ПЕЧЬ БАННАЯ С ЗАКРЫТОЙ КАМЕНКОЙ

Полезная модель относится к печам, предназначенным для установки в банях и саунах, для нагрева и поддержания необходимой температуры и влажности в парильном помещении.
Известна печь для бани, содержащая топку с дверцей, колосниковую решетку, зольник, размещенную над топкой каменку, бак для нагрева воды, отличающаяся тем, что имеет в баке газоходную камеру бака, примыкающую к днищу бака для нагрева воды, и газоходную камеру топки, примыкающую к своду топки, которые имеют отверстия, закрытые заслонками, камеры соединены между собой главным и вспомогательным вертикальными газоходными каналами, разнесенными к разным сторонам, к двум сторонам корпуса топки примыкает котел водяного отопления с размещенным в топке трубчатым теплообменником, в топке расположен испаритель, снабженный паровыми трубами, в своде топки под главным вертикальным газоходным каналом расположен трубчатый жиклер, перекрываемый биметаллическим термостатом, закрепленным регулировочным винтом, в своде топки расположен коробчатый корпус дожигового устройства с двумя каталитическими решетками с образованием зазора, в который вторичный воздух подается из вертикального канала подогрева вторичного воздуха через ряд отверстий, в газоходной камере бака под вертикальным газоходным каналом бака, над выходным отверстием вспомогательного вертикального газоходного канала закреплен регулировочным винтом биметаллический термостат, в баке вертикально расположен корпус парового стабилизатора тяги с тарелевидной перегородкой парового стабилизатора тяги, вдоль линии присоединения в дымоходе выполнены отверстия, диаметр вертикального газоходного канала бака меньше диаметра дымохода (RU 2359174 С2, 10.08.2008).
Наиболее близкой из известных является банная печь, содержащая топочный агрегат, зольник, колосниковую решетку и внутреннюю каменку, которая расположена в своем корпусе над топочным агрегатом, а в верхней части корпуса каменки расположен дымоотводящий патрубок, топочный агрегат состоит из двух полукорпусов - переднего и заднего, а корпус каменки, выполненный с возможностью поворота на 360° относительно топочного агрегата, предпочтительно с шагом в 90°, также состоит из двух полукорпусов переднего и заднего, причем на стыкуемых поверхностях полукорпусов топочного агрегата и полукорпусов каменки выполнены карманы или пазы, в которые уложен огнеупорный шнур, причем корпус каменки соединен с корпусом топочного агрегата, а стенки чугунных элементов, выполненных из серого или высокопрочного чугуна, имеют, в зависимости от температурной нагрузки на каждый элемент, толщину от 8 до 20 мм с допуском ±1 мм, а в местах наличия ребер жесткости толщина стенок составляет 20 мм, а внутренняя каменка выполнена съемной и представляет собой чугунную камеру или емкость для размещения камней в виде чугунных колец или овальной чугунной трубы, закрытой с одной стороны торцевой чугунной стенкой заднего полукорпуса каменки или своей собственной стенкой (RU 2740972 С1, 22.01.2021).
Известна металлическая банная печь, содержащая топочную камеру с колосниковой решеткой и дверкой, зольник, полость для теплоаккумулирующей загрузки, сверху топочной камеры расположен дымосборник с кольцом дымосборника, днище дымосборника образовано перегородкой с отверстием между верхней частью топки и дымосборником, топочная камера в верхней своей части содержит наклонные поверхности, боковые стенки топки выполнены из конструкционной стали, а горизонтальная перегородка между топкой и дымосборником, а также верхняя пластина дымосборника выполнены из нержавеющей стали, при этом, вдоль задней стенки может располагаться канал подачи воздуха, верхняя часть которого сообщается с дымосборником. Наличие канала подачи воздуха дополнительно повышает эффективность работы печи благодаря повышению стабильности процесса дожигания газов, а также дополнительно повысить долговечность благодаря понижению температуры задней стенки (RU 143592 U1, 27.07.2014).
Наиболее близкой из известных является печь для бани с каменкой, содержащая корпус с топкой, зольником и каменкой с теплоаккумулирующей загрузкой и газоходы с вытяжной трубой, каменка выполнена в виде перевернутой усеченной пирамидообразной емкости с расположенными вдоль печи двумя боковыми выполненными между боковыми наклонными сторонами каменки и боковыми продольными стенками печи и одним центральным с вытяжной трубой у передней стенки печи газоходами, при этом между передней стенкой печи и наклонной передней стенкой пирамидообразной емкости - каменки - выполнена первичная камера смешения раскаленных газов, поступающих в боковые газоходы через выполненное в основании каменки у передней стенки печи окно, а между тыльной стенкой печи и наклонной к ней тыльной стороной пирамидообразной емкости - каменки - выполнена дополнительная камера смешения и дожигания несгоревших частиц топлива в воздушной смеси, связанная через выполненное в основании каменки дополнительное окно у тыльной стенки печи с вертикально смонтированным на внутренней стороне тыльной стенки печи каналом подачи воздушной смеси (RU 2715487 С1, 28.02.2020).
Задачей предлагаемого технического решения является создание банной печи, обладающей повышенной надежностью за счет предотвращения возможности прогорания расположенной в ее корпусе закрытой каменки.
Технический результат - повышение надежности и долговечности за счет исключения прогорания металлического листа закрытой каменки в зоне его кромочной части за счет подачи в нее распределенных потоков вторичного воздуха.
Достигается это тем, что банная печь содержит корпус с топкой, имеющей образованный у ее задней стенки канал подачи воздуха на дожигание, колосником, зольником, закрытой каменкой в виде емкости для теплоаккумулирующей загрузки с устройствами для подачи воды и выхода пара, и патрубок для соединения с дымоходом, при этом, канал подачи воздуха на дожигание выполнен в виде открытого нижним концом в полость корпуса печи под зольником П-образного в поперечном сечении профиля, имеющего в нижней части опорные выступы и зафиксированного между выступами задней стенки корпуса печи так, что полки контактируют с задней стенкой корпуса печи по ее высоте с образованием внешними их сторонами и корпусом печи полостей для удаления дымовых газов из топки, а емкость для теплоаккумулирующей загрузки опирается на торец стойки П-образного в поперечном сечении профиля с образованием расположенных по обе стороны от места опирания щелевых зазоров для поступления вторичного воздуха на дожигание, причем со стороны ее передней стенки емкость для теплоаккумулирующей загрузки установлена на выступ корпуса печи. Емкость для теплоаккумулирующей загрузки выполнена цилиндрической из стали, а корпус печи выполнен со съемной верхней частью, обеспечивающей доступ к упомянутой емкости. Устройство для подачи воды в емкость для теплоаккумулирующей загрузки имеет заливную воронку, расположенную концентрично устройству для выхода пара и сообщенную с размещенным в емкости для теплоаккумулирующей загрузки перфорированным трубопроводом.
Существенность признаков определена их причинно-следственной связью с техническим результатом.
Так, образованный у задней стенки печи и открытый нижним концом в полость корпуса печи под зольником канал подачи воздуха на дожигание за счет наличия щелевых зазоров обеспечивает подачу вторичного воздуха через канал П-образного в поперечном сечении профиля, имеющего в нижней части опорные выступы и зафиксированного между выступами задней стенки корпуса печи так, что полки контактируют с задней стенкой корпуса печи по ее высоте. Этим обеспечивается обдув вторичным воздухом наиболее подверженной перегреву концевой зоны емкости для теплоаккумулирующей загрузки, выполненной из стального листа толщиной 2-3 мм. Емкость для теплоаккумулирующей загрузки соединена с устройствами для подачи воды и выхода пара и свободно опирается как на торец стойки П-образного в поперечном сечении профиля с образованием расположенных по обе стороны от места опирания щелевых зазоров для поступления вторичного воздуха на дожигание, так и со стороны ее передней стенки емкость для теплоаккумулирующей загрузки - на выступ корпуса печи. При этом, поскольку емкость выполнена из стали и подвержена циклическому нагреву и охлаждению в процессе эксплуатации, то это приводит к линейному удлинению. Поскольку коэффициенты теплового расширения (удлинения) для стали равны - 0,0000112 [1/К], а для корпуса печи (чугуна) - 0,0000087[1/К], то это могло бы привести к созданию напряженного состояния материала. При циклическом изменении температуры от рабочей до отрицательной (в зимнее время года, поскольку банные печи монтируются, как правило, в нежилых загородных строениях - банях) такие напряжения со временем могли бы привести к образованию трещин в литом чугунном корпусе, однако описанная конструкция позволяет избежать этого.
0
Для расчета теплового расширения может быть использована следующая общепринятая формула: L=L(1+at);
где L- величина удлинения,
o
L - начальная длина,
а - коэффициент теплового расширения (удлинения),
t - изменение температуры.
На фиг. 1 представлен общий вид 3D банной печи с закрытой каменкой.
Банная печь содержит корпус 1 с топкой. У задней стенки топки образован канал 2 подачи воздуха на дожигание. Печь имеет колосник 3, зольник 4, над которыми расположена закрытая каменка в виде емкости 5 для теплоаккумулирующей загрузки с устройствами для подачи воды 6 и выхода пара 7 и патрубок 8 для соединения с дымоходом. Канал 2 подачи воздуха на дожигание выполнен в виде открытого нижним концом в полость корпуса печи под зольником 4 П-образного в поперечном сечении профиля, имеющего в нижней части опорные выступы 9 и зафиксированного между выступами 10 задней стенки корпуса печи так, что полки контактируют с задней стенкой корпуса печи по ее высоте с образованием внешними их сторонами и корпусом печи полостей для удаления дымовых газов из топки. Емкость 5 для теплоаккумулирующей загрузки с одной стороны опирается на торец стойки П-образного в поперечном сечении профиля с образованием расположенных по обе стороны от места опирания щелевых зазоров 11 для поступления вторичного воздуха на дожигание, а со стороны ее передней стенки - установлена на выступ 12 корпуса печи в виде полки. Емкость 5 для теплоаккумулирующей загрузки выполнена цилиндрической (не только по форме прямого кругового цилиндра, но и эллиптической в поперечном сечении, а также прямоугольного или трапециевидного сечения), из стали. Корпус 1 печи выполнен со съемной верхней частью 13, обеспечивающей доступ к упомянутой емкости 5. Устройство для подачи воды в емкость 5 для теплоаккумулирующей загрузки имеет заливную воронку, расположенную концентрично устройству для выхода пара и сообщенную с размещенным в емкости для теплоаккумулирующей загрузки средством распределения воды, например, в виде перфорированного трубопровода 14.
При работе банной печи воздух по каналу 2 подачи воздуха на дожигание поступает к наиболее теплонагруженному концу емкости 5. За счет того, что канал 2 выполнен в виде открытого нижним концом в полость корпуса печи под зольником 4 П-образного в поперечном сечении профиля, воздух с меньшей температурой поступает для частичного местного охлаждения концевой зоны емкости 5. Наличие в нижней части П-образного в поперечном сечении профиля опорных выступов 9 позволяет использовать П-образный профиль в качестве опоры, поскольку он зафиксирован между выступами 10 задней стенки корпуса печи так, что полки контактируют с задней стенкой корпуса печи по ее высоте. Удаление основных дымовых газов происходит по образованным между внешними сторонами П-образного профиля и корпусом печи полостям.
Такое выполнение банной печи позволяет повысить ее КПД за счет улучшения ее теплового режима.