ПЕЧЬ БАННАЯ С ЗАКРЫТОЙ КАМЕНКОЙ

Полезная модель относится к печам, предназначенным для установки в банях и саунах, для нагрева и поддержания необходимой температуры и влажности в парильном помещении.
Известна банная печь, которая содержит корпус с топкой, имеющей у ее задней стенки канал подачи воздуха на дожигание, колосником, зольником, закрытую каменку в виде емкости для теплоаккумулирующей загрузки с устройствами для подачи воды и выхода пара, и патрубок для соединения с дымоходом, нижняя часть канала подачи воздуха на дожигание выполнена в виде открытого нижним концом в полость корпуса печи под зольником П-образного профиля, стойки которого контактируют с задней стенкой корпуса печи с образованием с внешних их сторон каналов для удаления дымовых газов, а полка верхнего торца этой части П-образного профиля имеет отгиб внутрь топки, на который опирается емкость для теплоаккумулирующей загрузки, причем задняя стенка упомянутой емкости образует с задней стенкой корпуса печи верхнюю часть канала подачи воздуха на дожигание, выходящую в полость между верхней стенкой емкости для теплоаккумулирующей загрузки и верхней горизонтально расположенной частью корпуса печи, а под емкостью для теплоаккумулирующей загрузки со стороны ее передней стенки корпус печи имеет козырек, расположенный над частью колосника. Устройство для подачи воды и выхода пара и патрубок для соединения с дымоходом расположены на внешней верхней горизонтальной поверхности корпуса топки последовательно в направлении движения дымовых газов, при этом устройство для подачи воды в емкость для теплоаккумулирующей загрузки расположено концентрично устройству для выхода пара и имеет заливную воронку, сообщенную с размещенным в емкости для теплоаккумулирующей загрузки перфорированным трубопроводом, а устройство для выхода пара имеет поворотную шиберную заслонку. Банная печь снабжена съемно закрепленным к ней решетчатым ограждением, образующим с корпусом печи внешнюю каменку (RU 209158 U1 опубл.03.02.2022).
Известна банная печь, включающая корпус, камеру сгорания, выносной топливный канал, зольный ящик, колосниковую решетку, закрытую каменку, при этом, печь состоит из двух частей, а именно - корпуса и камеры сгорания полусферической формы с ребрами жесткости, соединенных между собой болтами через термостойкий уплотнительный жаростойкий шнур, выносной топливный канал выполнен сужающимся при переходе в камеру сгорания и соединен с ней болтами, закрытая каменка встроена в центр печи между камерой сгорания и корпусом и выполнена шестиугольной формы с жаропрочными пластинами снаружи, с отверстиями на передней и задней стенках для выхода пара и люком для закладки камней, печь также содержит открытую каменку с патрубком дымохода, имеющую утолщенное дно, поверхность печи имеет ребра жесткости шириной 25 мм, при этом закрытая каменка выполнена из жаропрочной нержавеющей стали, колосниковая решетка, корпус и камера сгорания выполнены чугунными (RU 209373 U1, опубл.15.03.2022).
Наиболее близкой из известных является банная печь содержит топку, горизонтальное основание с ножками, портал с дверкой, переходник, колосниковую решетку, рамку под колосниковую решетку, рассекатель пламени, каменку, в которой выполнено круглое отверстие для прикрепления стартовой трубы, смещенное к краю каменки, при этом каменка выполнена с расположенным сверху ложем для камней и вертикальными стержнями для увеличения площади соприкосновения с камнями. Кроме того, печь состоит из сборно-разборных модулей: топки, корпуса и каменки соответственно, где модуль корпуса выполнен из двух секций верхней и нижней. При этом горизонтальное основание и модули выполнены с возможностью вертикального соединения снизу вверх между собой посредством соединения шип-паз выполненного на верхних и нижних сторонах модулей. Нижняя секция модуля корпуса и модуль топки выполнены в виде цилиндрических корпусов с открытым с боковой стороны сегментом для подсоединения портала с дверкой. Модуль каменки выполнен в виде чугунного цилиндрического корпуса, с расположенными сверху углублениями в виде воронок, создающих соответствующие выступы снизу каменки для их контакта с пламенем, служащими для ускорения нагрева каменки, и установленного на верхний модуль корпуса с возможностью его вращения для смещения расположения дымохода. Внутри модуля топки расположена рамка под колосниковую решетку, на которую с двух боковых сторон установлены воздушники, для вторичного дожига газов, проходящие до рассекателя, с возможностью обеспечения подачи воздуха под модуль каменки. На внутренней стороне верхней секции модуля корпуса расположено четыре выступа для размещения на них рассекателя пламени, выполненного с возможностью разделения пламени на три потока, направляя их сначала к стенкам корпуса, а далее вдоль модуля каменки к выходу дымохода. При этом дверка выполнена с нижней и верхней заслонками подачи воздуха для обеспечения обдува стекла с двух сторон. Печь дополнительно содержит по меньшей мере одно наборное кольцо, установленное на модуль каменки и образующее емкость для засыпки камней. Конвекционные ребра выполнены в виде расположенного посередине вдоль цилиндрической части конвекционного ребра-выступа, сверху и снизу которого в шахматном порядке расположены вертикальные конвекционные ребра. Модуль каменки дополнительно снабжен сверху люком. На люке расположена дверца для поддачи воды. На дверце для поддач воды расположена заслонка для регулировки выхода пара. При этом в люке расположена как минимум одна воронка для подачи воды на теплоаккумулирующую загрузку или камни. К воронке присоединена, по меньшей мере, одна трубка с перфорацией ведущая на нижние уровни загрузки каменки для распределения воды  (RU 2763491 С1, опубл. 29.12.2021).
Известные конструкции банных печей  не обеспечивают требуемой долговечности и надежности эксплуатации  при обеспечении их стабильной теплоотдачи в процессе длительной эксплуатации, поскольку эффективность парообразования  значительно снижается из-за закоксовывания сажей отложения частиц продуктов горения на стенках  емкости для образования пара.
Технический результат заключается в стабильности и эффективности парообразования банной печи при длительной ее эксплуатации за счет предотвращения закоксовывания внешней поверхности каменки.
Достигается это тем, что банная печь с закрытой каменкой, включает  корпус наборный по его высоте из  чугунных колец, связанных между собой соединением шип-паз и соединенных герметиком и болтовыми соединениями через проушины, верхняя часть корпуса образована плитой, имеющей патрубок дымохода, отверстие для загрузки камней в выполненную из нержавеющей стали каменку, парогенераторы и отверстия для леек парогенераторов, а также топку и дверцу, при этом  кольца корпуса выполнены с дискретно расположенными по внутреннему периметру дугообразными полками, образующими с боковой поверхностью каменки, размещенной между ними и зафиксированной посредством упоров, расположенных на ее боковой поверхности, лабиринтные каналы для прохода продуктов горения, причем нижняя поверхность каменки выполнена  с наклонными к боковой поверхности корпуса плоскостями, образующими  клиновой рассекатель пламени, а расположенная под патрубком дымохода верхняя поверхность каменки на участке до отверстия для загрузки камней также имеет  наклонную к  вертикальной оси корпуса поверхность. При этом, наклонные поверхности клинового рассекателя и  наклонная верхняя поверхность каменки смещены друг относительно друга на угол 90о с образованием каменкой зуба-отбойника. Образующие лабиринтные каналы полки колец  расположены по высоте корпуса в шахматном порядке, причем суммарная длина полок кольца превышает  сумму расстояний между ними. А парогенераторы для подачи воды на камни и получения высокодисперсного пара установлены внутри каменки на разных высотах над разными наклонными поверхностями ее нижней части.
Существенность признаков технического решения определена их причинно-следственной связью с техническим результатом. Так, выполнение  корпуса наборным из чугунных колец позволяет образовать с помощью дискретно расположенных  на их внутреннем периметре полок лабиринтные каналы, которые обеспечивают за счет увеличения длины прохода газообразных продуктов горения  у боковой стенки корпуса стальной каменки максимальную теплоотдачу размещенной в ней загрузке, а наклонные поверхности в нижней части каменки обеспечивают равномерное распределение тепловых потоков по поверхности каменки, исключая закоксовывание ее стенок по их внешней поверхности. Равномерный зазор между стенками каменки и внутренними стенками корпуса печи обеспечивается наличием упоров на корпусе каменки, что создает равномерный поток горячих дымовых газов и не позволяет осаждаться на ее стенки продуктам горения. Наличие расстояний между дискретно расположенными  по внутреннему периметру колец полками обеспечивает перемещение горячих газов к патрубку дымохода, разделяя восходящие их потоки для охвата всей поверхности каменки, а организации направленного отвода отдавших большей частью тепло каменке горячих газов в дымоход служит наклонная к  вертикальной оси корпуса поверхность, расположенная под патрубком дымохода верхняя поверхность каменки на участке до отверстия для загрузки камней, что увеличивает скорость истечения продуктов горения в верхней части каменки, предотвращая закоксовывание и ее верхней поверхности.  Дополнительно улучшает заявленный технический результат то, что наклонные поверхности клинового рассекателя и  наклонная верхняя поверхность каменки смещены друг относительно друга на угол 90° с образованием каменкой зуба-отбойника. Этим увеличивается путь прохождения горячих газов, в результате чего взвешенные в них частицы выпадают в зазоры между дискретно расположенными полками, не влияя тем самым на процесс закоксовывания поверхности каменки. Оптимальная величина смещения  наклонных поверхностей клинового рассекателя и  наклонной верхней поверхности каменки друг относительно друга составляет 90°, т.к. в этом случае обеспечивается равномерность тепловых потоков горячих газов. Такое расположение позволяет каменке выполнять в печи функцию зуба-отбойника.
На фиг. 1 представлен общий вид печи банной с закрытой каменкой;
На фиг.2 – вид  печи спереди;
На фиг.3 – вид печи сбоку;
На фиг.4 – вид печи  сверху;
На фиг.5 –  каменка, вид спереди;
На фиг.6 –  каменка, вид  сбоку;
На фиг.7 – каменка, вид снизу;
На фиг.8 – кольцо корпуса с полками;
На фиг.9 –сечение по А-А  на фиг.8.
В процессе производства элементов данной конструкции применён высококачественный чугун, толщина стенок комбинированная и составляет от 8 до 14 мм, что позволяет получить высокотехнологичную конструкцию с улучшенным КПД. Банная печь с закрытой каменкой 1, включает  корпус наборный по его высоте из  чугунных колец 2. Кольца 2 связаны между собой соединением шип-паз (фиг.1) и соединены между собой огнестойким герметиком и стянуты болтовыми соединениями через проушины. Верхняя часть корпуса образована плитой 3, имеющей патрубок 4 дымохода, закрываемое перфорированной крышкой отверстие для загрузки камней 5 в выполненную из нержавеющей стали каменку 1, и отверстия для леек 6 парогенераторов, а также топку и дверцу 7. Кольца  2 корпуса выполнены с дискретно расположенными по внутреннему периметру дугообразными полками 8, образующими с боковой поверхностью каменки 1, размещенной между ними и зафиксированной посредством упоров 9, расположенных на ее боковой поверхности лабиринтные каналы для прохода продуктов горения. Нижняя поверхность каменки 1 выполнена  с наклонными к боковой поверхности корпуса плоскостями 10 и 11, образующими, предпочтительно  V-образный клиновой рассекатель пламени. Расположенная  под патрубком дымохода верхняя поверхность каменки 1 на участке до отверстия 4 для загрузки камней также имеет  наклонную к  вертикальной оси корпуса поверхность 12. Наклонные  поверхности  10 и 11 клинового рассекателя и  наклонная верхняя поверхность  12 каменки смещены (фиг.1 и фиг.6) друг относительно друга на угол 90о с образованием каменкой зуба-отбойника. Образующие лабиринтные каналы полки 8 колец 2  расположены по высоте корпуса в шахматном порядке (фиг.8 и фиг.9), суммарная длина полок 8 кольца превышает (фиг.8) сумму расстояний между ними. А парогенераторы для подачи воды на камни и получения высокодисперсного пара установлены внутри каменки 1 на разных высотах над разными наклонными поверхностями ее нижней части (фиг.1).
В процессе работы печи горячие газы, проходя  по лабиринту между расположенными в шахматном порядке полками 8 и стенкой каменки 1, осуществляют ее интенсивный нагрев.  Выбранная схема движения горячих газов совместно с другими находящимися в них продуктами горения, не позволяет осуществляться коксообразованию на внешних стенках каменки, чему способствует также выполнение распределяющих потоки дымовых газов наклонные  поверхности  10 и 11 клинового рассекателя и  наклонная верхняя поверхность  12 каменки 1.
Эффективность работы выполненной таким образом каменки проверена испытаниями. Кроме того, возможно регулирование высоты печи путем изменения количества колец 2 при необходимости изменения объема каменки, что позволяет выпускать унифицированные банные печи различных типоразмеров.