БАННАЯ ПЕЧЬ

Полезная модель относится к бытовой технике, а именно к нагревательным устройствам, предназначенным для обогрева помещений малогабаритных бань с одновременным получением горячей воды и пара.
Известны банные печи, выполненные из металла, содержащие топочную камеру с дымоходом, емкость для теплоаккумулирующей загрузки (каменку), размещенную на поверхности топочной камеры, водяной бак (см., например, [1]-[6]). Общим недостатком известных банных печей, работающих на древесных видах топлива, является низкий КПД (от 15 до 40%) и вследствие этого значительный перерасход топлива. Кроме того, на эффективность известных печей влияет недостаточность теплообмена между горящим топливом и теплоаккумулирующей загрузкой каменки.
Известны банные печи, у которых каменка расположена в зоне активного горения топки, т.е. обеспечен достаточно интенсивный теплообмен между горящим топливом и загрузкой каменки (см., например, [7], [8]). Недостатком печи [7] является то, что емкость для воды непосредственно контактирует с топкой (свод топки образован днищем емкости для воды). Это может привести к перегреву воды и чрезмерному парообразованию, что ухудшает микроклимат в банном помещении. Недостатком печи [8], у которой каменка выполнена в виде полого шнека, установленного внутри топки, является очень сложная и нетехнологичная конструкция.
Известны также банные печи в виде объемной металлической конструкции, содержащие топку с дымоходом, каменку, и водонагреватель, работающие как на древесных, так и на других, в частности, газообразных, видах топлива [9], [10].
Из них наиболее близкой по конструкции к заявляемому решению является банная печь, содержащая 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, выполненные в виде лабиринтов, входы которых сообщаются с полостью топки, а выходы - с патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива [10]. Эта печь выбрана в качестве прототипа заявляемого решения.
Конструкция прототипа не позволяет обеспечить высокой интенсивности теплообмена между горящим топливом и теплоаккумулирующей загрузкой каменки. Кроме того, она сложна, нетехнологична, а расположение бака водонагревателя на своде топки может привести к перегреву воды в баке прежде, чем прогреются до необходимых температур помещение бани и теплоаккумулирующая загрузка каменки.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является совершенствование конструкции банной печи.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении эффективности банной печи за счет увеличения интенсивности теплообмена между горящим топливом и теплоаккумулирующей загрузкой каменки и повышения ее теплоотдачи.
Указанный результат достигается тем, что у банной печи, содержащей 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, 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.
Банная печь снабжена ограждающим кожухом, имеющим в верхней части сквозные окна.
Топка выполнена с предтопочным тоннелем, выходящим за пределы ограждающего кожуха, и может иметь цилиндрическую форму или форму многогранной призмы.
Теплообменник водонагревателя выполнен в виде U-образной трубы, подсоединяемой к съемному водяному баку.
Заглубление дна каменки в полость топочной камеры, а также наличие лабиринтных газоходов, примыкающих к боковым стенкам каменки, позволяет увеличить интенсивность и, следовательно, скорость нагрева теплоаккумулирующей загрузки каменки. Наличие дополнительных элементов теплоотдачи (например, в виде ребер, расположенных в огражденном кожухом пространстве), позволяет повысить теплоотдачу печи и обеспечить более равномерный прогрев банного помещения, что улучшает его микроклимат.
Аналогами банной печи, заявляемой в качестве варианта полезной модели, являются вышеупомянутые банные печи [1]-[10].
Из них наиболее близка по конструкции к заявляемому решению банная печь, содержащая корпус с топкой и патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, каменку, теплообменник водонагревателя, введенный в полость топки, и газоходы, выполненные в виде лабиринтов, входы которых сообщаются с полостью топки, а выходы -
с патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива [10]. Эта печь является прототипом варианта полезной модели.
Технический результат от использования варианта заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности банной печи за счет увеличения интенсивности теплообмена между горящим топливом и теплоаккумулирующей загрузкой каменки и повышения теплоотдачи.
Указанный результат достигается тем, у банной печи, содержащей корпус с топкой 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, каменка установлена так, что ее дно заглублено в полость топки, снабженной колосником, зольным ящиком и входной дверкой, а к боковым стенкам примыкают газоходы, образованные при помощи направляющих перегородок-отсекателей, установленных на внутренней стороне боковых стенок корпуса, на наружной стороне которых установлены элементы теплоотдачи, выполненные, например, в виде ребер.
Банная печь снабжена ограждающим кожухом, имеющим в верхней части сквозные окна.
Топка выполнена с предтопочным тоннелем, выходящим за пределы ограждающего кожуха, и может иметь цилиндрическую форму или форму многогранной призмы.
Теплообменник водонагревателя выполнен в виде U-образной трубы, подсоединяемой к съемному водяному баку.
Заглубление дна каменки в полость топочной камеры, а также наличие лабиринтных газоходов, примыкающих к боковым стенкам каменки, позволяет увеличить интенсивность и, следовательно, скорость нагрева теплоаккумулирующей загрузки каменки. Наличие дополнительных элементов теплоотдачи, (например, в виде ребер, расположенных в огражденном кожухом пространстве), повышает теплоотдачу печи и обеспечивает более равномерный прогрев банного помещения, что способствует улучшению его микроклимата.
Предлагаемая банная печь (варианты) иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.
На фиг.1 показан общий вид банной печи, работающей на газовом топливе; на фиг.2 - общий вид банной печи, работающей на твердом древесном топливе (вариант); на фиг.3 - банная печь, вид сверху; на фиг.4 - разрез В-В фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б фиг.3.
Банная печь (оба варианта) представляет собой сварную металлическую конструкцию. Она содержит корпус 1, топку 2 с предтопочным тоннелем 3 и патрубком 4 для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, каменку 5, газоходы 6, теплообменник 7. Лабиринты газоходов 6 образованы при помощи перегородок-отсекателей 8, установленных на внутренней поверхности боковых стенок корпуса 1. На наружной поверхности боковых стенок корпуса 1 в пространстве между ними и боковыми стенками ограждающего кожуха 9 установлены элементы теплоотдачи 10, выполненными в виде ребер. Для улучшения конвекции на стенках кожуха 9 в верхней части выполнены окна 11. У варианта печи для работы на газовом топливе (фиг.1) в топке 2 установлены горелки 12 газогорелочного устройства. У варианта печи, предназначенного для работы на твердом древесном топливе (фиг.2), топка имеет входную дверку 13, колосник 14 и зольный ящик 15 для несгоревших остатков топлива, установленный под колосником 14. Выполнение топки 2 с предтопочным тоннелем 3 облегчает разделку печи в стенном проеме.
Печь работает следующим образом.
При поджиге горелок 12 газогорелочного устройства лучевым теплом горящего топлива нагревается заглубленное в полость топки 2 дно каменки 5 и теплообменник 7. Газообразные продукты сгорания топлива вперемешку с нагретыми излишками воздуха, поступающего в топку 2 через отверстия 16 на ее передней стенке, продвигаясь по лабиринтам газоходов 6 к патрубку 4, нагревают боковые стенки каменки 5 и корпуса 1 и ребра 10. От раскаленных стенок топки 2 нагревается воздух в воздуховодных каналах, образованных стенками кожуха 9 и корпуса 1. Холодный, более плотный воздух вытесняет из этих каналов более легкий горячий и, нагреваясь, поднимается вверх. Остывая у потолка и стен банного помещения, воздух опускается вниз и снова поступает в печку. Ребра 10, увеличивая площадь теплоотдачи и направляя потоки теплого воздуха вверх, увеличивают направленную конвекцию воздуха. Одновременно с нагревом воздуха происходит нагрев воды, циркулирующей в теплообменнике 7, соединенном с водяным баком (на чертежах не показан), который может быть размещен на расстоянии от печи и не ограничен в объеме нагреваемой воды.
Работа варианта печи осуществляется следующим образом. Через открытую дверку 13 в топку 1 на колосник 14 укладывается твердое топливо (дрова), выдвигается зольный ящик 15, топливо поджигается. Далее работа печи осуществляется аналогичным образом.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания полезной модели:
1. Патент РФ на изобретение №1813994, МКИ F 24 B 9/04, F 24 H 7/02, опубл. 07.05.93.
2. Патент РФ на изобретение №2005263, МКИ F 24 B 1/24, опубл. 30.12.93.
3. Патент РФ на изобретение №2076278, МКИ F 24 B 1/02, 9/02, опубл. 27.03.97.
4. Патент РФ на изобретение №2011121, МКИ F 24 B 9/04, опубл. 15.04.94.
5. Патент РФ на изобретение №2087806, МКИ F 24 B 9/04, опубл. 20.08.97.
6. Свидетельство РФ на полезную модель №7180, МКИ F 24 B 9/04, опубл. 01.09.97.
7. Ас СССР на изобретение №1633233, МКИ F 24 B 1/02, опубл. 07.03.91.
8. Патент РФ на изобретение №2054226, МКИ F 24 B 1/02, опубл. 07.03.95.
9. Заявка РФ на изобретение №93018590 от 06.04.93, МКИ F 42 B 1/02, опубл. 10.05.95.
10. Патент РФ на изобретение №2241909, МКИ F 24 B 9/04, опубл. 10.12.2004 (прототип).