УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПАРА
STEAM GENERATING DEVICE

Изобретение относится к конструкции печей и способу генерации перегретого пара и может быть использовано при оборудовании бань стационарного и мобильного типов, а также для обогрева бытовых и производственных помещений.
Известны печи для бани, содержащие металлический корпус, топку, камеру с находящимися в ней камнями и дымовую трубу, установленную над камерой. При эксплуатации получают чистый пар, плеснув на камни горячую воду (Патент RU №2005263 С1, МПК: F24В 1/24, 07.03.1993).
Недостатком указанных печей является возможность попадания в парильню топочных газов и наличие в паре с относительной влажностью до 70% крупных капель доведенной до кипения воды. При этом невозможно получение перегретого пара с относительной влажностью менее 25%.
Известны способы получения перегретого пара из влажного пара высокого давления путем отделения жидкости от пара, дросселирования и перегрева за счет теплообмена с насыщенным паром и повышения тем самым экономичности (а.с. СССР 561048 А, МПК F22G 1/10, 01.08.1977).
Недостатком способов является необходимость в дополнительном парогенераторе и трудность стабилизации температуры перегретого пара.
Известна печь для бани, содержащая металлический корпус с топкой, дымоходом и открытый контейнер с теплообменным крупнодисперсным материалом, при этом указанный открытый контейнер размещен в верхней части топки со стороны обогреваемого помещения, в топке помещена емкость повышенного давления с теплообменным крупнодисперсным материалом и установленным в ее верхней части влагораспределительным устройством, соединенным с баком для парообразующей жидкости посредством дозатора, в указанной емкости снизу вверх встроена дроссельная труба, проходящая через теплообменный крупнодисперсный материал и верхнюю часть топки в указанный открытый контейнер, обеспечивающая дополнительный перегрев образовавшегося в емкости повышенного давления перегретого пара в верхней части топки и за счет рекуперативного теплообмена с крупнодисперсным материалом (Патент РФ №2250417, МПК: F24B 1/00, 5/00).
Указанная печь работает следующим образом.
В топку металлического корпуса через дверцу закладывается топливо и разжигается. Остатки от сгораемого топлива просыпаются через колосниковую решетку в поддувало. Горячий газ, образовавшийся от сгорания топлива, поднимается вверх топки, нагревает теплообменный крупнодисперсный материал в емкости и контейнере, а также пар в верхней части дроссельной трубы. Затем горячий газ, поднимаясь вверх в сквозной дымовой трубе, обогревает бак с водой. Постепенно теплообменный крупнозернистый материал разогревается до 350-450°С, нагревая воздух в помещении до 60-100°С.
Способ перегрева пара, реализуемый с помощью указанной печи, заключается в следующем.
Для получения перегретого пара парообразующая жидкость из бака через дроссельный канал с патрубком поступает во влагораспределительное устройство. Нагрев жидкости происходит при ее контакте с теплообменным крупнозернистым материалом. Образовавшийся насыщенный пар поднимается в верхнюю часть емкости и затем, по мере увеличения его объема, под собственным давлением просачивается через крупнодисперсный материал, еще больше нагревается свыше 100°С и поступает во входное отверстие дроссельной трубы в нижней части емкости. Далее перегретый пар нагревается на горизонтальном участке части дроссельной трубы в верхней части топки. Сдросселированный пар поступает в открытый контейнер и в процессе рекуперативного теплообмена с крупнодисперсным материалом перегревается свыше 110°С, осуществляя нагрев помещения.
Недостатком данной печи является необходимость в дополнительном влагораспределительном устройстве и трудность стабилизации температуры перегретого пара.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства для получения пара для банной печи, конструкция которого позволит повысить теплоотдачу продуктов сгорания топлива и значительно увеличить время работы печи при неизменном расходе топлива с возможностью получения перегретого пара с регулируемой температурой и влажностью.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное устройство для получения пара, устанавливаемое, преимущественно, в печь для бани, согласно изобретению содержит емкость для парообразующей жидкости с входным и выходным патрубками, имеющую верхнее и нижнее основания и боковую стенку, и выполненную, преимущественно, в виде полого цилиндра, причем выходная часть входного патрубка для подачи парообразующей жидкости внутрь указанной емкости размещена в нижней части упомянутой емкости, предпочтительно, на нижнем основании, а входная часть входного патрубка расположена выше верхнего основания, при этом входная часть выходного патрубка расположена на верхнем основании, а выходной патрубок выполнен в форме спирали, преимущественно, спирали Архимеда, причем диаметр витков указанной спирали выполнен таким образом, что обеспечивается установка упомянутой спирали на нагревательный элемент печи, преимущественно, дымовую трубу печи.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез устройства, установленного на печь, на фиг.2 - устройство в аксонометрии.
Предложенное устройство для получения пара содержит емкость 1 для парообразующей жидкости с входным 2 и выходным 3 патрубками соответственно. Емкость 1 включает верхнее 4 и нижнее 5 основания соответственно и боковую стенку 6, выполненную в виде полого цилиндра 7. Выходная часть 8 входного патрубка 2 для подачи парообразующей жидкости внутрь указанной емкости 1 размещена на нижнем основании 5. Входная часть 9 входного патрубка 2 расположена выше верхнего основания 4. Входная часть 10 выходного патрубка 3 расположена на верхнем основании 4. Выходной патрубок 3 выполнен в форме спирали, преимущественно, спирали Архимеда, причем диаметр витков указанной спирали выполнен таким образом, что обеспечивается установка упомянутой спирали на нагревательный элемент печи, преимущественно, дымовую трубу 11 печи 12.
Предложенное устройство для получения пара работает следующим образом.
Устройство для получения пара размещается на печи 12 таким образом, чтобы обеспечить контакт стенок емкости 1 и выходного патрубка 3 с нагревательными элементами печи.
Для получения пара печь разогревается за счет сжигания в ней топлива, преимущественно, дров.
Внутрь емкости 1 для парообразующей жидкости, включающей верхнее 4 и нижнее 5 основания соответственно и боковую стенку 6, выполненную в виде полого цилиндра 7, через входной патрубок 2 заливается парообразующая жидкость, преимущественно, вода. За счет того, что входная часть 9 входного патрубка 2 расположена выше верхнего основания 4 емкости 1, а выходная 8 - на нижнем основании 5, уровень жидкости в емкости 1 всегда будет ниже уровня жидкости во входном патрубке 2, или, по крайней мере, на его уровне.
При испарении жидкости внутри емкости 1 за счет ее прогревания при работе печи 12 происходит понижение уровня жидкости в емкости 1, но, по принципу сообщающихся сосудов, в емкость 1 будет поступать жидкость из входного патрубка 2 до тех пор, пока уровни жидкости и в емкости 1, и во входном патрубке 2 не достигнут одинакового значения. Такое исполнение исключает выброс горячего пара через входной патрубок 2 при любом уровне парообразующей жидкости в емкости 1 и позволяет непрерывно добавлять парообразующую жидкость в емкость 1 по мере ее испарения, в зависимости от режима работы печи и температуры в банном помещении.
Образующийся пар из емкости 1 через входную часть 10 выходного патрубка 3 поднимается вверх к выходной части патрубка 3. За счет того, что выходной патрубок выполнен в виде спирали, устанавливаемой на дымовую трубу 11 печи 12, происходит дальнейшее разогревание и осушение пара. Температура и влажность получаемого пара регулируются путем изменения режима работы печи и степени наполнения парообразующей жидкостью емкости 1. Из выходного патрубка 3 пар поступает в банное помещение.
Проведенные автором и заявителем испытания полноразмерного образца печи с предложенным устройством для получения пара подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений.
Использование предложенного технического решения позволит создать устройство для получения пара, конструкция которого даст возможность повысить теплоотдачу продуктов сгорания топлива и значительно увеличить время работы печи при неизменном расходе топлива с возможностью получения перегретого пара с регулируемой температурой и влажностью.