Банная печь
BATH-HOUSE FURNACE

Изобретение относится к печам на твердом топливе, предназначенным для установки в банях и саунах, для нагрева и поддержания необходимой температуры и влажности в парильном помещении.
Из патента US №2557656, A61H 33/06, 19.06.1951, известна печь паровой бани, содержащая четырехугольный в поперечном сечении кожух, топку в нижней его части, над которой расположена камера с камнями, имеющая вертикальную стенку, с которой контактируют камни и которая вместе с внешней стенкой кожуха образует канал для выхода продуктов горения из топки. Камера с камнями имеет проем для излучения тепла и выхода пара в помещение и перегородку ниже проема для удержания камней, причем проем имеет дверь, открываемую для сообщения камеры с атмосферой.
Наиболее близкой к заявляемому решению является печь-каменка, содержащая четырехсторонний кожух с топкой, камеру с камнями в виде металлической камеры сообщенной с атмосферой с боковой стороны кожуха и имеющей окно для выхода пара. Печь имеет, по крайней мере, одну дополнительную камеру с камнями и окном для выхода пара, установленную над первой камерой. В печи выполнена газоходная полость, охватывающая камеры с камнями снизу, с боков, сзади и сверху и сообщенную с трубой для выброса продуктов горения. Между камерами с камнями выполнены газоходные пазухи с дефлекторами. Камеры с камнями и водонагреватель выполнены цилиндрическими, причем оси цилиндров расположены в вертикальной плоскости, являющейся плоскостью симметрии боковых стенок кожуха, дефлекторов и трубы (RU 56183 U1, МПК A61H 33/06, 10.09.2006 г.).
Недостатком данного решения является сложность конструкции печи. Размещение внутри печи двух закрытых камер для камней требует дополнительного усложнения конструкции - а именно выполнения газоходных пазух с дефлекторами, которые направляют поднимающийся горячий воздух и обеспечивают обтекание камер снизу, с боков и сверху.
Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является устранение недостатков прототипа, а также создание надежной печи с упрощением конструкции при одновременном повышении эффективности использования нагревательного прибора (печи).
Применение заявленного изобретения обеспечивает следующие технические результаты: Повышение герметичности топочного пространства за счет использования огнеупорного шнура, герметика и метизов, что также одновременно обеспечивает повышение технологичности печи и снижение массы печи, а также упрощение производства и ремонта. Также обеспечиваются повышение теплоотдачи печи, возможность регулировки теплоотдачи печи, равномерный нагрев изделия и благоприятный режим влажности за счет установки каменки и возможности производства пара как в закрытой каменке, так и на камнях расположенных в сетке (открытой каменке).
Данные технические результаты достигаются за счет того, что банная печь содержит топочный агрегат, подзольник, зольник, колосниковую решетку, расположенный над топкой корпус каменки и дверцу или тоннель с дверцей, топочный агрегат состоит из двух стыкуемых по высоте частей - верхнего полукорпуса и нижнего полукорпуса, а корпус каменки состоит из трех состыкованных частей - верхнего полукорпуса, нижнего полукорпуса и верха каменки с дымоходом, при этом в корпусе закрытой каменки расположена емкость для заполнения камнями, выполняющая функцию «зуба-отбойника» для равномерного нагрева и аккумулирования тепла, причем на стыкуемых поверхностях полукорпусов закрытой каменки выполнены карманы или пазы, в которые уложен огнеупорный шнур, а все стыки полукорпусов и верха каменки дополнительно обработаны термостойким герметиком. При этом, закрытая каменка представляет собой камеру или емкость из нержавеющей жаропрочной стали для размещения камней. А в закрытой каменке в верхней части содержится трубка для подачи воды, которая выполнена с множеством отверстий и соединена с горловиной или воронкой, закрепленной вверху каменки с дымоходом или в верхней части тоннеля каменки. Кроме того, в банной печи дополнительно может быть использован наружный кожух для размещения камней по всему пространству между наружным кожухом печи и, непосредственно, топочным агрегатом, таким образом, чтобы между камнями оставались естественные зазоры 1-3 см для естественной циркуляции воздуха и равномерного съема тепла со стенок печи, при этом, наружный кожух расположен по периметру топочного агрегата. Целесообразно чтобы общее количество основных узлов печи составляло 12 штук. В банной печи колосниковая решетка и топочная дверца выполнены из серого чугуна или из высокопрочного чугуна.
Толщина стенок чугунных элементов топочного агрегата печи и корпуса каменки комбинированная и варьируется от 6 до 14 мм, что приведет к уменьшению массы конструкции без потери прочности. Закрытая каменка выполнена с возможностью ее замены, путем снятия тоннеля каменки и демонтажа каменки с ее последующей заменой.
Краткое описание чертежей.
Фиг. 1 - общий вид модели печи в сборе;
Фиг. 2 - вид печи в разрезе;
1 - Топочный агрегат (топка) (состоит из двух частей: верхнего полукорпуса и нижнего полукорпуса)
2 - Корпус каменки
3 - Верх каменки с дымоходом
4 - Тоннель топки
5 - Тоннель каменки
6 - Каменка
7 - Подзольник
8 - Зольник
9 - Колосник
10 - Дверца топки
11 - Дверца каменки
12 - Сетка для камней
13 - Горловина(воронка)
Колосник 9 (колосниковая решетка) выполнена из серого чугуна, материала стойкого к перепадам температур, слабо подверженного образованию окалины и истончению в процессе горения топлива и выполнена съемной и установлена на выступах, выполненных в нижней стенке нижнего полукорпуса. К нижнему полукорпусу, непосредственно под колосниковой решеткой прикреплен подзольник. Подзольник может быть выполнен штампованным из стального листа, либо литым из чугуна. Подзольник и зольник предназначены для удобного извлечения золы и регулирования подачи воздуха к горящему топливу.
В процессе производства элементов чугунной печи применен высококачественный чугун, толщина стенок - комбинированная и составляет от 6 до 14 мм, что позволяет получить высокотехнологичную конструкцию с улучшенным КПД. Конструкция топочного пространства позволяет увеличить КПД за счет более полного использования тепловой энергии горения топлива и дополнительного нагрева каменки печи отходящими газами. В конструкции также установлена нержавеющая и жаростойкая каменка (емкость для заполнения камнями) 6, выполняющая функцию «зуба-отбойника», тем самым обеспечивается равномерный нагрев и аккумулирование тепла камнями, расположенными в каменке, а также создание необходимой влажности. Причем у каменки передняя опора и задняя опора расположены на нижнем полукорпусе каменки, а также посередине задней части емкости каменки имеется опора или крепление для технологической выемки двух полукорпусов каменки. Каменка перекрывает прямоточный канал выхода отходящих газов, путем направления потока газов по более сложному пути для равномерного распределения температуры этих исходящих газов. Каменка прогревается потоком пламени со всех сторон, что позволяет прогревать камни до температуры 600°С, тем самым создавать в парилке наиболее благоприятный микроклимат, не пересушивая и не перегревая воздух. Вода поддается в самую горячую центральную часть закрытой каменки через воронку при этом дверь 11 закрытой каменки должна быть приоткрыта для выхода мелкодисперсного пара в парное отделение.
Для обеспечения безопасного использования банной печи в ее конструкцию введены топочный тоннель (топливный канал) 4 и чугунная топочная дверца 10. Тоннель топки представляет собой металлический элемент с закрепленной на нем чугунной дверцей 10, через которую осуществляется процесс топки печи. Топочный тоннель необходим для осуществления процесса топки печи из смежного помещения и служит для «прохода» через негорючую стену, возможен вариант выполнения печи без топочного тоннеля. Дверца из чугуна служит прекрасным изолятором, она состоит из рамки, полотна с запорным устройством в виде ручки-крючка и стеклом для наблюдения за режимом горения топлива.
Конструкция печи представляет собой единый элемент топочного агрегата, собранного последовательно, из чугунных элементов печи при помощи огнеупорного герметика, термостойкого шнура и метизного соединения. Печь может поставляться к реализации в разобранном виде, а может и в собранном. В нижней части топки располагается подзольник 7, зольник 8 и колосник 9. Топочный тоннель 4 фиксируется непосредственно к топочному агрегату при помощи огнестойких герметика, шнура и метизов.
Размеры печи могут быть изменены в сторону увеличения до 100%, так и уменьшения до 50% как пропорционально, так и не пропорционально, указанным размерам.
В качестве примера приведена банная печь со следующими параметрами:
- Высота (с учетом дымоотводящего патрубка) - 937 мм.
- Глубина (включая топочный канал) - 832 мм.
- Глубина топки - 397 мм.
- Длина топочного тоннеля - 250 мм.
- Ширина дверцы - 260 мм.
- Вес печи - 140 кг (+/- 50 кг) при изменении указанных параметров.
Соединение элементов печи топочного агрегата и корпуса каменки произведено последовательно с помощью огнеупорного герметика, шнура по периметру каждого элемента и метизного соединения. Соединение основных элементов печи может быть произведено с помощью, например, болтового соединения. Каждый элемент имеет углубление по периметру, используемое для укладки огнеупорного шнура. Конструкция топочного агрегата и каменки поставляется в собранном виде. В этом случае полностью исключается «человеческий фактор» при дальнейшей сборке печи. Стенки всех чугунных элементов выполнены из серого или высокопрочного чугуна и имеют разную толщину материала, что обусловлено разной температурной нагрузкой на каждый элемент. Литейный допуск на толщину стенок всех деталей составляет ±1 мм. Соответственно, в местах, наиболее подверженных воздействию высокой температуры - толщина стенок больше, а в местах, наименее подверженных тепловым нагрузкам - толщина стенок печи меньше. Боковые стенки имеют толщину - от 6 до 14 мм. Дополнительно, в местах наличия ребер жесткости конструкции толщина стенок составляет 14 мм (что обусловлено особой конструкцией частей топки и каменки).
Система дымоотведения реализована следующим образом: отходящие газы проходят из топочной камеры по боковым стенкам, тем самым равномерно распределяя тепло на все стенки топочного агрегата. Первоначально отходящие газы движутся вверх от горящего топлива, затем, ударяясь в стенки каменки, движутся в сторону - к свободному выводу наверх, обволакивая корпус каменки и движутся путем физических свойств вверх в дымоотводящий патрубок.
Для увеличения времени поддержания заданной температуры и влажности в парном помещении, в конструкции банной печи используется наружный кожух (открытая каменка), в котором размещаются камни, которые служат дополнительными элементами нагрева помещения бани и производства водяного пара. Наружный кожух расположен по периметру топочного агрегата округлой формы. Камни укладываются по всему пространству между наружным кожухом печи (сетка, закрытый кожух и пр.) и непосредственно топочным агрегатом таким образом, чтобы между камнями оставались естественные зазоры 1-3 см для естественной циркуляции воздуха и равномерного съема тепла со стенок печи. Дополнительно, камни укладываются на верх каменки с дымоходом, закрывая элементы корпуса печи.