УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА

Область техники, к которой относится полезная модель
Устройство относится к области теплотехники, в частности к конструкции теплотехнического устройства, предназначенного для парообразования, и может быть использовано для оборудования печей бань и саун. Конструкция устройства позволяет использовать различные сочетания температуры и влажности воздуха, создавая режимы мелкодисперсного и классического пара.
Уровень техники
Известно устройство «Печь для бани «Надежда» (патент на изобретение № 2076277), содержащее металлический корпус, в котором размещены топка, зольник, дымоход и каменка, в виде емкости с теплоемким материалом и дверкой для выхода пара, в емкости, заполненной теплоемким материалом, располагается патрубок для подачи жидкости, выполненный в виде трубы с отверстиями на конце, проходящей вглубь теплоемкого материала. От соприкосновения с нагретым теплоемким материалом жидкость испаряется, и пар, проходя по зигзагообразному проходу, перегревается и перегретым выходит в пространство бани. Образуется перегретый или, так называемый, сухой насыщенный пар. Для обеспечения такого режима нижние слои теплоемкого материала должны быть максимально раскалены.
Известно, что перегретый пар - это пар, температура которого превышает температуру кипения жидкости при давлении, равном давлению перегретого пара. Интенсивный и равномерный теплообменный процесс при подаче жидкости через зигзагообразный проход достаточно сложно регулировать и, следовательно, обеспечивать постоянный температурный режим, обеспечивающий получение перегретого пара. Отверстия, через которые поступает жидкость, могут быть перекрыты теплоемким материалом.
Известно устройство «Печь для бани» (патент на изобретение № 2598274), содержащее металлический корпус с встроенной каменкой. Каменка снабжена загрузочной нишей с дверцей. На дне ниши установлена воронка для воды с капельницей и патрубком, свободный конец которого выведен в нижнюю часть каменки в толщу ее теплоемкого материала.
Для создания пара открывают дверцу ниши и льют воду на разогретые камни ковшом или капельным путем через воронку, капельницу и патрубок, подают воду в толщу камней каменки. Капли воды при соприкосновении с камнями испаряются, и каменка переходит в режим парогенерации. Режим парогенерации (получения перегретого «легкого» пара) регулируется управлением проходного сечения капельницы с помощью рычага, выведенного на переднюю панель кожуха печи. При этом отверстие, через которое поступает жидкость, может быть перекрыто теплоемким материалом. При подаче воды через открытую дверцу ниши, брызги горячей воды могут обжечь человека.
Известно также устройство «Печь-каменка» (патент на полезную модель № 195621), взятое за ближайший аналог, включающее внутреннюю каменку в верхней части устройства, верхняя плита верхнего корпуса которого имеет два отверстия, к которым изнутри крепятся равновеликие трубы, проходящие через соосные отверстия верхней плиты внутренней каменки, не доходящие до нижней плиты внутренней каменки, а снаружи к трубам крепятся воронки для подачи воды во внутреннюю каменку. К нижним концам труб крепятся лопатки с отверстиями небольшого диаметра для равномерного распределения поступающей сверху воды по поверхности теплоаккумулирующих элементов. Устройство позволяет получать различные режимы в парной, одним из которых является режим мелкодисперсного пара - режим особого, легкого пара, получаемого при подаче воды через воронки и трубы во внутреннюю каменку. Регулирование режима парообразования устройства обеспечивается при помощи совместного с внутренней каменкой отверстия на боковой поверхности верхнего корпуса устройства со съемной крышкой и с соплом для выхода мелкодисперсного пара. Для эксплуатации печи в режиме мелкодисперсного пара съемная крышка устанавливается вплотную к боковой поверхности верхнего корпуса устройства, без зазора.
К недостаткам конструкции можно отнести неравномерное распределения поступающей сверху воды по высоте внутренней каменки. При подаче воды через воронки, брызги горячей воды могут обжечь человека.
Техническая задача - улучшение потребительских свойств устройства.
Техническим результатом является улучшение конструкции устройства, обеспечивающее оптимальное получение мелкодисперсного пара, сопровождающееся характерным звуковым сопровождением.
Конструкция устройства создана на основе экспериментов и является оптимальной для обеспечения эффективности процесса теплообмена и формирования перегретого пара, обеспечения технологичности производства. Простота конструкции позволяет существенно сократить время монтажа устройства и его обслуживания.
Раскрытие сущности полезной модели
Основными элементами устройства являются закрытый металлический корпус в форме компактной вертикально-ориентированной призмы, например шестигранной, или иного объемного многогранника, или, например, цилиндра, внутрь которого укладывают теплоаккумулирующие элементы, например камни, сверху расположены два отверстия, куда вставляют выступающие наружу разновеликие трубы круглого или квадратного сечения с воронками для подачи воды. Внутри труб, ниже воронок, уложена скрученная в рулон мелкоячеистая металлическая сетка для предотвращения обратного выброса горячей воды или «тяжелого» пара, к нижним концам труб под некоторым углом приварены лопатки с отверстиями малого диаметра, обращенные к центру, для равномерного распределения поступающей сверху воды лишь по поверхности теплоаккумулирующих элементов, а не на стенки корпуса устройства. Трубы имеют разную длину: более короткая распределяет воду в верхней части теплоаккумулирующих элементов, более длинная - в нижней части. На боковой поверхности корпуса расположено отверстие со съемной крышкой, служащее для закладки внутрь теплоаккумулирующих элементов и обслуживания устройства. Для выхода мелкодисперсного пара из устройства съемная крышка имеет несколько небольших горизонтально расположенных узких прорезей, например две прорези с закругленными краями, закрытых П-образным соплом, обращенным открытой стороной вверх или вниз, под острым углом к стенке емкости, которое защищает, помимо прочего, при использовании устройства, например, совместно с внешней каменкой, от перекрывания выхода пара через прорези устройства теплоаккумулирующими элементами с внешней стороны.
Простая схема подачи воды к теплоаккумулирующим элементам обеспечивает быстрое и равномерное получение и выход пара без необходимости частого регулирования процесса и применения дополнительных рычагов и сложных внутренних приспособлений. Особая форма прорезей в съемной крышке устройства в совокупности с П-образным соплом и другими конструктивными особенностями устройства обуславливает, помимо прочего, получение характерного звукового сопровождения работы устройства, что выделяет данную конструкцию для потребителя, создавая оригинальный звук «вьюги», настраивая потребителя на отдых и обеспечивая релаксацию в процессе получения водных процедур.
Краткое описание чертежей
Сущность технического решения поясняется следующими чертежами
Фиг. 1 - Общий вид устройства.
Фиг. 2 - Съемная крышка с соплом.
Устройство состоит из металлического корпуса 1 (фиг. 1) в форме вертикально-ориентированной призмы или цилиндра, закрытой со всех сторон, на верхней поверхности корпуса имеются два отверстия, куда вставлены разновеликие трубы 2, несколько выступающие наружу. Внутрь каждой из труб 2 уложена металлическая сетка 3, скрученная в рулон, сверху труб вставлены воронки 4. К нижним концам труб приварены под некоторым углом лопатки 5 с отверстиями малого диаметра, обращенные к центру корпуса устройства. На боковой поверхности корпуса 1 расположено отверстие со съемной крышкой 6, которая может крепиться, например, с помощью приваренных изнутри болтов 7 и гаек-барашков 8 или иным способом.
Съемная крышка 6 (фиг. 2) имеет узкие горизонтально-ориентированные прорези 9 на некотором расстоянии друг от друга. Вырезы прикрывает П-образное сопло 10, расположенное под острым углом к боковой поверхности.
Осуществление полезной модели
Устройство работает следующим образом.
Внутрь корпуса устройства через боковое отверстие укладывают теплоаккумулирующие элементы так, чтобы они не перекрывали прорези на съемной крышке, например, используя для закладки вблизи прорезей крупные кусковые теплоаккумулирующие элементы. Для получения мелкодисперсного пара съемная крышка плотно закрепляется на устройстве. На нагретые до высоких температур теплоаккумулирующие элементы подают воду через воронки, расположенные в верхней части корпуса устройства. Вода проходит через трубы, металлическую сетку и отверстия лопаток и распределяется через короткую трубу равномерно по поверхности теплоаккумулирующих элементов, расположенных в верхней части устройства, через длинную - расположенных в нижней части устройства. Попадая на хорошо разогретые теплоаккумулирующие элементы, окружённые нагретыми поверхностями закрытого корпуса устройства, вода взрывается с характерным хлопком. Горячий воздух с каплями воды устремляется вверх, но в закрытом пространстве сталкиваясь с горячей поверхностью корпуса устройства, дополнительно раскаляется от его стенок и воздуха между теплоаккумулирующими элементами, при этом производя повторные «микрохлопки». Водяные частицы становятся все более мелкими, из-за перепада давления внутри, и снаружи устройства перегретый пар с большой скоростью вылетает через узкие прорези наружу с характерным звуковым сопровождением. Создается так называемый «мелкодисперсный пар». Пар на выходе становится легким, «невидимым».
При плотно прижатой съемной крышке на выходе из устройства пар получается «мелкодисперсным», при неплотном прижатии съемной крышки получается «классический» пар. Плотно прижатая съемная крышка устройства в совокупности с особой формой прорезей в ней, закрытых П-образным соплом, иные конструктивные особенности устройства обуславливают, помимо прочего, получение характерного звукового сопровождения работы устройства.