ОТОПИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
HEATING APPARATUS

Заявленное изобретение относится к тепловой энергетике, а именно к конструкции твердотопливных отопительных аппаратов, предназначенных для отопления помещений.
Из уровня техники известен отопительный аппарат, включающий корпус с дымоходом и проемами с закрывающимися дверцами для загрузки твердого топлива и удаления золы, а также расположенную внутри корпуса камеру сгорания топлива, причем между боковыми стенками камеры сгорания и корпуса образована полость для теплоносителя с патрубками его вывода и возврата, которые выполнены с возможностью соединения с системой отопления, при этом в верхней части корпуса расположена камера нагрева воздуха, оснащенная, по меньшей мере одной заслонкой и соединенная через канал с распределителем воздуха (RU 195572, 31.01.2020, прототип). Известное устройство может обеспечить безопасный розжиг топлива и отопление помещений разной площади. Однако выделяемая таким аппаратом тепловая энергия может быть избыточна и не всегда используется для извлечения полезной работы.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в разработке отопительного аппарата, обеспечивающего возможность направления вырабатываемой им тепловой энергии не только на отопление помещения, но и на реализацию дополнительных функций. При этом обязательным условием при решении поставленной технической задачи является сохранение прежних габаритов аппарата, или даже их уменьшение. Данное требование обусловлено возможностью установки заявленного устройства в специальных помещениях малой площади с невысокими потолками (бытовых котельных), в связи с чем при эксплуатации изобретения важна экономия свободного пространства.
Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении выполняемых им функций при сжигании одной закладки топлива без наращивания габаритов устройства.
Достижение заявленного технического результата обеспечивает отопительный аппарат, включающий корпус с дымоходом и проемами для загрузки твердого топлива и удаления золы с закрывающимися дверцами, а также расположенную внутри корпуса камеру сгорания топлива, причем между боковыми стенками камеры сгорания и корпуса образована полость для теплоносителя с патрубками его вывода и возврата, которые выполнены с возможностью соединения с системой отопления, при этом в верхней части корпуса расположена камера нагрева воздуха, оснащенная по меньшей мере одной заслонкой и соединенная через канал с распределителем воздуха в камере сгорания, причем в полости для теплоносителя установлена, по меньшей мере, одна емкость для воды, включающая средство подачи нагретой воды из упомянутой емкости для пищевого использования, а внутри камеры нагрева воздуха установлена перегородка, разделяющая ее на две полости, в одной из которых установлены, по меньшей мере, одна заслонка и канал, соединенный с распределителем воздуха, а другая полость оснащена проемом с дверцей и выполнена с возможностью ее использования в качестве духового шкафа для приготовления пищи.
Согласно заявленному изобретению, проем для удаления золы расположен на уровне камеры сгорания с возможностью обеспечения доступа к основанию закладки топлива.
Согласно заявленному изобретению, на стенке корпуса установлен термоэлектрический генератор.
Согласно заявленному изобретению, внутри патрубка ввода установлен механизм подачи воздуха в полость для теплоносителя.
Согласно заявленному изобретению, дно камеры сгорания оснащено теплоизоляционным слоем, при этом под камерой сгорания выполнены воздушные вентиляционные каналы.
Согласно заявленному изобретению, наружная стенка корпуса выполнена с теплоизоляцией и экранирована металлическим листом.
Согласно заявленному изобретению, распределитель воздуха соединен с камерой нагрева воздуха через канал, выполненный в виде телескопической трубы или сильфона.
Отопительный аппарат поясняется чертежами, которые являются схематичными и служат для лучшего раскрытия сущности заявленного изобретения. Заявленное изобретение не ограничивается интерпретацией представленных фигур и может иметь иные частные формы реализации, не вступающие в противоречие с признаками формулы.
На Фиг. 1 – общий вид заявленного изобретения.
На Фиг. 2 – заявленное изобретение в вертикальном разрезе.
На Фиг. 3 – верхняя часть заявленного изобретения.
Отопительный аппарат, включает корпус 1 с дымоходом 2. В корпусе 1 выполнен проем 3 для загрузки твердого топлива, проем 4 для удаления золы, а также проем 5 для доступа в духовой шкаф 6. Все проемы оснащены герметично закрывающимися дверцами 7. Внутри корпуса 1 расположена камера сгорания топлива 8. Между боковыми стенками камеры сгорания и корпуса образована полость 9 для теплоносителя с патрубками его вывода 10 и возврата 11, которые выполнены с возможностью соединения с системой отопления (не показана). В верхней части корпуса расположена камера нагрева воздуха 12, оснащенная, по меньшей мере одной заслонкой 13. Камера нагрева воздуха 12 соединена через канал 14, выполненный в виде сильфона или телескопической трубы, с распределителем воздуха 15, расположенный внутри камеры сгорания 8. Внутри патрубка ввода 11 установлен механизм подачи воздуха, например вентилятор (не показан), в полость для теплоносителя 9. В полости 9 установлена одна или две емкости для воды (не показаны), каждая из которых оснащена краном или клапаном 16 подачи нагретой воды из емкости для пищевого использования. Внутри камеры нагрева воздуха 12 установлена перегородка 17, разделяющая ее на две полости, одна из которых включает заслонку 13 и канал 14, а вторая полость 6 включает проем 5 с герметично закрывающейся дверцей и выполняет функцию духового шкафа для приготовления пищи. При этом проем для удаления золы 4 расположен на уровне камеры сгорания 8 с возможностью обеспечения доступа к основанию закладки топлива 18. На стенке корпуса может быть установлен термоэлектрический генератор 19 для получения электричества. Корпус 1 установлен на полое основание 20 из металла, выполненное в виде обруча с вентиляционными отверстиями 21, причем дно 22 камеры сгорания оснащено теплоизоляционным слоем (не показан). Наружная стенка корпуса выполнена с теплоизоляцией и экранирована металлическим листом. Вертикальное положение распределителя воздуха 15 внутри камеры сгорания 8 может быть отрегулировано через тросик 23, выведенный наружу корпуса с возможностью его фиксации на крючке 24.
Заявленное изобретение может быть осуществлено следующим образом.
Перед началом работы открывают дверцу проема 3 и загружают твердое топливо 18 которое поджигают сверху, после чего проем 3 герметично закрывают дверцей 7. Трос 23, удерживающий распределитель воздуха 15 на телескопической трубе 14, снимают с крючка 24 и отпускают его таким образом, чтобы распределитель воздуха 15, упираясь на топливо 18, обеспечивал кислородом зону горения в камере сгорания 8. В процессе горения топлива 18 происходит нагревание теплоносителя (воздуха) в полости 9. Циркуляция теплоносителя из патрубка вывода 10 через систему отопления и обратно через патрубок возврата 11 в полость 9 регулируется вентилятором, установленным внутри патрубка возврата 11, обеспечивая таким образом равномерное распределение тепла по всей площади отапливаемого помещения или нескольких помещений. При этом в полости 9 размещены одна или две емкости для пищевой воды (не показаны), частично повторяющих контур полости 9 с выведением горловин для возможности их заполнения водой наружу. Для обеспечения безопасности в корпусе 1 может быть установлен перепускной клапан, соединенный с емкостью для воды. При сгорании в камере 8 одной закладки топлива 18, выделяемая тепловая энергия распределяется по стенкам аппарата, одновременно прогревая в полости 9 теплоноситель и пищевую воду, залитую в соответствующую емкость. При этом разогретые дымовые газы, поднимаясь из камеры 8 в дымоход 2, одновременно разогревают воздух в камере 12, предназначенный для подачи внутрь камеры сгорания 8 через распределитель 15, а также духовой шкаф 6, отделенный от камеры 12 перегородкой 17. Подаваемый из камеры 12 через распределитель 15 в камеру сгорания 8 разогретый воздух продлевает длительность горения одной закладки топлива 18, что увеличивает КПД аппарата. При этом тепловая энергия, выделяемая при сжигании одной закладки топлива 18, одновременно обеспечивает реализацию нескольких функций, а именно отопление помещения или нескольких помещений, кипячение питьевой воды с возможностью ее использования для пищевых целей, а также прогревание духового шкафа до температуры, обеспечивающей тепловую обработку пищевых продуктов. Таким образом, достигается многофункциональность заявленного аппарата без необходимости наращивания его габаритов, поскольку и емкость для питьевой воды и духовой шкаф встроены в конструкцию за счет использования присущих ближайшему аналогу избыточных объемов полости для теплоносителя 9 и камеры нагрева воздуха 12. Дополнительно, в корпус 1 может быть встроен тепловой генератор 19 который работает на известном принципе эффекта Зеебека, или эффект Пельтье, что позволяет получить электрическую энергию необходимую для использования нескольких светодиодных ламп или подзарядки аккумулятора мобильных устройств и обеспечивает возможность реализации дополнительных функций при эксплуатации изобретения. Наличие механической заслонки 13 позволяет контролировать необходимую интенсивность подачи воздуха в камеру 12, а следовательно, подержание оптимального поступления окислителя в камеру сгорания 8, что обеспечивает экономию топлива за счет увеличения длительности его сжигания. В заявленном устройстве закладку твердого топлива 18 осуществляют на дно корпуса, в отличие от прототипа, где топливо укладывают на колосниковую решетку, под которой расположен проем для удаления золы занимающий дополнительный объем, увеличивая габарит устройства по высоте. За счет исключения колосниковой решетки и размещения проема 4 на уровне закладки топлива достигается дополнительная компактность устройства. Для дополнительного обеспечения пожаробезопасности корпус 1 установлен на полое основание 20 из металла, выполненное в виде обруча с вентиляционными отверстиями 21. Дно 22 камеры сгорания оснащено теплоизоляционным слоем (не показан), а наружная стенка корпуса выполнена с теплоизоляцией и экранирована металлическим листом.
Таким образом, отопительный аппарат может одновременно обеспечивать теплом большие помещения, равномерно распределяя воздух, или несколько помещений через воздуховоды, а также позволяет осуществлять приготовление горячей воды, пищи и при необходимости обеспечить освещением и/или подзарядкой аккумулятор для мобильного устройства, без необходимости наращивания габаритов устройства под вспомогательное оборудование.