ПЕЧЬ ДЛЯ БАНИ
SAUNA FURNACE

Изобретение относится к конструкциям печей и может быть использовано при оборудовании бань.
Известна печь для бани (RU 2076277, кл. F24B 1/02; F24B 9/02, 1997 г.), содержащая металлический корпус с топкой, зольником, дымоходом и каменкой, выполненной в виде изолированной от топки емкости, заполненной кусковым теплоемким материалом, которая выполнена с дверцами для выхода пара и с патрубком для подачи жидкости в виде трубы с отверстиями на конце, проходящей в слой теплоемкого материала. Труба дымохода проходит через слой теплоемкого материала, а патрубок для подачи жидкости выполнен с участком в виде змеевика, охватывающего дымовую трубу. Кроме того, в каменке выполнены перегородки со смещением, обеспечивающие зигзагообразный проход пара от отверстий в патрубке до дверцы.
Недостатком известного устройства печи является относительно низкая комфортность использования, обусловленная чрезмерным перегревом металлического корпуса во время ее топки, из-за чего происходит неприятное для человека тепловое излучение от стенок печи в жестком инфракрасном (ИК) диапазоне электромагнитных волн. Кроме того, печь имеет недостаточный КПД, относительно длительное время разогрева помещения бани, отсутствие возможности управления и поддержания температуры нагреваемого воздуха в парилке банного помещения.
Возможность управления и поддержания температуры нагреваемого воздуха банного помещения банной печью с дровяным отоплением в известном уровне техники не выявлено.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение комфортности в парной бани за счет повышения качества пара печи, возможности управления и поддержания ею температуры нагреваемого воздуха, в зависимости от состояния здоровья парящегося человека и снижения вредного для его организма жесткого инфракрасного (ИК) излучения печи.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что печь для бани включает металлический корпус с топкой, зольником, колосниковой решеткой, дымовой трубой и каменкой, выполненной в виде изолированной от топки металлической емкости, заполненной кусковым теплоемким материалом, снабженной патрубком для подачи воды в слой теплоемкого материала и дверцей для вывода пара, причем патрубок соединен с емкостью для воды. Согласно изобретению, каменка закреплена в корпусе печи с образованием вдоль боковых поверхностей и с верхней ее стороны дымоходов, связывающих топку с дымовой трубой. Корпус печи помещен в утепленный кожух с зазором между внешними стенками корпуса и внутренними стенками кожуха, образующий контур конвекционного нагрева приточного воздуха. Для этого в нижних боковых частях кожуха выполнены приточные отверстия для холодного воздуха, а в верхней части кожуха - отверстия с задвижками для дозированного вывода горячего воздуха. Нижняя часть контура конвекционного нагрева воздуха через поворотное колено, зольник и колосниковую решетку соединена с топкой печи. Дверца каменки для вывода пара установлена на внешней стороне кожуха печи и соединена с полостью каменки через нишу, в днище которой закреплена капельница с емкостью для воды. При этом дверца и отверстие ниши каменки выполнены с диагональными размерами от 20 до 40 см, обеспечивающими возможность подачи ковшом воды непосредственно в каменку для образования пара или капельным методом путем заливки ковшом емкости для воды, установленной в днище ниши. Емкость для воды выполнена в форме воронки, снабженной капельницей в виде пережимного клапана или вентиля, с рычагом управления, выведенным на внешнюю поверхность кожуха печи. Задвижка для дозированного вывода горячего воздуха выполнена в виде двурядного шабера с общим рычагом управления. Корпус печи выполнен из стали ГОСТ 09Г2С, толщиной от 3 до 20 мм, а утепленный кожух - из нержавеющей стали толщиной от 0.4 до 0.8 мм, покрытый с внутренней стороны слоем кремнеземного волокна толщиной 1-3 см.
Доказательство достижения заявленного технического результата и решения поставленной задачи.
Расположение емкости каменки с теплоемким материалом в корпусе печи с образованием между внутренними ее стенками и внешними боковыми стенками каменки дымоходов, связывающих топку с дымовой трубой, обеспечивает ускоренный нагрев теплоемкого материала за счет увеличения площади нагрева, сокращая время нагрева помещения бани. Наличие кожуха и наличие воздушного контура между стенками кожуха и корпуса создают условия циркуляции воздушного потока, поступившего извне и нагретого через стенку корпуса от топочных газов и потом направлении их (при закрытом шибере) в горячую топку, обеспечивая повышение температуры горения, и, как следствие, ускорение нагрева. Одновременно выполнение стенок кожуха печи утепленными не дает возможности перегрева наружных стенок печи и снижает жесткое инфракрасное излучение печи, неблагоприятно влияющее на человека.
Выполнение в нижней части кожуха поворотного колена обеспечивает (при закрытом шибере) направление нагретого воздушного потока в топку, повышая температуру горения топлива (дров). Повышение при этом температуры в каменке позволяет создать мелко дисперсионный и сухой пар, благоприятный для легких человека. Выполнение в нижней части кожуха входных отверстий для поступления приточного воздуха, а в верхней части кожуха - выходных отверстий обеспечивает быстрый конвенционный нагрев воздуха в помещении бани, а наличие задвижки, установленной сверху печи с возможностью перекрытия выходных отверстий подачи горячего воздуха, позволяет управлять кондиционным потоком нагретого воздуха и регулировать температуру воздуха в парилке бани.
Установка в нише каменки емкости в виде воронки с капельницей, патрубок которой выведен в толщу кускового теплоемкого материала каменки, позволяет по желанию использовать каменку для традиционной подачи воды из ковша или путем налива воды в воронку с последующим капельным путем введения воды в толщу теплоемкого материала. В воду по желанию могут быть введены ароматические вещества, что улучшает качество пара.
Выполнение корпуса и кожуха из нержавеющей стали улучшает физико-механические характеристики печи и повышает ее долговечность. Покрытие наружных стенок кожуха кремнеземным волокном толщиной 1-3 см повышает теплоизоляцию наружных стенок печи, не давая им перегреваться, исключая жесткое инфракрасное излучение печи.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид печи с верхней стороны, на фиг. 2 - вертикальный разрез печи по линии А-А, на фиг. 3 - вид «Б» печи с боковой стороны.
Печь для бани включает металлический корпус 1 с топкой 2 для дров, зольником 3, колосниковой решеткой 4, дымовой трубой 5 и встроенной каменкой 6. Для увеличения стойкости к прогоранию корпус 1 и корпус каменки 6 выполнен из стали ГОСТ 09 Г2С, толщиной от 3 до 20 мм. Корпус каменки 6 выполнен в виде емкости, заполненной кусковым теплоемким материалом (камнями) 7. Между стенками корпуса каменки 6 и корпуса 1 печки образованы дымоходы 8, связывающие топку 2 с дымовой трубой 5 вдоль всех боковых сторон каменки бис верхней ее стороны. Для подачи воды ковшом и/или капельным методом на камни 7 и генерации пара полость каменки 6 снабжена загрузочной нишей 9 с дверцей 10. На дне ниши 9 установлена емкость (воронка) 11 для воды с капельницей 12 и патрубком 13, свободный конец которого выведен в нижнюю часть каменки 6 в толщу ее теплоемкого материала 7. Дверца 10 и отверстие ниши 9 каменки 6 выполнены с диагональными размерами от 20 до 40 см, обеспечивающими возможность подачи ковшом воды непосредственно в каменку 6 для образования пара или - капельным методом путем заливки ковшом воронки 11 для воды, установленной в днище ниши 9. С внешней стороны корпус 1 печи покрыт утепленным кожухом 14. Кожух 14 выполнен из нержавеющей стали толщиной от 0.4 до 0.8 мм, покрытой с внутренней стороны слоем кремнеземного волокна толщиной 1-3 см. Кожух 14 установлен над корпусом 1 печи с зазором, образующим конвектор 15 для нагрева воздуха между стенками корпуса 1 и стенками кожуха 14. Для теплового обмена конвектора 15 нагретым воздухом с окружающей средой парной бани в нижних боковых частях кожуха 14 выполнены приточные отверстия 16 для холодного воздуха, а в верхней части кожуха - отверстия 17 с задвижками 18 для дозированного вывода нагретого воздуха в парную бани. Для возможности быстрого нагрева печи путем подачи горячего воздуха в ее топку 2 полость конвектора 15 соединена через поворотное колено 19, зольник 3 и колосниковую решетку 4 с полостью топки 2. Задвижка 18 для дозированного вывода горячего воздуха выполнена в виде двурядного шабера с общим рычагом управления.
Печь для бани работает следующим образом. Печь растапливают при закрытой задвижке 18. Дымовой газ, получаемый от сжигания топлива в топке 2, проходит через дымоходы 8, находящейся между стенками корпуса 1 и стенками каменки 6 к дымовой трубе 5, нагревая их и камни 7 в каменке 6. В свою очередь воздушный поток воздуха, поступающий извне через приточные отверстия 16 попадает в полость конвектора 15, где он нагревается и затем при закрытом шабере (задвижка 18) по поворотному колену 19 направляется в зольник 3 и далее под действием силы тяги дымовой трубы 5 - через колосниковую решетку 4 в топку 2. Нагретый воздух, попадая в топку 2, резко увеличивает температуру в топке, создавая условия для быстрого горения дров и быстрейшего разогрева камней 7 в каменке 6. При этом, за счет того, что стенки кожуха 14 выполнены утепленными из негорючего кремнеземного материала, не происходит их перегрев и, следовательно, отсутствует жесткое ультрафиолетовое излучение от кожуха 14 печи. После разогрева печи открывают полностью задвижку 18 и горячий воздух из конвектора 15 через отверстия 17 поступает в парную бани, нагревая ее воздух. При достижении требуемой температуры воздуха в парной прикрывают выходные отверстия 17 задвижкой 18, компенсируя тепловые потери парной бани. В данном варианте использования печи будет сухой воздух (финская баня). Для создания пара открывают дверцу 10 ниши 9 и льют воду на разогретые камни 7 ковшом или капельным путем через воронку 11, капельницу 12 и патрубок 13, подают воду в толщу камней 7 каменки 6. Капли воды при соприкосновении с камнями 7 испаряются, и каменка 6 переходит в режим парогенерации. Режим парогенерации регулируется управлением проходного сечения капельницы 12 с помощью рычага 20, выведенного на переднюю панель кожуха 14 печи. За счет возможности создания высокой температуры внутри топки 2, температура теплоемкого материала 7 может подниматься до 450°C, что дает условия для создания перегретого пара. За счет того, что вода поступает капельным путем в толщу материала 7, капли, испаряясь, образуют «легкий пар», перегретый и оптимально сухой, который затем через дверцу 10 поступает в помещение парилки.
Предлагаемая конструкция печи обладает повышенной теплоемкостью, за счет установки каменки 6 с тепловым зазором в центре корпуса 1 печи, что позволяет камням 7 и печи долго хранить тепло. Кроме того, за счет утепления кожуха 14 печи при длительной топке не происходит перегрева стенок корпуса 14 печи и помещения, от печи идет приятное теплое излучение, обеспечивающее комфортное и здоровое условие для принятия парных процедур.
В настоящее время печь для бани прошла опытную проверку и готовится ее серийное производство.