ПЕЧЬ

Полезная модель относится к отоплению, в частности к печам, к бытовым печам для твердого топлива, к печам со встроенными массами для аккумулирования тепла, а также к деталям бытовых печей, имеющим общее применение, к конструктивным элементам печей, к устройствам для аккумулирования тепла и может быть использована при строительстве жилых помещений.
Известна печь (см. а.с. СССР №996822 Мкл F 24 В /02 1983 г.), включающая топку и боров, расположенный ниже топки, теплоаккумулирующую насадку, размещенную по ходу дымовых газов между топкой и боровом.
Недостатком является низкая интенсивность конвекционного потока вне печи после прекращения топки, т. к. самым «холодным» местом является остывшая топка внизу печи под боровом.
Известна печь (см. патент РФ №2049964 МПК F 24 В 1/24 1995 г. Бюл. №34), включающая секционный корпус со щелевым сводом, топкой, теплоаккумулирующую насадку, расположенную под зольником и размещенную на дне печи и перегородках с отверстиями для пропуска дымовых газов, боров и дымосос, соединенный с атмосферой вертикальным дымоходом, при этом стенки секций состоят из внутренних и внешних листов с изгибом внутрь, а между ними размещена засыпка.
Недостатком печи является как высокая инертность процесса аккумулирования тепла в режиме сжигания топлива в топке, обусловленная наличием «застойных» зон в местах изгиба наружных листов секций, так и неравномерность отдачи аккумулированного печью тепла отдельными ее элементами.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в повышении теплоаккумулирующей способности печи путем
конструктивного выполнения наружных стенок секции, устраняющего возможность образования «застойных зон» в местах изгиба наружных листов стенок секции.
Технический результат по повышении эффективности использования аккумулирующей способности печи, заключающийся в равномерности теплоотдачи различных элементов секции и увеличении длительности теплообмена после прекращения топки, что приводит к экономии топлива в отапливаемом помещении, достигается тем, что печь, включающая секционный корпус с щелевым сводом, топкой, теплоаккумулирующей насадкой, расположенной под зольником и размещенной на дне печи и перегородках с отверстиями для пропуска дымовых газов, боров и дымосос, соединенный с атмосферой вертикальным дымоходом, при этом стенки секций состоят из внутренних и наружных листов с изгибом внутрь, а между ними размещена засыпка, на внутренней поверхности наружных листов стенок секций выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от места изгиба как по ее высоте, с образующей, которая имеет направление движения по часовой стрелке, так и по ее ширине, с образующей, которая имеет направление движения против часовой стрелки.
На фиг.1 показана печь, вид спереди; на фиг.2- разрез А-А на фраг.1; на фраг.3 - внутренняя поверхность наружного листа стенки секции.
Печь включает топку 1 и боров 2, расположенный ниже топки, а также теплоаккумулирующую насадку 3, размещенную по ходу дымовых газов между топкой 1 и боровом 2.
Насадка 3 размещается под топкой 1.
Топка 1 заключена внутрь корпуса 5 (обведен пунктиром), корпус 5 имеет свод 6 и разделен на соединяемые друг с другом секции: секцию 7 сводовую, секцию 8 топочную, секцию 9 зольниковую, секции 10-12 насадочные (число насадочных секций может быть иным). Корпус установлен на ножках 13. Из нижней насадочной секции 12 выходит боров 2, соединенный с дымососом 14.
Топка 1 снабжена дверцей 15, щелевым сводом 16 топки колосниками 17, под которыми находится зольник 18 с выдвижным поддоном 19. Между сводом 6 печи и сводом 16 топки размещается пространство 20, которое соединено с верхней насадочной секцией 10 нисходящим дымоходом 21, который одновременно служит средством соединения секции: сводовой 7, топочной 8, зольниковой 9, насадочной 10. Насадочные секции 10-12 содержат входные и выходные элементы: вход 22 в насадочную секцию 10, выход 23 из насадочной секции 10 и одновременно вход 23 в насадочную секцию 11 и одновременно вход 24 в насадочную секцию 12, выход 25 из насадочной секции 12, выход 25 из насадочной секции 12, входы и выходы расположены на одной зигзагообразной линии 26, проходящей через все насадочные секции 10-12. Насадочные секции 10-12 заполнены теплоаккумулирующим материалом 3, например, камнями. Наружные стенки секций 8-12 выполнены полыми из соответствующих наружного 28 и внутреннего 29 листов. Промежуток между листами 28 и 29 заполнен теплоемким и теплопроводным материалом 30, например, шамотом. Наружный лист 28 имеет снизу отогнутую внутрь кромку, закрывающую сверху материал нижележащей секции. На кромках расположены также днища секции 8, насадочной секции 12, заведенные под внутренний лист 29. На внутренней поверхности наружного листа 28 стенки секции выполнены криволинейные канавки 31, с образующей, которая имеет направление движения по часовой стрелке и продольно расположенные от линии изгиба 32 по высоте стенки секции, а также выполнены криволинейные канавки 33, с образующей, которая имеет направление движения против часовой стрелки и продольно расположенные от линии изгиба 32 по ширине стенки секции.
Печь имеет два режима работы:
1. Режим топки, при котором происходит сжигание топлива в топке.
2. Режим аккумулятора тепла, при котором печь отдает наружу тепло, аккумулированное в насадке.
При сжигании топлива вдвигают (последовательность операций может быть иной) поддон 19 зольника, открывают дверцу 15 топки, загружают печь топливом, разжигают его, включают дымосос 14, регулируют тягу, сжигают необходимое количество топлива, убеждаются, что топливо сгорело полностью. Образующиеся при сжигании топлива продукты горения из топки 1 через щелевой свод 16 попадают в пространство 20 между сводом 6 печи и сводом 16 топки, откуда через нисходящий дымоход 21 через вход 22 насадочной секции 10 проходят через насадку 3 из камней 27 по зигзагообразной линии 26 и через выход 25 насадочной секции 12 попадают в боров 2 и дымосос 14. При этом дымовые газы отдают тепло как теплоаккумулирующей насадке 3 и блокам секций 7-12, так и засыпке 30, находящейся между наружным листом 28 и внутренним листом 29. По мере прогрева засыпки 30 пограничный слой воздуха на внутренней поверхности наружного листа 28 начинает перемещаться по криволинейным канавкам 31 и 33. Так как криволинейные канавки 31 имеют вращение, с образующей по направлению движения часовой стрелки (см., например, стр. 509. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М. 1966-872 с мл.) и продольно расположенные от листа изгиба 32 по высоте стенки секции, то здесь наблюдается перемещение нагреваемого воздушного потока с закручиванием также по часовой стрелке, образуя вихреобразное турбулентное движение в пограничном слое. А криволинейные канавки 33 имеют вращение, с образующей с направлением движения против часовой стрелки и продольным расположением от линии изгиба 32 по ширине стенки секции, то здесь наблюдается перемещение нагреваемого воздушного потока с закручиванием его против часовой стрелки. Завихренные в разных направлениях воздушные потоки встречаются по линии изгиба 32 и в результате контакта образуются микровзрывы, приводящие к резкой турбулизации движущихся пограничных слоев (см., например, стр. 219-226. Исаченко В.П., Осипова В.Г., Сухомел А.С. Теплопередача. М.: 1965-424 с. ил.), т.е. к устранению образования «застойных зон».
В этом случае, снаружи по всей внешней поверхности корпуса устанавливается конвекционный поток, омывающий равномерно прогретые, (т.к. устранены «застойные зоны», в которых непрогрета наружная стена), элементы секций печи, что приводит к более интенсивному теплообмену аккумулирующей насадки и засыпки, а это, в конечном итоге, снижает расход топлива, т.к. позволяет осуществлять большие перерывы между топками печи, при обеспечении нормированного теплового режима в отапливаемом помещении.
Для осуществления второго режима, т.е. при прекращении процесса сгорания топлива, отключают дымосос 14 и открывают дверцу 15. Насадка 3 и стены печи начнут отдавать тепло наружу, т.е. окружающей печь среде. Топка 1 остывает быстрее, чем насадка 3, и поэтому в режиме аккумулятора тепла снаружи печи конвенционный поток станет более интенсивным, так как низ печи будет горячее ее верха. Засыпка 30 отдает саккумулированное тепло внутренней поверхности наружного листа 28 и пограничный слой воздуха, перемещаясь по криволинейным канавкам 33 и 31 закручивается в разных (движение против и по часовой стрелке) направлениях. В результате процесса охлаждения печи с ее верха вниз, интенсивность закручивания пограничного слоя на криволинейных канавках 33 будет более высокой, чем на криволинейных канавках 31 (высота стенки секции превышает ее ширину), что обеспечивает оптимизацию теплообмена наружных листов 28 насадочных секций 10-12, а это, как следствие, позволяет осуществлять перерывы между топками печи, при обеспечении нормированного теплового режима, т.к. заданная температура в помещении будет держаться дольше, в силу более полного отбора аккумулированного насадкой и засыпкой тепла за счет завихрения, движущегося турбулентно пограничного потока воздуха в криволинейных канавках 31 и 33.
Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что устраняется образование «застойных зон» в местах изгиба наружных листов секций путем турбулирации - закручивания пограничного слоя движущегося
воздуха, обеспечивает как эффективное аккумулирование тепла в режиме топки печи, так и более полную отдачу тепла в режиме разрядки аккумулятора, что достигается выполнением криволинейных канавок на внутренней поверхности наружных листов секций с вращением образующей по часовой стрелке до изгиба по высоте и - против часовой стрелки до изгиба по ширине стенки секции.