ОТОПИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам для обогрева помещений, в частности к отопительным устройствам с внутренними воздуховодами, и может применяться с использованием твердого топлива, преимущественно дров. Направлена на повышение тепловой эффективности, заключающейся в повышении теплообмена и теплоотдачи.
Известно отопительное устройство в описании изобретения к патенту №2429420, МПК F24B 5/06 от 08.07.2009, опубл. 20.01.2011, состоящее из корпуса образованного днищем, боковыми, передней, задними и верхней стенками, дымохода, расположенного в верхней части корпуса, с колосниковой решеткой установленной в днище корпуса, под которой расположен зольник с зольным ящиком, верхнего и нижнего газонаправляющих щитков, трубка для подачи вторичного воздуха, вдоль боковых стенок внутри корпуса расположены изогнутые конвективные трубы, разделяющие топочное пространство на топку и верхнюю зоны, конвективные трубы с открытыми торцами сообщаются с атмосферным воздухом, при этом нижние торцы труб герметично закреплены в отверстиях днища корпуса, а верхние торцы конвективных труб герметично закреплены в наклонных частях боковых стенок, причем боковые стенки корпуса в нижней части выполнены вертикальными, в средней части - вогнутыми внутрь, образующими зауженную область корпуса, а верхние части боковых стенок выполнены наклонными и соединены с верхней стенкой, передняя и задняя стенки корпуса выполнены плоскими, дополнительно содержит конвективные экраны, расположенные снаружи корпуса и закрепленные на его боках, передней и задней стенках, зольный ящик выполнен с возможностью герметичного закрывания и передняя его стенка оснащена, по меньшей мере, одним шибером регулировки подачи воздуха, а установленные, по меньшей мере, в один ряд вдоль боковых стенок гнутые в одной плоскости конвективные трубы выполнены с прямыми и криволинейными участками, сближающимися в зауженной области корпуса, образуя свод топки, и расходящимися в верхней части корпуса, образуя верхнюю зону, на всем протяжении трубы повторяют геометрию вогнутых боковых стенок корпуса и эквидистантны им или близко к этому, при этом нижние и верхние торцы каждой из труб находятся по одну сторону печи, верхние газонаправляющие щитки представляют собой согнутую под углом пластину с отверстиями по линии гиба, причем конвективные экраны выполнены составными, п-образными, а конвективные трубы установлены вдоль боковых стенок в шахматном порядке.
Недостатки: не достаточно высокая тепловая эффективность, заключающаяся в низком теплообмене и теплоотдаче.
Это объясняется расположением теплообменных труб, при котором обеспечивается небольшой объем пропускаемого теплого воздуха. Встроенное расположение конвективных труб, выполненных с прямыми и криволинейными участками, сближающимися в зауженной области корпуса, образуя свод топки и расходящимися в верхней части корпуса, образуя верхнюю зону, на всем протяжении трубы повторяют геометрию вогнутых боковых стенок корпуса, что оказывает сопротивление потоку воздуха, проходящего через них, в результате чего снижается теплообмен и теплоотдача. Объем проходящего теплого воздуха через конвективные трубы недостаточно большой.
Известен наиболее близкий аналог устройство для обогрева помещений в описании изобретения к патенту №2001352, МПК F24B 5/06 от 29.10.1992, опубл. 15.10.1993, содержащее корпус с передней, задней и боковыми стенками в виде расположенных в шахматном порядке дугообразно изогнутых воздухопроводящих труб, трубой для отвода газов, люка для загрузки топлива и перегородкой с заслонкой для изменения режима работы, причем корпус снабжен двумя охватывающими воздухопроводящими трубами, боковыми листами с верхним и нижним рядом отверстий для воздухопроводящих труб, расположенных с противоположной стороны, а перегородка смонтирована над воздухопроводящими трубами.
Недостатки: не достаточно высокая тепловая эффективность, заключающаяся в низком теплообмене и теплоотдаче.
Это объясняется расположением воздухопроводящих труб, при котором обеспечивается небольшой объем пропускаемого теплого воздуха. Боковыми стенками в виде расположенных в шахматном порядке дугообразно изогнутых воздухопроводящих труб, что оказывает сопротивление потоку воздуха, проходящего через них, в результате чего снижается теплообмен и теплоотдача. Объем проходящего теплого воздуха через конвективные труб недостаточно большой.
Технический результат: повышение тепловой эффективности, заключающейся в повышении теплообмена и теплоотдачи.
Технический результат достигается за счет того, что отопительное устройство, содержащее корпус с днищем, передней, задней стенками и боковыми стенками в виде расположенных в шахматном порядке конвективных труб, дверцей, камерой дожита, топкой, патрубком дымохода с заслонкой, расположенный на задней стенке корпуса, верхним и нижним газонаправляющими щитами, отличающееся тем, что корпус дополнительно снабжен защитным листом, прикрывающим песок, засыпанный на днище корпуса, двумя верхними стенками, образующими свод, двумя нижними стенками, образующими днище, причем боковые и две верхние и две нижние стенки, выполнены в виде расположенных в шахматном порядке прямых конвективных труб, камера дожига имеет форсунку подачи вторичного воздуха, которая встроена в лючек, верхний газонаправляющий щит прикреплен к задней стенке корпуса, нижний газонаправляющий щит прикреплен к передней стенке корпуса, прямые конвективные трубы стенок корпуса снаружи зашиты листами, а корпус в горизонтальном сечении имеет форму многоугольника, преимущественно шестиугольника.
Повышение тепловой эффективности, заключающейся в повышении теплообмена и теплоотдачи достигается за счет того, что корпус дополнительно снабжен защитным листом, прикрывающим песок, засыпанный на днище корпуса, двумя верхними стенками, образующими свод, двумя нижними стенками, образующими днище, причем боковые и две верхние и две нижние стенки, выполнены в виде расположенных в шахматном порядке прямых конвективных труб, камера дожига имеет форсунку подачи вторичного воздуха, которая встроена в лючек, верхний газонаправляющий щит прикреплен к задней стенке корпуса, нижний газонаправляющий щит прикреплен к передней стенке корпуса, прямые конвективные трубы стенок корпуса снаружи зашиты листами, а корпус в горизонтальном сечении имеет форму многоугольника, преимущественно шестиугольника.
Заявляемое устройство позволяет задействовать в конвекции шесть стенок корпуса, что приводит к увеличению объема проходящего теплого воздуха через прямые конвективные трубы. За счет прямых конвективных труб не создается сопротивление при движении воздуха. В результате этого по в отличие от аналогов помещение быстрее обогревается и долго держит тепло за счет конструкции днища, которое позволяет использовать в качестве накопителя тепла песок или другие теплонакопители.
Форсунка подачи вторичного воздуха, которая встроена в лючек, проходящая над топкой от передней стенки к задней стенке в виде трубки с множеством отверстий в конце, подает предельно горячий воздух в камеру дожига, способствуя более экономичному расходованию топлива горению с больше отдачей тепла.
Газонаправляющий щит нижний, прикрепленный на передней стенке корпуса, обеспечивает движение тяги от дверцы к задней стенке.
Газонаправляющий щит верхний, прикрепленный к задней стенке, обеспечивает поворот дымовых газов к передней стенке и обратно к задней стенке. Газонаправляющие щиты верхний и нижний создают лабиринт. Газонаправляющий нижний щит и газонаправляющий верхний щит обеспечивают равномерное распределение тепла корпусу и конвективным трубам. Лабиринт в камере дожига, созданный газонаправляющими щитами, увеличивает отдачу тепла корпусу и конвекционным трубам, обеспечивая дожиг непосредственно в корпусе печи, а не за ее приделами. В результате этого повышается теплообмен и теплоотдача.
Исследование подобного уровня техники позволяет установить, что отопительные устройства имеющие аналогичные технические решения отсутствуют, что соответствует условиям патентоспособности «новизна», «промышленная применимость».
Сущность заявляемого технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где показано:
на фиг. 1 - вид спереди устройства;
на фиг. 2 - вид сбоку в разрезе устройства.
Отопительное устройство состоит из корпуса 1 с передней стенкой 4, задней стенкой 3 и боковыми стенками 2, двумя верхними стенками 19, двумя нижними стенками 20 в виде расположенных в шахматном порядке прямых конвективных труб 11, имеющих в горизонтальном сечении многоугольную форму, преимущественно шестиугольную. Прямые конвективные трубы 11 образуют боковые 2, две верхние стенки 19, две нижние стенки 20 корпуса 1. Две верхние стенки 19 образуют свод корпуса 1, две нижние стенки 20 образуют днище 18 корпуса 1.
Прямые конвективные трубы 11 боковых 2, двух верхних стенок 19, двух нижних стенок 20 корпуса 1 снаружи корпуса зашиты листами 21.
Корпус 1 имеет дверцу 5, патрубок подачи воздуха 6, заслонку подачи воздуха 7, лючок чистки камеры дожига 8, камеру дожига 14, фарсунку 9, патрубок дымохода 12 с заслонкой 16, газонаправляющий нижний 10 и верхний газонаправляющий щит 13, топку 15, защитный лист 17, закрывающий песок.
На передней стенке 4 корпуса 1 расположены дверца 5 с встроенным патрубком 6 и заслонкой 7, лючек 8, обеспечивающий доступ в камеру дожига 14 при ее очистке от продуктов сгорания, встроенную форсунку 9 для подачи вторичного воздуха в камеру дожига 14. Газонаправляющие щиты - нижний 10 и верхний 13 отделяют топку 15 от камеры дожига 14. Газонаправляющий нижний щит 10, прикрепленный к передней стенке 4 корпуса 1, обеспечивает движение тяги от дверцы 5 к задней стенке. Газонаправляющий верхний щит 13, прикрепленный к задней стенке 3, обеспечивает поворот дымовых газов к передней стенке 4 и обратно к задней стенке 3, создавая лабиринт. Патрубок дымохода 12 с заслонкой 16, расположенный на задней стенке 3 корпуса 1, предназначен для регулировки отвода дымовых газов и сохранности тепла при работе в режиме тления. Защитный лист 17, закрывающий песок, предназначен для защиты песка от повреждения дровами. Песок является дополнительным накопителем тепла, кроме этого он обеспечивает дополнительную защиту от жара, увеличивая долговечность работы устройства.
Работа отопительного устройства осуществляется следующим образом. Перед началом работы на днище 18 топки 15 закладывают песок, на него плотно укладывают защитный лист 17. Открывают дверцу 5, расположенную на передней стенке 4 корпуса 1. В топку 15 укладывают растопочный материал, поджигают его, дверцу 5 закрывают, полностью открывают заслонку 7, расположенную на патрубке 6 и заслонку дымохода 16, расположенную на па патрубке дымохода 12. После того как растопочный материал разгорелся и установилась тяга, в топку 15 укладываю дрова или другой вид твердого топлива, дверцу 5 закрывают и заслонкой 7 регулируют приток воздуха.
Под воздействием тепла от сгорания топлива стенки 2, 3, 4, 19, 20 корпуса 1 и прямые конвективные трубы 11, листы 21 снаружи корпуса нагреваются, при этом через открытые концы в конвективных трубах 11 горячий воздух поднимается вверх, а на его место постоянно поступает холодный воздух снизу. Также нагреваются газонаправляющий нижний щит 10, газонаправляющий верхний щит 13, защитный лист 17, песок. Они набирает тепло и отдают его еще долгое время в отапливаемое помещение после сгорания топлива. Газонаправляющий нижний щит 10 и газонаправляющий верхний щит 13 обеспечивают равномерное распределение тепла корпусу 1 и конвективным трубам 11.
Таким образом, устройство прогревает помещение не только исходящим от печи теплом, но и многократной конвекцией воздуха.
При достижении в помещении требуемой температуры, печь плавно переводят в "тлеющий" режим, обеспечивающий поддержание горения топлива, заслонкой 7 регулируют приток воздуха и заслонкой 16 регулируют отток продуктов сгорания. Вторичный воздух в камеру дожига 14, поступает через отверстия (на рисунке не указаны) в форсунке 9.
По мере сгорания топлива в топку 15 добавляют новые его порции. При необходимости проводят регулировку подачи воздуха в топку 15 заслонкой 7 и выход топочных газов заслонкой 16.
Песок, находящийся на днище 18 корпуса 1 и топки 15, защитный лист 17 набирает тепло и отдает его еще долгое время в отапливаемое помещение после сгорания топлива. Защитный лист 17, закрывающий песок, обеспечивает удобную уборку топки и вместе с песком и служит защитой от воздействия жара на конвекционные трубы 11, продляя их срок службы. Периодически проводят очистку камеры дожига 14 следующим образом. Лючек 8, расположенный на передней стенке 4, снимают с корпуса 1 и чистят камеру дожига 14.