующего материала по сторонам печи, который осуществляет эффективный нагрев помещения и снижает температуру металлических стенок печи. Отсутствие съемной крышки каменки для регулировки интенсивности конвекционных воздушных потоков и сохранения энергии от сгораемого топлива в теплоаккумулирующих материалах. Неконтролируемые конвекционные потоки нагретого воздуха интенсивно повышают температуру в помещении, могут оказывать негативное влияние на здоровье. Также дымоход выполнен горизонтально и направлен в сторону печи с установленной горелкой, предполагается, что дальнейшая конструкция дымохода должна проходить через стену в помещение с установленной горелкой, таким образом, конструктив печи предполагает установку как минимум одного обязательного горизонтального проходного элемента в стене. Дно печи не имеет дополнительной защиты от нагрева места установки печи и требует особого внимания к требованиям пожарной безопасности помещения.
Задачей полезной модели является создание банной печи с улучшенными потребительскими свойствами, в том числе экономичностью и эффективностью теплопередачи сгораемого топлива, пониженной пожарной опасностью и сниженными рисками для здоровья.
Техническим результатом полезной модели является увеличение эффективности работы банной печи в виде энергетической эффективности теплопередачи сгораемого топлива.
Заявляемый технический результат достигается тем, что печь для бани работающая на дутьевой газовой горелке, включающая кожух с конвекционными отверстиями, емкости заполняемые теплоаккумулирующим материалом, образуемые стенками топки и кожуха, ножки, топливный канал, переходящий в топку, топку, имеющую увеличение высоты по ходу движения дымовых газов, по крайней мере 2 дымовых канала в виде металлических труб, присоединенных в верхней части топки горизонтально, по крайней мере 2 дымовых канала в виде металлических труб, присоединенных в верхней части топки вертикально; отличающаяся тем, что дымовые каналы в виде металлических труб имеют змеевидную конструкцию и вместе с кожухом образуют емкость, заполняемую теплоаккумулирующим материалом, дымовые каналы в виде металлических труб присоединяются к газосборнику, установленному на стойке газосборника, в верхней части газосборника имеется патрубок дымовой трубы, стойка газосборника присоединена к верхней части топки. При этом кожух собирается, по крайней мере, из трех частей. При этом кожух может не иметь жесткого соединения с топкой. При этом печь имеет съемную крышку. При этом топливный канал имеет фланец для крепления газовой горелки.
Описание заявляемой полезной модели
Полезная модель представляет собой печь для бани открытого типа и поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-4.
Кожух 1 печи выполнен из листового металла толщиной 1,5 мм, и располагается на ножках 3 выполненных из листового металла толщиной 2 мм. Кожух 1 не имеет обязательной жесткой фиксации к топке 5 и топливному каналу 4. В нижней части кожуха 1 имеются конвекционные отверстия. Стенки и дно топливного канала 4 и топки 5 выполнены из единого листа металла толщиной 2 мм. Верхняя часть топливного канала 4 и топки 5 сделаны из единого листа металла толщиной 2 мм. Топка 5 имеет восходящую конструкцию по ходу движения дымовых газов. В верхней части топки 5 к газоходным отверстиям 6 присоединяется по крайней мере 2 дымовых канала 8, выполненных в виде отводов металлических труб толщиной 1,5 мм горизонтально и по крайней мере 2 аналогичных дымовых канала вертикально. К дымовым каналам 8, выполненных в виде отводов металлических труб, присоединяются по крайней мере 4 дымовых канала 7, выполненных в виде прямых металлических труб толщиной 1,5 мм, при этом расположение дымовых каналов 7 горизонтальное. К дымовым каналам 7 присоединяется по крайней мере 8 дымовых каналов 8, а к ним присоединяются по крайней мере 4 дымовых канала 7, имеющее горизонтальное расположение. Дымовые каналы 7 присоединяются к газосборнику 9, выполненному из листового металла толщиной 2 мм с помощью по крайней мере 6 дымовых каналов 8. При этом по крайней мере 2 дымовых канала 8 присоединяются к газосборнику 9 с передней стороны горизонтально и по крайней мере 2 дымовых канала 8 присоединяются по сторонам газосборника 9 горизонтально. Стойка газосборника 10, выполненная из листового металла толщиной 2 мм присоединяется вертикально к верхней части топки 5, а газосборник 9 присоединяется к стойке газосборника 10 в верхней его части. Патрубок дымовой трубы 12, выполненный из листового металла толщиной 2 мм, присоединяется в верхней части газосборника 9 концентрично отверстию для выхода дымовых газов.
Кожух 1 собирается из 3 частей в местах крепления кожуха 2, выполненных в виде загнутых кромок металла с отверстиями диаметром 4 мм для крепежа. К местам крепления кожуха 2 может быть присоединена съемная крышка каменки.
Съемная крышка каменки состоит из верхней части крышки каменки 14, выполненной из листового металла толщиной 1,5 мм, присоединенных левой стенки крышки каменки 16, выполненной из листового металла толщиной 1,5 мм, и правой стенки крышки каменки 17, выполненной из листового металла толщиной 1,5 мм. Задняя стенка крышки каменки 16 присоединяется к верхней части, левой и правой стенкам крышки каменки с помощью крепежных элементов винтов М4 или заклепок. К задней стенке крышки каменки 16 присоединяется дополнительная вставка 18, выполненная из листового металла толщиной 1,5 мм. Верхняя крышка каменки имеет откидную крышку 19 для доступа к камням. Задняя стенка крышки каменки дополнительно фиксируется на кожухе печи 1 с помощью скоб 20.
К передней части топливного канала 4 присоединяется фланец 13 для крепления газовой горелки. К фланцу для газовой горелки можно прикрепить любую известную газовую горелку.
Емкость с теплоаккумулирующим материалом (далее - каменка), образуемая стенками топки 5, кожухом 1, а также дымовыми каналами 8 и 7 имеет большую площадь нагрева теплоаккумулирующего материала по большей' степени за счет использования компактных дымовых каналов, выполненных из металлических труб, проходящих через значительную часть каменки.
Печь работает следующим образом. К фланцу 13 для крепления газовой горелки присоединяется дутьевая (наддувная) газовая горелка. Газовая горелка модулирует в топку 5 горизонтально направленное пламя. Тяга дымовых газов создается принудительно горелкой. На первом этапе горения дымовые газы устремляются в верхнюю часть топки 5, при этом стенки и верх топки нагревают теплоаккумулирующий материал, находящийся с внешней стороны. Затем дымовые газы через газоходные отверстия 6 попадают в дымовые каналы 8 и 7, при этом дымовые каналы, нагретые от дымовых газов, нагревают теплоаккумулирующий материал. Затем дымовые газы уходят в газосборник 9, который объединяет их и направляет к патрубку дымовой трубы 12 для дальнейшего дымоудаления через дымоход.
Дымовые каналы 7 и 8 осуществляют эффективное прогревание каменки, так как имеют компактную форму и змеевидное строение, проходящее через каменку в направлении от задней стороны печи к передней и обратно не менее 4 раз. Это достигается благодаря использованию металлических труб при построении дымовых каналов. Металлические трубы позволяют создать конструкцию дымовых каналов с более сложными оборотами и более компактных по сравнению с типовыми способами изготовления дымовых каналов из листового металла.
На патрубок дымовой трубы можно установить теплообменник или бак для нагрева воды любой известной конструкции.
На кожух 1 можно в любой момент установить или снять съемную крышку каменки, которая несет дополнительные эффективные функции, а именно: повышение температуры теплоаккумулирующего материала, более длительное сохранение энергии теплоаккумулирующего материала, снижение воздушной конвекции, перекрывает свободный выход пара для дополнительного его перегрева. Для регулировки конвекции на съемной крышке каменки имеется откидная крышка 19, при открытии которой воздушная конвекция увеличивается, а при закрытии уменьшается. При наливании воды на нагретый теплоаккумулирующий материал с установленной на печь съемной крышкой каменки, вырабатываемый пар встречается с частичной преградой по ходу движения, устремляется вниз и выходит через конвекционные и технические отверстия в нижней части кожуха 1 печи.
В связи с тем, что кожух 1 не имеет жесткой фиксации к топке 5, между ними может быть проложен дополнительный любой известный термоизоляционный материал с целями обеспечения дополнительной пожаробезопасности, если существуют риски связанные с пожарной опасностью помещения.
Таким образом, заявляемая полезная модель имеет улучшенные потребительские свойства, обеспечивая эффективный прогрев камней, позволяет регулировать температурные и влажностные параметров бани, изменять режимы сохранения и передачи энергии от теплоаккумулирующего материала в воздушную среду помещения при этом дополнительно защищая кожные покровы и органы дыхания от сухого нагретого воздуха. Полезная модель позволяет использовать дополнительные термоизоляционные материалы для снижения рисков, связанных с пожарной опасностью и имеет промышленную применимость.
Фиг. 1. Вид печи в разрезе сбоку.
Фиг. 2. Вид печи сверху.
Фиг. 3. Общий вид печи без съемной крышки каменки.
Фиг. 4. Общий вид печи со съемной крышкой каменки.
Фиг. 5. Вид сверху съемной крышки каменки.
Фиг. 6. Вид сбоку съемной крышки каменки.