МАЛОГАБАРИТНАЯ БЫТОВАЯ ПЕЧЬ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к тепловым генераторам малой мощности, а именно к отопительно-варочным и банным печам, предназначенным для использования преимущественно в полевых условиях, в нестационарных сооружениях, в частности, в районах чрезвычайных ситуаций, в местах временного расположения войсковых частей, геолого-разведочных партий, а также на дачных участках.
Известна отопительно-варочная печь на твердом топливе, содержащая корпус топки с передней, задней и боковыми стенками, днищем и верхней горизонтальной варочной плитой, дверцу, поддувало и дымоход [1]. Известная печь имеет сложную и нетехнологичную конструкцию. К тому же она неуниверсальна относительно используемого топлива.
Известен комбинированный с банной печью-каменкой кухонный очаг, включающий поддувало с зольником, топливник с колосниковой решеткой, плиту над топливником, камеру-каменку с дверкой для выхода пара и каменной засыпкой [2]. Недостатком этой конструкции и других, ей подобных, является их стационарность, исключающая транспортировку.
Известна печь, изготовленная из листовой стали, и предназначенная для отопления временных и небольших постоянных зданий и сооружений, работающая на различных видах топлива [3]. Недостатком этой печи, содержащей вертикальный корпус с разъемом для загрузки топлива, топливный контейнер, размещенный внутри корпуса с зазором, предтопок с воздухозаборником, горелку, соосную с предтопком, U-образный дымоход, духовку, установленную над контейнером, является неудобство загрузки наиболее часто используемого твердого топлива и его розжиг.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является многофункциональная походная печь, выполненная с верхним дымоходным отверстием, содержащая вертикальный корпус цилиндрической формы, в нижней части которого расположена топка, над которой установлен теплообменник водонагревателя в виде полой решетки, сообщающиеся полости которой с одной стороны заглушены, а с другой стороны герметично соединены с полостью емкости для нагрева воды, камеру, выполненную с возможностью размещения в ней теплоаккумулирующей загрузки или решетчатых полок, и съемную крышку [4]. Эта печь, имеющая транспортабельную сборно-разборную конструкцию, может быть использована (при некоторой разнице в сборке) и как отопительно-варочная, и как банная. Она выбрана в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Недостатком печи-прототипа является невысокая эффективность ее работы, обусловленная пониженной теплоотдачей.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка конструкции высокоэффективной малогабаритной бытовой печи, предназначенной для использования преимущественно во временных нестационарных помещениях и в полевых условиях.
Для решения поставленной задачи печь (отопительно-варочный вариант), содержащая вертикальный корпус с топкой в нижней части и дымоходным отверстием в верхней, а также камеру для приготовления пищи, снабжена установленным над топкой блоком горизонтально ориентированных дымоходов, состоящим из дна с выемкой для прохода дымовых газов, крышки и вертикальной боковой стенки с направляющими дымовых газов, а также коллектором дымовой трубы, подсоединенным к дымоходному отверстию корпуса снаружи, при этом дно блока дымоходов, образующее свод топки, и направляющие дымовых газов сопряжены с внутренней поверхностью корпуса, крышка закрывает зазор между стенками корпуса и блока дымоходов, а камера для приготовления пищи расположена в полости, образованной внешними поверхностями дна и боковой стенки блока дымоходов.
Корпус малогабаритной отопительно-варочной печи имеет цилиндрическую форму.
Печь имеет ограждающий кожух по форме корпуса с окнами в верхней части для обеспечения циркуляции воздуха.
В топке печи установлен колосник, а под топкой расположено поддувало.
Печь дополнительно снабжена установленной в топке горелкой с патрубком для подачи газообразного топлива. Это способствует повышению универсальности печи в отношении используемого топлива.
Блок дымоходов, изменяющий направление движения горячих дымовых газов внутри корпуса печи, удлиняет путь их прохождения от топки до коллектора вытяжной дымовой трубы. Это способствует увеличению теплоотдачи дымовых газов и повышению интенсивности нагрева верхней части корпуса печи, где расположена камера для приготовления пищи. Соответственно этому возрастает и эффективность работы печи.
Известны банные печи, обеспечивающие обогрев банного помещения с одновременным получением горячей воды и пара, содержащие корпус с топкой, каменкой, водонагревателем и вытяжной трубой, (см., например, [5], [6], [7]). Однако известные печи предназначены для стационарных банных помещений.
Прототипом заявленного варианта малогабаритной бытовой печи является описанная выше многофункциональная походная печь [4], имеющая невысокую эффективность работы вследствие пониженной теплоотдачи.
Для повышения эффективности печь (банный вариант), выполненная с верхним дымоходным отверстием, содержащая вертикальный корпус с расположенной в его нижней части топкой, а также теплообменник водонагревателя и камеру для теплоаккумулирующей загрузки, снабжена блоком горизонтально ориентированных дымоходов, установленным над топкой и состоящим из дна с выемкой для прохода дымовых газов, крышки и вертикальной боковой стенки с направляющими дымовых газов, а также коллектором дымовой трубы, при этом дно блока дымоходов, образующее свод топки, и направляющие дымовых газов сопряжены с внутренней поверхностью корпуса, крышка закрывает зазор между стенками корпуса и блока дымоходов, а коллектор, подсоединенный к дымоходному отверстию на боковой стенке блока дымоходов, расположен в камере для теплоаккумулирующей загрузки, образованной внешними поверхностями боковой стенки и дна блока дымоходов.
Корпус малогабаритной банной печи имеет цилиндрическую форму.
Печь имеет ограждающий кожух по форме корпуса с окнами в верхней части для обеспечения циркуляции воздуха.
Теплообменник водонагревателя установлен в полости топки и выполнен в виде бойлера.
Топка малогабаритной банной печи выполнена с предтопочным тоннелем, в ней установлен колосник, а под ней расположено поддувало.
Печь дополнительно снабжена установленной в топке горелкой с патрубком для подачи газообразного топлива. Это способствует повышению универсальности печи в отношении используемого топлива.
Блок дымоходов, изменяющий направление движения горячих дымовых газов внутри корпуса печи, удлиняет путь их прохождения от топки до коллектора вытяжной дымовой трубы. Это способствует увеличению теплоотдачи дымовых газов и повышению интенсивности нагрева верхней части корпуса печи, где расположена камера с теплоаккумулирующей загрузкой. Соответственно этому возрастает и эффективность работы печи.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена малогабаритная отопительно-варочная печь, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - малогабаритная банная печь, общий вид; на фиг.4 - то же, вид сверху; на фиг.5 - блок дымоходов.
Малогабаритная бытовая печь содержит корпус 1, топку 2 с дверцей 3 и колосником 4, поддувало 5 с дверцей 6, блок 7 горизонтально ориентированных дымоходов, состоящий из стенки 8 с направляющим отсекателем 9, дна 10 с выемкой 11 для прохода дымовых газов и крышки 12. Коллектор 13 вытяжной дымовой трубы у отопительно-варочного варианта печи подсоединен к дымоходному отверстию корпуса 1 снаружи. У банного варианта печи дымоходное отверстие выполнено на боковой стенке 8 блока дымоходов, а подсоединенный к нему коллектор 13 вытяжной дымовой
трубы установлен в камере для теплоаккумулирующей загрузки. Заглубленное в корпусе 1 дно 10 блока дымоходов, образующее свод топки 2, является также у отопительно-варочного варианта печи дном камеры для приготовления пищи, а у банного варианта - дном камеры для теплоаккумулирующей загрузки. Стенки камеры при этом образованы наружной поверхностью боковой стенки 8 блока дымоходов.
Печь ограждена защитным кожухом 14, имеющим окна 15 в верхней части для обеспечения циркуляции воздуха.
Банный вариант печи выполнен с предтопочным тоннелем 16, облегчающим разделку печи в стенном проеме, и теплообменником 17 водонагревателя, выполненным, например, в виде бойлера, подсоединяемым к водяному баку (не показан).
И тот и другой вариант исполнения малогабаритной бытовой печи могут быть дополнительно снабжены горелкой с патрубком для подачи газообразного топлива. Это позволяет ускоренно разогревать печь, оперативно управлять процессом разогрева, его началом и окончанием.
Работа печи осуществляется следующим образом.
Через дверцу 3 в топку 2 загружается топливо, например, дрова или древесные отходы, и поджигается. После розжига топлива дверца 3 плотно закрывается. В режиме растопки дверца 6 поддувала 5 полностью открыта. При этом создается хорошая тяга и дымовые газы интенсивно удаляются из топки 2 - через выемку 11 в дне 10 блока 7, полость блока 7 и дымоходное отверстие корпуса 1 - в коллектор 13, к которому подсоединяется вытяжная дымовая труба (не показана). Прямоточная растопка ограничена 5-10 минутами, после чего подачу воздуха в топку 2 и режим горения топлива регулируют при помощи дверцы 6 поддувала 5. При прохождении через полость блока 7 горячие дымовые газы интенсивно нагревают верхнюю часть печи, где у отопительно-варочного варианта расположена камера для приготовления пищи, а у банного варианта - камера, заполненная теплоаккумулирующей загрузкой, например камнями.
В обогреваемое помещение тепло передается конвекцией и радиацией. Радиационные потоки от нагретых элементов печи имеют большое значение в общей теплоотдаче. Однако быстрое повышение температуры воздуха в помещении достигается в основном за счет конвективного нагрева. Воздух помещения проходит через щелевые калориферные каналы, образованные между стенками корпуса 1 и кожуха 14, нагревается, поднимается по этим каналам, создавая тягу, и выходит в верхней части печи из окон 15 и зазора между корпусом 1 и кожухом 14. При этом происходит общая интенсивная циркуляция воздуха в помещении и быстрое повышение его температуры. Это также способствует повышению эффективности работы печи.
При мощности 18 кВт вес печи, изготовленной из жаропрочной высоколегированной стали, не превышает 23 кг для отопительно-варочного варианта и 28 кг для варианта банной печи.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания полезной модели:
6
1. Патент РФ на изобретение №2103612, МПК F 24 B 7/00, опубл. 27.01.1998, "Отопительно-варочная печь на твердом топливе".
7
2. Патент РФ на изобретение №2192586, МПК F 24 B 9/00, 1/28, F 24 C 13/00, опубл. 10.03.2002, "Комбинированный с банной печью-каменкой кухонный очаг".
7
3. Патент РФ на изобретение №2232946, МПК F 24 B 1/08, F 24 C 1/06, опубл.20.07.2004, "Печь для отопления".
7
4. Патент РФ №2229657, МПК F 24 C 1/06, 13/00, опубл. 10.01.2004, "Многофункциональная походная печь" (прототип).
5
5. Патент РФ на изобретение №2005263, МПК F 24 B 1/24, опубл. 30.12.1993, "Печь для бани".
5
6. Патент РФ на изобретение №2011121, МПК F 24 B 9/04, опубл. 15.04.1994, "Печь для бань".
5
7. А.с. СССР на изобретение №1633233, МПК F 24 B 1/02, опубл. 07.03.1991, "Печь для бани".