ПЕЧЬ ДЛЯ БАНИ

Техническое решение относится к бытовой технике, а именно к нагревательным устройствам, предназначенным для обогрева помещений малогабаритных бань с одновременным получением горячей воды и пара.
Известно техническое решение (Пат. РФ №2062956, МПК F24В 9/00), по которому печь для сауны содержит огражденную кожухом топочную камеру с дымоходом, полость для теплоаккумулирующих элементов, расположенную над сводом топочной камеры, а также съемный бак для воды и теплообменный элемент.
Недостатком является сложная и недостаточно надежная конструкция соединения бака для воды с топочной камерой, значительный перерасход топлива из-за низкого КПД (от 15-до 40%).
Известна также конструкция печи для бани, содержащая топку со сплошным сводом, размещенную над сводом каменку, установленный над каменкой бак для воды и пропущенный сквозь каменку и бак газоход, и пустотелую камеру. Пустотелая каменка примыкает к своду топки или к днищу водяного бака и к своду топки и соединена через посредство вертикальных каналов газохода с полостью топки и дымовой трубы. Оси каналов смещены к противоположным боковым стенкам печи, а проходное сечение камеры больше сечения канала газохода настолько, что скорость газового потока в камере резко падает с образованием вихрей, перемещающихся к другому канала газохода.
При этом, как утверждает заявитель, обеспечивается быстрый нагрев помещения и теплоаккумулирующих элементов каменки, хорошее удерживание тепла, высокая топливная экономичность и пониженная пожароопасность. (Патент РФ №2281433, МПК F24B 9/00).
Однако, данная конструкция печи громоздка и, несмотря на то, что в ней увеличивается время теплообмена между элементами печи и омывающими их газами, двукратное замедление движения газового потока не обеспечивает полную теплоотдачу. Печь имеет также как и предыдущая низкий КПД не более 40%. Кроме того, в данной конструкции печи в топочном пространстве не происходит полное сгорание топлива, а его дожигание происходит в расширительных камерах. Это значительно снижает надежность конструкции и требует усиление конструктивных элементов расширительных камер, что соответственно увеличивает металлоемкость всей конструкции.
Наиболее близким техническим решением является конструкция печи для бани, включающая корпус, огражденный кожухом со съемными панелями различной толщины, повторяющим в сечении форму корпуса, топочную камеру с дымоходом, патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, каменку, предтопочный выносной тоннель, выполненный как одно целое с топкой печи. При этом каменка и верх топки выполнены в виде призмы с сечением трапеции, образуют систему самоочищающихся дымоходов; низ топки имеет форму призмы с сечением трапеции; дымоходные окна в верхе топки выполнены треугольными и расположены со стороны задней стенки топки печи, на верхней части топки в местах нахождения дымоходных окон имеются накладки, отсекатель расположен над топкой со стороны топочного тоннеля и выполнен в форме швеллера, декоративная накладка на рамку предтопочного тоннеля, закрывающая зазоры, выполнена съемной; отбойник П-образной формы на задней стенке топки установлен загнутыми полками горизонтально, что обеспечивает наличие воздушной прослойки между ним и стенкой топки в месте наибольшей вероятности возникновения прогара; дверца топки устанавливается под углом к передней стенке топки, расположенной вертикально, на дверце топки установлен отбойник П-образной формы загнутыми полками горизонтально, препятствуя перегреву дверцы и ручки дверцы топки. Кожух печи выполнен из съемных панелей. За счет съемных панелей печь может быть выполнена различной модификации, обеспечивается правое/левое расположение бака, навешиваемого на печь, модификация изделия под теплообменник, использование навесных и выносных баков одновременно (см. Патент РФ на П.М. №104674, МПК F24В 9/00).
Однако, указанная печь имеет ряд существенных недостатков, не позволяющих обеспечить высокий ее коэффициент полезного действия (КПД). В известной конструкции печи, несмотря на то, что каменка и верх топки выполнены в форме усеченных призм, расположенных навстречу друг другу, не обеспечивается достаточное самоочищение дымоходных каналов. При скатывании несгоревших частиц топлива по наклонной поверхности верха топки и просыпание их в треугольные дымоходные окна между верхом топки и боковыми стенками для догорания, из-за недостатка воздушных поддував в топке печи, происходит зашлаковывание дымоходных каналов топки, требуется постоянная их прочистка. Отбойник П-образной формы на задней стенке топки за счет своей конструкции образует воздушную прослойку и выполняет только защитную функцию для задней стенки топки от прогара.
Кроме того, движение дымогарных газов из топки до патрубка дымохода происходит по траектории с одним изгибом, т.е. газообразные продукты сгорания из топочного пространства через треугольные дымоходные окна в верхе топки через правый и левый дымоходы соединяются в дымоходном канале, отсекатель при этом не влияет на направление движения дымогарных газов, т.к. установлен с противоположной стороны от треугольных дымоходных окон. В связи с этим сокращается время контакта горячих газов с каменкой, соответственно происходит не полная теплоотдача, увеличивается время прогрева каменки.
Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков, повышение КПД печи и обеспечение надежности и долговечности ее работы.
Техническим результатом является совершенствование конструкции печи, обеспечивающее за счет образования дополнительного воздушного продува топочного пространства увеличение теплообмена между газообразными продуктами сгорания топлива и каменкой, соответственно увеличение КПД печи и срока ее службы.
Указанный технический эффект достигается тем, что в известной конструкции печи, включающей корпус, огражденный кожухом со съемными панелями, топочную камеру с дымоходом и патрубком для отвода газообразных продуктов сгорания топлива, каменку, каменка и верх топки выполнены в виде призмы с сечением трапеция и образуют систему самоочищающихся дымоходов, низ топки имеет форму призмы с сечением трапеция, в верхе топки выполнены дымоходные окна треугольной формы, отсекатель, расположенный над топкой, отбойник, укрепленный на задней стенке топки, предтопочный выносной тоннель, дверцу, установленную под углом к передней вертикальной стенки топки, отсекатель, расположенный над топкой, выполнен в виде двух швеллеров, установленных с противоположных сторон патрубка дымохода полками навстречу друг другу, каждый из которых снабжен щелевыми отверстиями, расположенными по диагонали друг к другу и симметрично относительно вертикальной оси патрубка дымохода, а самоочищающиеся дымоходы, образованные каменкой и верхом топки, также снабжены щелевыми отверстиями, расположенными по диагонали с противоположных сторон дымоходов между их наклонными поверхностями и боковыми стенками топки; дымоходные окна треугольной формы, выполненные в верхе топки, расположены в углах большого основания призмы со стороны передней и задней стенок топки; отбойник, укрепленный на задней стенке топки, выполнен П-образной формы с вертикальными боковыми стенками, снабжен прикрепленным к его основанию фигурным соплом переменного сечения и образует на задней стенке топки дополнительный воздушный канал для поддува горения; боковые стенки печи в месте расположения треугольных окон снабжены усилительными накладками.
Конструкция печи для бани схематично поясняется рисунками, где
на фиг.1 изображен общий вид печи;
на фиг.2 вид спереди;
на фиг.3 вид сбоку.
Печь для бани состоит из корпуса 1, огражденного кожухом, с передней 2 и задней 3 стенками и съемными боковыми панелями 4 и 5, топки 6, включающей топочную камеру 7, колосниковую решетку 8, выдвижной зольный совок 9, для прохождения воздуха со стороны передней стенки 2 под зольный совок 9 в передней стенке 2 выполнены отверстия 10, предтопочный тоннель 11 и дверцу 12. Верх 13 и низ 14, топочной камеры 7 имеет форму призмы с сечением трапеция. Для отвода газообразных продуктов сгорания топлива в дымоходную трубу топка имеет дымоходный патрубок 15. Над верхом 13 топочной камеры 7 распложена каменка 16, основание которой также как и верх 13 топочной камеры 7 топки, выполнено в форме трапеции. Верх 13 топочной камеры 7 и низ каменки 16 образуют систему самоочищающихся дымоходов 17. Дымоходные каналы со стороны боковых стенок имеют инжекционные щели 18, расположенные по диагонали относительно друг друга. В верхе 13 топочной камеры 7 со стороны передней 2 и задней 3 стенки топки расположены треугольные дымоходные окна 19. Над топкой расположен отсекатель 20, выполненный в виде двух швеллеров, установленных с противоположных сторон дымоходного патрубка 15 и расположенных полками навстречу друг другу. В швеллерах отсекателя 20 выполнены щелевые отверстия 21, расположенные по диагональному принципу. Топочная камера 7 снабжена отбойником П-образной формы 22, закрепленным к задней стенки 3 топочной камеры 7 своими вертикальными боковыми стенками и образует дополнительный канал для прохождения воздуха 23. К основанию отбойника 22 прикреплено фигурное сопло переменного сечения 24. Верх 13 и боковые стенки топочной камеры 7 в месте расположения треугольных окон 19 снабжены усилительными накладками.
Печь работает следующим образом.
Принцип работы заявляемой печи, как у любой классической печи, основан на разнице в давлении, создаваемом воздушным столбом у топки и в устье дымохода. Эта разница обеспечивает движение воздушных масс снизу (отверстие под зольник - совок) и вверх (устье дымохода) даже при незажженном топливе в топке.
Через дверцу 12 на колосниковую решетку 8 топочной камеры 7 укладывается твердое топливо, например, дрова, открываются воздушные отверстия 10 в передней стенке 2 под выдвижной зольный совок 9, топливо поджигается. В процессе горения топлива воздушный поток проходит через отверстие 10 в передней стенке 2 топочной камеры 7. под зольный совок 9. Далее по коробу зольного совка 9 через колосниковую решетку 8 воздушный поток направляется к горячим дровам. Часть воздуха засасывается через фигурное сопло 24 в воздушный канал 23, образованный отбойником 22 и задней стенкой 3 топочной камеры 7. Этот воздушный поток, поднимаясь к верху 13 топочной камеры 7, стимулирует пламя, а через усиленные треугольные дымоходные окна 19 попадает в дымоходные каналы 17 между верхом 13 топочной камеры 7 и основанием каменки 16, обеспечивает догорание частиц несгоревшего топлива и полный изолированный прогрев каменки 16. Остатки продуктов горения равномерно скатываются в топочную камеру 7 через треугольные дымоходные окна 19.
При прохождении продуктов горения через инжекционные щели 18, расположенные по диагонали друг к другу в дымоходных каналах 17 со стороны боковых стенок топочной камеры 7, образуется эффект закручивания пламени и тем самым происходит самоочистка дымоходных каналов.. Интенсивность подачи воздуха в топочную камеру через зольник регулируется выдвижением зольного совка 9.
Щелевые отверстия 21, выполненные в швеллерах отсекателя 20 создают эффект форсажной камеры, т.е. поток дымогарных газов закручивается, тем самым удаляются продукты горения, предотвращается налипание на стенки дымоходов 17 смол и сажи. Кроме того, швеллеры, из которых выполнен отсекатель 20, выполняют функцию ребер жесткости, что позволяет использовать не только облегченные дымоходы из нержавеющей стали, но и толстостенные, как цельнотянутые, так и сварные из труб.
В результате прохождения дымогарных газов через дымоходные треугольные окна 19, расположенные со стороны передней 2 и задней 3 стенок топочной камеры 7 обеспечивается равномерный прогрев как верха 13 топочной камеры 7, так и основания каменки 16. При этом также обеспечивается равномерное всестороннее скатывание назад в топку продуктов неполного сгорания топлива и соответственно равномерное очищение дымоходных каналов 17.
Интенсивность горения в топочной камере 7 повышается за счет дополнительного поддува воздуха через отбойник П-образной формы 22. Воздух из нижней части топочной камеры 7 засасывается фигурным соплом 24 и дополнительно попадает в очаг горения сверху через отбойник 22, улучшает тягу и соответственно повышает интенсивность горения. Кроме того, воздух, проходящий по воздушному каналу 23 между отбойником 22 и задней стенкой 3 топочной камеры 7, снимает избыточную температуры задней стенки 3 топочной камеры 7., что предотвращает деформации металла, увеличивает срок службы.
За счет инжекционных щелевых отверстий между верхом топки и боковыми стенками обеспечивается поступление дополнительной порции кислорода в дымоходные каналы. Достаточно высокая температура дымогарных газов способствует окончательному догоранию несгоревших частиц топлива в дымоходных каналах, что предотвращает в большей степени образование сажного налета в дымоходных каналах.
Перед выбрасыванием в дымоходную трубу горячие потоки дымогарных газов, пройдя по боковым каналам, сливаются в один только после многократного вихревого закручивания и максимальной отдачи тепла каменке, ее поверхность разогревается примерно до 325°С. В сочетании с прогревом камней конвекционными потоками достигается превосходный разогрев камней в каменке. Предлагаемая конструкция печи для бани обеспечивает повышение КПД до 70%.
Выполнение печи со съемными стенками позволяет изготавливать печи левого и правого исполнения со стационарными теплообменниками. Печь может также изготавливаться со съемным теплообменником.