ДВЕРЦА ПЕЧНАЯ С ВЫПУКЛЫМ СТЕКЛОМ

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в печах и каминах, работающих на твердом топливе, для обогрева бытовых и производственных помещений.
Известны дверцы в печах и каминах с плоскими и выгнутыми смотровыми окнами.
Общими проблемами для них является обеспечение достаточной жаропрочности стекол за счет применения дорогостоящих
технологий их изготовления, а также создание условий, уменьшающих напряжения в стекле от тепловых деформаций путем конструктивных усложнений и удорожания печей [1].
В качестве прототипа принимаем аналог [2], в котором для уменьшения температуры нагрева стекла каркас дверцы выполнен коробчатой формы и в щель между стеклом и основанием каркаса подается плоская струя наружного воздуха для обдува стекла, чтобы уменьшать его температуру и сдувать копоть с его поверхности.
Эти решения также усложняют и удорожают производство печей и каминов.
В предлагаемой полезной модели представляются технические решения по снижению тепловых напряжений в смотровом стекле, а так же уменьшения степени загрязненности копотью внутренней поверхности стекла.
Следствием этого является снижение стоимости дверцы и печи или камина в целом, а так же повышается комфортность эксплуатации и сокращается трудоемкость очистки стекла от копоти.
Поставленная задача решается тем, что смотровое стекло имеет выпуклую форму, поэтому днище стекла отдалено от огневого очага печи, меньше нагреваясь, и образует дополнительную камеру, в которой циркуляция дымовых горячих газов ограничена.
Кроме того, стоимость жаропрочного стекла уменьшается путем использования в качестве смотрового стекла жаропрочной бытовой стеклянной посуды, которая имеет выпуклую форму и при массовом производстве она на порядок ниже, хотя выпуклая форма сложнее плоской.
На Рис.1 представлена конструктивная схема предлагаемой полезной модели в варианте использования в качестве выпуклого смотрового стекла образца кухонной посуды /«Овальная форма для жаркого»/ с буртиком по всей кромке.
Дверца состоит из рамки 1, закрепленной в стенках печи, металлического каркаса 2, выпуклого стекла 3, декоративной накладки 4, поворотной ручки-замка 5.
Накладка 4 изготавливается из кровельного железа. В середине у нее делается отверстие по размерам меньше периметра буртика стекла так, чтобы кромки отверстия опирались на радиальный переход буртика в боковые стенки стекла. При тепловом расширении стекла кромки отверстия накладки будут скользить по радиальной части буртика стекла, не вызывая дополнительных напряжений в стекле.
Каркас 2 имеет центральное отверстие со ступенчатыми краями. Нижний и верхний края выполнены строго по периметру буртика стекла и они углублены по сравнению с боковыми краями на величину толщины буртика стекла. Таким образом предотвращается вертикальное и горизонтальное перемещение стекла..
Боковые края отверстия сделаны по периметру меньше периметра стекла и поэтому они являются упорной частью каркаса при прижатии стекла к каркасу 2.
Такая ступенчатая поверхность каркаса легко выполняется не только в литье, но и в варианте изготовления его из металлических уголков с толщиной близкой к толщине буртика стекла путем крепления попарно уголков между собой внакладку. Именно такой вариант каркаса представлен на Рис.1
Из рисунка видно, что днище стекла, представляющее его основную массу отдалено от очага горения. Поэтому нагрев его уменьшается.
Кроме того, внутренняя часть стекла образует дополнительную камеру, в которой интенсивность движения газовоздушной смеси меньше чем в камере сгорания печи. За счет этого теплопередача в стекло так же уменьшается.
Дверцы печи, как правило не делаются с герметичным закрытием. В любом случае свежий воздух должен поступать в камеру сгорания. Часть его поступает через поддувало, а частично его количество регулируется приоткрытием дверцы печи вручную, особенно, при розжиге печи, когда создается максимальная дымность и копоть покрывает внутренние поверхности печи.
При наличии дополнительной камеры внутри выпуклого стекла этот поток свежего воздуха создает тепловой затвор, препятствующий поступлению дымных газов внутрь этой камеры. В итоге, кроме снижения нагрева стекла, снижается загрязненность стекла копотью. Этот процесс аналогичен организации теплового затвора в системах отопления помещений, когда нагревательные элементы располагают под окнами, чтобы уменьшить доступ холодного воздуха от окон в помещение.
Варианты организации дополнительной камеры за счет увеличения высоты боковых стенок каркаса 2 и использования плоского стекла приводит к уменьшению угла обзора огневой камеры печи, что понижает комфортность их эксплуатации и сводит к минимуму все преимущества печных дверц со смотровым стеклом.
По предлгаемой модели изготовлены два образца, установленные в кирпичных печах с дровяным отоплением. Они успешно прошли годовую эксплуатацию только с двухкратной легкой очисткой внутренней поверхности стекла. Дверцы не потребовали при установке замены рамки 1, закрепленной в кладке печей. По месту при монтаже были засверлены отверстия под оси для поворотного открытии дверц. Оси также были использованы прежние.
Таким образом, полезная модель обеспечивает снижение стоимости производства и эксплуатации печных и каминных дверц со смотровым стеклом и повышает комфортность эксплуатации, сокращая трудоемкость периодической очитки стекла от копоти.
Использованные источники информации:
1. Ферингер А.П. Патент на изобретение №2414650, «Способ крепления смотрового стекла в дверке», приоритет с 23.06.2009 г.
2. Черноусов А.П., Патент на изобретение №2378580, приоритет с 10.01.2010 г.