БАННЫЙ ЧАН С ВОДЯНЫМ КОНТУРОМ

Устройство может применяться в промышленных или бытовых системах нагрева, например, при нагревании воды в банном чане.
За прототип принято устройство для нагрева жидкости (патент RU 196073, 14.02.2020), содержащее внешний корпус, камеру для нагрева и полость. Однако конструктивное выполнение печей в представленных выше устройствах, не обеспечивает достаточной безопасности и увеличения срока службы при их эксплуатации.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в увеличении срока эксплуатации полезной модели.
Технический результат заключается в предотвращении деформации полезной модели, и как следствие в увеличении срока ее эксплуатации.
Изменения температуры вызывают расширение или сокращение конструкционных материалов, в результате чего в них возникают температурные деформации и температурные напряжения.
Под пользователем понимается человек или группа людей, использующая печное устройство по назначению.
Устройство для водных процедур содержит печь соединенную с резервуаром, снабженным отверстиями. Печь состоит из внешнего корпуса, камеры горения и зольной камеры, содержит полость, деталь для закрывания камеры горения, запирающий компонент.
Внешний корпус устройства выполнен из нержавеющей стали. Корпус представляет собой кожух, который защищает камеру горения и зольную камеру от получения внешних механических повреждений в процессе эксплуатации устройства. Также внутренняя часть корпуса образует полость внутри печи.
Камера горения (топка печи) предназначена для нагрева жидкости в полости печи, процессом передачи тепла при сжигании в камере горючих топливных материалов, например, дров, угля или горючих материалов состоящих из химических соединений. Камера горения установлена во внутреннем пространстве внешнего корпуса устройства. Камера может быть зафиксирована в корпусе с помощью пазового соединения, склепки, сварного соединения или с помощью любой известной в уровне техники сборочной операции. Внешняя часть корпуса камеры горения образует полость внутри устройства. Камера горения состоит из корпуса, внутри которого образовано пространство. Камера горения может быть выполнена из жаропрочного материала, например из чугуна, стали или других известных сплавов металлов. Габаритные размеры камеры горения меньше, чем площадь внутреннего пространства корпуса устройства, что позволяет установить ее внутри корпуса, таким образом, между внешним корпусом и камерой горения образуется полость. Расположение камеры горения внутри внешнего корпуса позволяет защитить ее от воздействия внешней агрессивной среды.
Полость предназначена для ее заполнения жидкостью в процессе эксплуатации устройства. Полость может быть расположена между внешним корпусом и камерой горения, так как стенки внешнего корпуса и камеры горения расположены на расстоянии друг от друга. Также полость может быть расположена между камерой горения и днищем резервуара. В полости может быть выполнен канал для выхода пара, что позволяет регулировать давление и температуру между корпусом и камерой горения. Полость является буфером между камерой горения и внешним корпусом, в результате исключается деформация и разрушение корпуса устройства от прямого воздействия огня или от раскаленного корпуса камеры горения, также обеспечивается сохранение первоначального внешнего вида устройства в результате отсутствия окислов, нагара и следов деформации на стенках корпуса.
Зольная камера (поддувало) расположена во внутреннем пространстве внешнего корпуса устройства. Зольная камера может быть зафиксирована в корпусе с помощью пазового соединения, склепки, сварного соединения или с помощью любой известной в уровне техники сборочной операции. Зольная камера состоит из корпуса, внутри которого образовано пространство. Зольная камера выполнена из жаропрочного материала, например из чугуна или стали или других известных сплавов металлов. Зольная камера отделена от камеры горения перегородкой, например, выполненной в виде колосниковой решетки. Зольная камера снабжена дверцей, которая содержит рукоятку и задвижку или засов.
Запирающий компонент может быть выполнен из любого металла, например, из чугуна или стали. Запирающий компонент может быть выполнен в виде защелки, задвижки, засова, крючка, паза или навеса. Запирающий компонент может быть установлен в любом месте устройства, например, на защитной детали, на камере горения или на корпусе устройства. Запирающий компонент может состоять из двух частей, разнесенных в пространстве и размещенных на устройстве. Например, одна часть запирающего компонента может быть установлена на детали для закрывания камеры горения, а вторая часть установлена на корпусе печи.
Защитная деталь для закрывания камеры горения расположена со стороны зоны загрузки горючих материалов для розжига печи (с внешней стороны). Деталь для закрывания камеры горения может быть снабжена запирающим компонентом. Деталь для закрывания камеры горения может быть изготовлена из чугуна, стали, сплавов металлов или из жаропрочного стекла. Деталь для закрывания камеры горения может закрывать камеру как полностью, так и частично, например, с образованием зазоров. Деталь для закрывания камеры горения может быть закреплена как к внешнему корпусу устройства, так и к камере горения. В качестве крепления может быть использовано, например, шарнирное крепление, крепление с помощью петель, пружинное или другое известное из уровня техники крепление. Запирающий компонент может быть прикреплен к детали для закрывания камеры горения, например, с помощью сварного соединения или склепки. Деталь для закрывания камеры горения может открываться/закрываться в любую из четырех сторон - вверх, вниз, вправо, влево. Деталь для закрывания камеры горения может быть выполнена, например, в виде дверцы, заслонки, створок, рольставни. Во время эксплуатации устройства, камеру горения закрывают с помощью закрывающей детали, при этом фиксация детали в закрытом положении осуществляется с помощью запирающего компонента. Это позволяет исключить неконтролируемое открывание камеры горения во время процесса горения материалов. Произвольное открывании камеры может проявляться, например, при порывистом ветре, либо при физическом воздействии смещенных поленьев на закрывающую деталь изнутри камеры.
Таким образом, запирающий компонент позволяет надежно зафиксировать защитную деталь в закрытом положении, что исключает попадание языков пламени из камеры горения на корпус устройства. В результате исключается деформация стенок корпуса печи. Вода в полости нагревается равномерно, и соответственно теплоотдача на корпус печи также происходит равномерно, без перепада температур, что существенно, например, при эксплуатации устройства в зимнее время на открытом воздухе. При этом также сохраняется первоначальный внешний вид корпуса устройства.
Резервуар (чан) необходим для заполнения его жидкостью, и размещения в нем людей. Резервуар соединен с печью. Резервуар снабжен отверстиями для поступления в него жидкости из полости печи или обратной передачи жидкости в полость печи. Нагретая вода из полости печи поступает напрямую через отверстия в резервуар, в результате отсутствует необходимость сопряжения большой поверхности днища резервуара с раскаленным корпусом печи, при этом вода из полости печи равномерно заполняет резервуар, что предотвращает деформацию днища и стенок резервуара от высоких температур.
В различных вариантах выполнения, устройство может иметь множество полостей, содержать дымовую трубу, штуцер (фитинг) для подключения запорной арматуры и слива воды. Отверстия могут быть выполнены в днище или обечайке резервуара. Загрузка топлива может осуществлять в камеру горения через верхнюю часть корпуса печи или камеры горения. Корпус устройства может иметь форму разных геометрических фигур, например, овал, многоугольник или прямоугольник. Камера горения может иметь вид разных геометрических фигур, например, круглую, цилиндрическую или прямоугольную форму. При этом размеры камеры и ее форма выбираются исходя из эффективности использования устройства. Камера горения может содержать электрический или газовый нагревательный элемент. Элементы устройства могут быть выполнены из любого материала, любых размеров и форм. Дверцы камеры горения и зольной камеры могут быть снабжены рукоятками. Преимущественно для изготовления устройства применяется материал, изготовленный из металла. Конструктивное расположение элементов устройства по отношению друг к другу также может изменяться в зависимости от выполнения устройства. Деталь для закрывания камеры горения может быть снабжена рукояткой. В качестве нагреваемой жидкости может быть использована пресная или морская вода, эфирные масла или травяная настойка и т.п.
При сборке устройства во внутренне пространство корпуса устанавливают камеру горения и соединяют ее с корпусом с помощью сварного соединения. Между корпусом и камерой образуется полость, которая может быть заполнена водой через соединенный с верхней частью корпуса печи резервуар или же через фитинг, установленный в корпусе устройства. Во время растопки печи доступ к камере горения закрывается с помощью защитной детали, снабженной запирающим компонентом для фиксации защитной детали в закрытом положении. При необходимости добавления поленьев в камеру горения, пользователь переводит запирающий компонент в свободный режим «открыто», отводит в сторону защитную деталь, производит необходимые манипуляции в камере горения, после этого снова закрывает камеру горения защитной деталью и переводит запирающий компонент в рабочий режим «закрыто».
Перед использованием печи, ее полость заполняют жидкостью. В камеру горения загружают сухие поленья, после этого закрывают ее с внешней стороны защитной деталью и для предотвращения непроизвольного открывания камеры горения деталь фиксируют в закрытом положении с помощью запирающего компонента, фиксация может быть осуществлена как к корпусу печи, так и к корпусу камеры горения.
Пример: В камеру горения загружают поленья, загрузочную зону камеры горения закрывают дверцей. Дверцу фиксируют в закрытом положении с помощью установленной на ней задвижки.
Пример: В камеру горения загружают поленья, загрузочную зону камеры горения закрывают створками. Створки фиксируют в закрытом положении с помощью установленного на корпусе печи засова.
Для увеличения воздушной тяги, дверцу зольной камеры приоткрывают, оставляя необходимый зазор для поддержания горения поленьев. Нагретая в полости печи вода поступает в резервуар через расположенные в нем отверстия, и равномерно заполняет резервуар. Когда вода в резервуаре нагрета до приемлемой температуры, можно проводить водные процедуры. Дым из камеры горения выходит наружу через дымовую трубу. Вода может быть слита через штуцер, установленный в печи или резервуаре.
Таким образом, конструктивное выполнение полезной модели позволяет достигнуть технического результата методом увеличения срока эксплуатации устройства, защитив конструктивные части устройства от воздействия высоких температур и открытого огня исходящего из камеры горения. При этом исключается:
- деформация частей устройства;
- образование окислов на поверхности металла;
- структурное изменение, сопровождающееся изменением физико-химических и механических свойств материала устройства.