МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ БАННАЯ ПЕЧЬ

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к бытовым банным печам, и предназначено для прогрева помещения, подогрева воды и получения пара.
Известна «ПЕЧЬ ДЛЯ БАНИ» RU ПМ 45508 (10.05.2005) [1], содержащая огражденную кожухом топочную камеру с дымоходом, полость для теплоаккумулирующей загрузки, расположенную над сводом топочной камеры, а также съемный бак для воды и теплообменный элемент, снабжена вторичной камерой дожигания, расположенной в полости для теплоаккумулирующей загрузки перед дымоходом, внутри камеры дожигания установлен экран-отсекатель дымовых газов, закрепленный на задней стенке камеры с зазором между его кромками и боковыми стенками камеры.
Недостатком известной конструкции являются повышенные габариты и пониженная эффективность, определяемые нерациональной формой топки а также пониженный срок службы, обусловленный преждевременным прогоранием верхней части топки.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «ПЕЧЬ ДЛЯ БАНИ» RU 2347980 (27.02.2009) [2], содержащий содержащая топочную камеру с колосниковой решеткой и дверкой, зольник, (с зольным ящиком), ограждающий кожух, дымоход, полость для теплоаккумулирующей загрузки, сверху топочной камеры установлен дымосборник с кольцом дымосборника (патрубком), стенки которого сопряжены со сводом топочной камеры, а днище его выполнено короче самого дымосборника, жестко приварено к боковым стенкам с зазором между кромкой днища и передней и задней стенками дымосборника, при этом под углом к днищу дымосборника и по его средней долевой линии дополнительно закреплены две перегородки, имеющие форму прямоугольной трапеции и образующие с верхней стенкой дымосборника центральный канал, в сечении представляющий треугольник с перевернутой книзу вершиной, а также образующие с верхней, нижней и боковыми стенками дымосборника два горизонтальных канала, в сечении представляющих собой прямоугольную трапецию, центральный канал имеет выход в дымоход через патрубок, а со стороны задней стенки дымосборника глухо закрыт ограничителем, который с задней стенкой образует газоходный канал, перегородки выполнены короче днища дымосборника и между их торцевыми кромками, передней стенкой и верхней стенкой дымосборника образован газоходный канал, в днище дымосборника выполнена щель, расположенная в центральном канале под патрубком дымосборника, при этом топочная камера в верхней своей части имеет форму усеченной пирамиды, полость для теплоаккумулирующей загрузки имеет днище, одна часть которого является сводом топочной камеры, а другая расположена под углом 45-55° к основанию топочной камеры и имеет вентиляционные отверстия по всему периметру, топка выполнена из высоколегированной жаростойкой стали (ПП. 1, 4 Формулы).
Известная металлическая печь обладает большей компактностью по сравнению с [1].
Недостатком известной печи является недостаточная эффективность, обусловленная низким коэффициентом теплопередачи от пламени к стенкам топки, низкой температурой дна полости теплоаккумулирующей загрузки, низкая стабильность работы, обусловленная повышенной тепловой деформацией нержавеющей стали, а также пониженный срок службы, обусловленный перегревом верхней части топки и сниженным сроком службы материала верхней части топки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности, повышение стабильности работы, повышение долговечности.
Технический результат достигается тем, что металлическая банная печь, содержащая топочную камеру с колосниковой решеткой и дверкой, зольник, (с зольным ящиком), полость для теплоаккумулирующей загрузки (каменка), сверху топочной камеры расположен дымосборник, (стенки которого сопряжены со сводом топочной камеры) с кольцом дымосборника (патрубком для соединения с дымовой трубой или дымоходом), днище дымосборника (коллектора топочных газов) образовано перегородкой с отверстием между верхней частью топки и дымосборником, (к днищу дымосборника закреплена перегородка, выполненная короче днища дымосборника), топочная камера в верхней своей части содержит наклонные поверхности, характеризуется тем, что боковые стенки топки выполнены из конструкционной стали, а горизонтальная перегородка между топкой и дымосборником, а также верхняя пластина дымосборника выполнены из нержавеющей стали.
Полость для теплоаккумулирующей загрузки может иметь днище, одна часть которого является верхней пластиной дымосборника (сводом топочной камеры), а другая расположена под углом 45°-55° к основанию топочной камеры и содержать вентиляционные отверстия между днищем и стенками корпуса. Наличие полости для теплоаккумулирующей загрузки позволит повысить потребительские свойства изделия.
Высота топки может более чем в два раза превышать ширину топки. Указанное соотношение размеров позволит дополнительно повысить эффективность благодаря повышению площади теплообмена между топкой и воздухом, омывающим топку. Кроме того, топка с увеличенной высотой обладает повышенной долговечностью благодаря снижению температуры газов на выходе топки и уменьшению скорости коррозии и увеличению времени прогорания элементов печи.
Стенки топки могут выполняться из конструкционной стали толщиной 3-5 мм., а горизонтальная перегородка между топкой и дымосборником, а также верхняя пластина дымосборника могут выполняться из нержавеющей стали толщиной 2-5 мм. Указанные параметры позволяют достичь приемлемой долговечности печи при относительно невысоких массогабаритных показателях.
Верхняя пластина дымосборника может выполняться предварительно выгнутой. Предварительно выгнутая, например, вниз пластина позволит стабилизировать положение пластины, исключив изменения геометрических размеров конструкции, «хлопки» при резких перепадах температуры и т.д., что приведет к повышению потребительских свойств и повышению долговечности конструкции печи в целом.
Вдоль задней стенки может располагаться канал подачи воздуха, верхняя часть которого сообщается с дымосборником. Наличие канала подачи воздуха позволит дополнительно повысить эффективность работы печи благодаря повышению стабильности процесса дожигания газов, а также дополнительно повысить долговечность благодаря понижению температуры задней стенки.
Поперечный разрез предлагаемой печи, выполненной с применением ПП. 1-3, 5, 6 Формулы схематически представлен на Фиг. 1, продольный разрез на Фиг. 2, где:
1 - топочная камера;
2 - колосниковая решетка;
3 - дверка;
4 - зольник;
5 - кольцо дымосборника;
6 - полость для теплоаккумулирующей загрузки;
7 - дымосборник;
8 - горизонтальная перегородка между топкой и дымосборником;
9 - наклонные поверхности в верхней части топочной камеры;
10 - боковые стенки топки;
11 - верхняя пластина дымосборника;
12 - канал подачи воздуха.
Банная печь действует следующим образом: Топочная камера (топка) 1 служит для сжигания твердого кускового топлива (не показано), уложенного на колосниковую решетку 2. Дверка 3 служит для загрузки топлива, зольник 4 служит для удаления золы, кольцо дымосборника 5 для удаления продуктов сгорания топлива, для передачи дыма в нижнюю часть дымохода (дымоотвода). Полость для теплоаккумулирующей загрузки (каменка) 6 служит для размещения камней с последующей теплопередачей от камней в помещение. Дымосборник 7 служит для увеличения теплообменной поверхности между топочными газами и теплоаккумулирующей загрузкой. Горизонтальная перегородка между топкой и дымосборником 8 (днище дымосборника) служит для изменения направления потока горячих газов и для увеличения интенсивности теплопередачи между газами и стенками и верхней пластиной дымосборника 11. Боковые стенки топки 10 и наклонные поверхности в верхней части топочной камеры 9 служат для создания оптимальных условий горения твердого топлива в топочной камере 1 и для передачи тепла омывающему наружные поверхности стенок воздуху и теплопередачи теплоаккумулирующей загрузке. Канал подачи воздуха (воздуховод) 12 служит для подачи дополнительного воздуха в область дымосборника для дожига пиролизных газов и для защиты задней стенки топки от воздействия высоких температур. Печь может иметь ограждающий кожух расположенный снаружи топки для повышения безопасности пользователей (не показан).
Технический результат - повышение эффективности достигается оптимизацией работы топки: наиболее горячие газы непосредственно бьют в верхнюю пластину дымосборника, выполненную из нержавеющей стали, тепло от которой передается теплоаккумулирующей загрузке, а сама верхняя пластина дымосборника может служить для получения перегретого пара, что повышает эффективность банных процедур и печи в целом.
Технический результат - повышение стабильности работы обусловлен снижением деформации боковых стенок, выполненных из конструкционной стали, обладающей меньшей текучестью при высоких температурах по сравнению с нержавеющей сталью.
Технический результат - повышение долговечности (срока службы) достигается тем, что наиболее уязвимые в отношении нагрева части топки - перегородка между топкой и дымосборником, а также верхняя пластина дымосборника выполнены из нержавеющей стали, обладающей высокой температурной устойчивостью и соответственно, высоким сроком службы.
Промышленное применение. Полезная модель может быть с успехом использована для производства металлических банных печей.