ПЕЧЬ-КАМЕНКА ДРОВЯНАЯ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Устройство относится к области теплотехники, в частности к конструкции теплотехнического устройства, предназначенного для отопления и парообразования, и может быть использовано для оборудования бань и саун.
Уровень техники.
Известно устройство «Банная печь» (патент на полезную модель РФ № 130046, класс МПК F24B 1/185 (2006.01), опубл. 10.07.2013), содержащее корпус и кожух, кожух выполнен в виде решетки, сетки или перфорированного листа в форме фигуры подобной массивному конусу или многограннику из группы: параллелепипед, призма, пирамида, при этом вершина фигуры направлена вниз. Дно кожуха может находиться не ниже уровня пода печи. Тепло от топки воздействует на камни. При этом, на нижние камни поступает меньше тепла, чем на верхние. Недостатком такого устройства является недостаточная защита от жесткого инфракрасного излучения, меньшая устойчивость конструкции, отсутствие возможности устанавливать разные режимы работы, например, режима мелкодисперсного пара.
Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков, которое принято в качестве прототипа, является устройство «Печь-сетка банная» (Руководство по эксплуатации: https://1000pechi.ru/image/catalog/Dlya_bani_i_saunyi/Drovyanyie_pechi/Termofor/SayanyXXL/rukovodstvo_sayany.pdf), содержащее топочную камеру с выносным топливным каналом, дверкой и колосниковой решеткой в нижней части топочной камеры, зольник с выдвижным зольным ящиком.
Недостатками такого устройства являются отсутствие возможности устанавливать разные режимы работы, например, режима мелкодисперсного пара (печи Саяны Мини и Саяны различной модификации), большое количество используемого теплоаккумулирующего материала (печи Саяны и Саяны XXL 2015 различной модификации), невозможность обеспечения различных режимов подачи пара, сложность замены камней внутренней каменки (печи Саяны XXL 2015 различной модификации).
Раскрытие сущности полезной модели.
Устройство относится к области теплотехники, в частности, к конструкции теплотехнического устройства, применяемого в парильных и смежных помещениях бани, и предназначено для отопления и парообразования. Конструкция устройства позволяет использовать различные сочетания температуры и влажности воздуха, создавая режимы мелкодисперсного пара, классического пара и режим сауны (при работе устройства без подачи воды).
Устройство представляет собой металлический корпус, верхняя часть которого выполнена в виде шестигранного параллелепипеда, внутри которого находится внутренняя каменка. Съемная крышка отверстия, расположенного на боковой поверхности верхней части устройства позволяет открыть доступ к внутренней каменке и служит ограничителем выхода мелкодисперсного пара. Нижняя часть устройства содержит топку и радиатор, закрытые металлическим защитным кожухом в виде цилиндра, из которого выступает топливный канал с дверкой на его конце. Длина топливного канала позволяет осуществлять топку печи из смежного помещения.
Устройство имеет внешнюю каменку, внешняя поверхность которой образована пластинчатыми металлическими элементами, расположенными радиально и равномерно по периметру устройства на некотором расстоянии друг от друга, куда укладываются камни, обеспечивающие защиту от жесткого инфракрасного излучения и являющиеся источником так называемого «мягкого» тепла.
Сверху у внутренней каменки имеется герметичная крышка, из которой выступают котловой патрубок и воронки для подачи воды во внутреннюю каменку. Крышка имеет форму шестигранника с лепестками на вершинах трех углов шестиугольника для крепления сваркой обечайки с прорезями, служащей для крепления пластинчатых элементов устройства. Защитный кожух также имеет прорези в верхней его части и на его цилиндрической поверхности для крепления пластинчатых элементов устройства. Конструкция пластинчатых элементов устройства имеет небольшой уклон кверху, что придает конструкции устройства конусообразный вид и обеспечивает ее дополнительную устойчивость. Суммарное количество теплоаккумулирующего материала составляет не более 105 кг без ухудшения показателей теплоотдачи устройства.
Круглая разделительная крышка между верхней и нижней частями устройства имеет по периметру два симметрично расположенных ряда узких продольных конвекционных отверстий. Такая конструкция устройства позволяет обеспечивать интенсивный теплообменный процесс по всей поверхности устройства, улучшает конвекцию воздуха между топкой, радиатором и защитным кожухом через конвекционные отверстия. Защитный кожух и камни внешней каменки экранирует жесткое инфракрасное излучение, которое исходит от стенок топки, когда печь сильно раскалена. Внутренняя каменка образует собой мощный парогенератор, регулирование которого обеспечивает съемная крышка отверстия на внутренней каменке.
Конструкция устройства создана на основе экспериментов и является оптимальной для обеспечения эффективности процесса теплообмена, обеспечивает технологичность ее производства и экономию топлива за счет высокого КПД и уровня конвекции горячего воздуха. Простота конструкции позволяет существенно сократить время монтажа устройства, его обслуживание и ремонт. Технический результат: увеличение площади теплоотдачи устройства и повышение эффективности за счет высокого КПД и уровня конвекции горячего воздуха без увеличения габаритов и расхода топлива.
Краткое описание чертежей.
Общий вид и расположение существенных элементов устройства представлены на графическом изображении (фиг. 1). Устройство имеет две каменки: наружную 1 и внутреннюю 2. Отверстие со съемной крышкой 3 для доступа к внутренней каменке, расположено на боковой поверхности верхней части устройства. Регулировка положения крышки 3 осуществляется крепежными винтами 4.
Нижняя часть устройства содержит топку 5 и радиатор 6, закрытые металлическим защитным кожухом 7 в виде цилиндра, из которого выступает топливный канал 8 с дверкой 9 на его конце. Конвекция воздуха между топкой, радиатором 6 и защитным кожухом 7 осуществляется через узкие продольные конвекционные отверстия 10.
Пластинчатые металлические элементы 11 внешней каменки расположены радиально и равномерно по периметру устройства на некотором расстоянии друг от друга. Сверху внутренней каменки имеется шестигранной формы крышка 12 с лепестками, из которой выступают котловой патрубок 13 и воронки 14 для подачи воды на внутреннюю каменку. К лепесткам крышки 12 крепится обечайка 15 с прорезями, служащими для крепления пластинчатых металлических элементов устройства 11. Защитный кожух 7 также имеет прорези в верхней его части и на его цилиндрической поверхности для крепления пластинчатых элементов устройства 11.
Конструкция пластинчатых элементов устройства 11 имеет небольшой уклон кверху, что придает конструкции устройства конусообразный вид и обеспечивает ее дополнительную устойчивость.
Между верхней и нижней частями устройства расположена разделительная крышка 16 с продольными конвекционными отверстиями.
Осуществление полезной модели.
Устройство работает следующим образом. В результате сгорания топлива в топке 5 происходит нагревание теплоаккумулирующего материала во внутренней 2 и внешней 1 каменок устройства. Устройство может работать в режиме интенсивного горения при растопке и наборе температуры и в экономичном режиме при текущей эксплуатации и позволяет получать различные режимы в парной: режим мелкодисперсного пара - режим особого, легкого пара, получаемого при подаче воды через воронки 14 во внутреннюю каменку 2, камни в которой нагреваются до температуры более 400°С; режим русской бани - при подаче воды на внешнюю каменку 1. Внутренняя каменка 2 представляет собой мощный парогенератор. Регулирование режима парообразования устройства обеспечивается при помощи съемной крышки 3. Для эксплуатации печи в режиме мелкодисперсного пара необходимо установить крышку 3 вплотную к стенке внутренней каменки, без зазора. Крепление крышки 3 осуществляется после загрузки камней во внутреннюю каменку 2. Регулировка положения крышки 3 осуществляется крепежными винтами 4. При необходимости доступа к камням, либо при эксплуатации внутренней каменки 2 для получения классического пара, крышку снимают. Загрузка камней во внешнюю каменку 1 производится последовательно: загружается сначала первое кольцо камней по периметру решетки, образованной пластинчатыми элементами 11 устройства, затем следующее и так далее. Форма внутренней каменки в виде шестигранного параллелепипеда обеспечивает более полное и плотное прилегание камней к его поверхности, за счет чего увеличивается площадь теплоотдачи и обеспечивается быстрый нагрев камней. Камни во внешней каменки 1 и защитный кожух 7 ограждают пользователя от жесткого инфракрасного излучения и являются источником так называемого «мягкого» тепла. Решетчатая конструкция внешней каменки обеспечивает эффективность теплоотдачи. Конвекция воздуха осуществляется между топкой 5, радиатором 6 и защитным кожухом 7 через конвекционные отверстия 10, что позволяет обеспечить интенсивный теплообменный процесс всей поверхностью внешней каменки устройства.