ПЕЧЬ-КАМЕНКА

Область техники, к которой относится полезная модель.
Устройство относится к области теплотехники, в частности, к конструкции теплотехнического устройства, предназначенного для отопления и парообразования, и может быть использовано для оборудования бань и саун.
Уровень техники.
Известна печь-каменка (патент на полезную модель РФ №143284, класс МПК F24B 9/00 (2006.01), опубл. 20.07.2014), содержащая корпус, снабженный соединенными с ним металлическими гнутыми профилями, расположенными с наружной стороны корпуса для увеличения площади поверхности печи и повышения теплоотдачи. Гнутые профили выполнены в форме швеллеров и соединены с корпусом посредством сварки. Недостатком печи является то, что гнутые профили, выполняющие роль ребер теплоотдачи, не обеспечивают высокой эффективности теплообмена между корпусом топки и общей воздушной массой помещения.
Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков, которое принято в качестве прототипа, является устройство «Печь» (патент на полезную модель РФ №158355, классы МПК F24B 1/02 (2006.01), F24 5/02 (2006/01), опубл. 27.12.2015), содержащее корпус, снабженный соединенными с ним гнутыми профилями, расположенными с его наружной стороны, топку, газоходную полость, сообщенную с трубой для выброса продуктов горения, и, по крайней мере, одну камеру с камнями. Конструкция профилей обеспечивает эффект, когда в элементах, расположенных вокруг печи, происходит рост скорости истечения воздуха с одновременным снижением давления. С учетом того, что снизу в элементы поступает более холодный воздух, а в верхней части он выходит более горячим, увеличивается скорость прогрева помещения.
В обоих случаях предлагаемые устройства не позволяют обеспечить использование «лишнего» тепла от топки печи, например, в смежных помещениях или отвод его наружу при достижении необходимых температурных условий в парной без снижения интенсивности горения топлива, например, для поддержания температуры теплоносителя в каменке, ускоренного нагрева воды и т.д.; отсутствует возможность принудительного регулирования интенсивности конвекционных процессов в устройстве; наличие внешних профилей приводит к увеличению габаритов печей
Технической задачей является совершенствование конструкции печи для улучшения конвекционных характеристик устройства за счет интенсификации и принудительного регулирования конвекционных процессов (формирования направления движения «холодного» и «горячего» воздуха), обеспечивающих различные условия и температурные режимы в парной и смежных помещениях без увеличения габаритов устройства.
Раскрытие сущности полезной модели.
Предлагаемое устройство представляет собой металлический корпус, выполненный в виде компактного вертикально-ориентированного цилиндра и осуществляющего функцию защитного кожуха печи.  Внутри корпуса, в нижней его части находится топка с топливным каналом и дверкой на его конце. Ниже топливного канала располагается зольный канал с выдвижным зольным ящиком. В верхней части корпуса, над топкой находятся котловой патрубок, труба для теплоаккумулирующего материала (внутренняя каменка). Зазор между корпусом и внутренней каменкой в верхней части устройства закрывается металлической юбкой в виде усеченного конуса, направленного основанием вверх, жестко скрепленной с корпусом и служащей чашей для камней (декоративная наружная каменка). На корпусе устройства, в самой нижней его части, с боковых сторон и сзади относительно топливного канала расположены ряды узких продольных по высоте конвекционных отверстий.
К устройству может быть подключена система подвода и отведения условно «холодного» и «горячего» воздуха с боковых и задней, относительно расположения топочной камеры, сторон корпуса для принудительного регулирования конвекции. Для подключения системы на корпусе устройства в верхней его части и нижней (выше конвекционных отверстий) предусмотрены минимум по одному присоединительному отверстию, служащие для регулирования подачи и отвода воздуха, с заглушками в каждом в виде круга или эллипса, образованных узкими прорезями в виде дуг, между которыми оставлены узкие полоски металла.
При эксплуатации устройства, в зависимости от его расположения (установки) и целей эксплуатации, те или иные заглушки вверху и внизу выдавливаются, на их место устанавливаются поворотные задвижки-соединители, с помощью которых осуществляется подключение системы подвода и отведения условно «холодного» и «горячего» воздуха. Нижние отверстия предназначены для подачи воздуха, а верхние – для отведения.
Для интенсификации процессов конвекции, в пространство между корпусом и внутренней каменкой в верхней части и корпусом и топкой печи в нижней части устройства, по его окружности, установлены вертикальные полые трубы специальной конструкции. Полые трубы располагаются по высоте чуть выше нижних конвекционных отверстий и ниже верхних заглушек. Трубы удерживаются в полости устройства с помощью круглой верхней плиты топки трапециевидной формы в средней ее части с отверстиями для труб по ее периметру с боковых сторон и сзади относительно топливного канала и округлых секторов с вырезами для труб с внутренней стороны, привариваемых к нижней части топки с боковых сторон и сзади относительно топливного канала.
Поворотные задвижки-соединители осуществляют открытие/закрытие отверстий и регулировку хода воздуха в необходимом направлении: при достижении требуемых условий в парной и смежных помещениях (температура воздуха, прогрев помещения и др.) есть возможность отвода нагретого воздуха от топки устройства в другое смежное помещение, либо на улицу, без изменения интенсивности горения топлива, когда, например, необходимо сохранить высокую температуру теплоносителя в каменке для получения интенсивного пара.
Конструкция устройства создана на основе экспериментов и является оптимальной для обеспечения эффективности процесса теплообмена, обеспечения технологичности производства, экономии топлива за счет высокого КПД и уровня конвекции горячего воздуха. Простота и компактность конструкции позволяет существенно сократить время монтажа устройства, его обслуживание и ремонт.
Технический результат: улучшения конвекционных характеристик устройства без увеличения его габаритов.
Краткое описание чертежей.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, фиг.2, фиг.3.
Корпус 1 (фиг.1), выполненный в виде цилиндра, закрывает и верхнюю, и нижнюю части устройства. Из нижней части корпуса 1 (фиг.1), где находится топка печи 2 (фиг.2), выступает топливный канал 3 (фиг.2) с дверкой 4 (фиг.1) на его конце, а ниже топливного канала – зольный канал с зольным ящиком 5 (фиг.1). В верхней части корпуса, над топкой находятся котловой патрубок 6 (фиг.2), труба для теплоаккумулирующего материала 7 (фиг.2) - внутренняя каменка. Зазор между корпусом и внутренней каменкой в верхней части устройства закрывается металлической юбкой 8 (фиг.1) в виде усеченного конуса, направленного основанием вверх, и служащей чашей для камней (декоративная наружная каменка). Между корпусом 1 (фиг.1) и внутренней каменкой 7 (фиг.2)  в верхней части и корпусом 1 (фиг.1) и топкой печи 2 (фиг.2) в нижней части устройства, по его окружности, установлены вертикальные полые трубы 9 (фиг.2) специальной конструкции, удерживаемые в отверстиях с помощью верхней плиты топки 10 (фиг.2) и полукруглых секторов 11 (фиг.2) в нижней части топки 2 (фиг.2).
Вертикальная полая труба 9 (фиг.3) представляет собой конструкцию в виде собственно трубы в ее верхней части, расположенной выше верхней плиты топки 10 (фиг.2)  и «полутрубы», образованной за счет срезанной вдоль трубы 9 (фиг.3) части ее поверхности, расположенной ниже верхней плиты топки 10 (фиг.2) и обращенной срезанной частью к центру устройства.
На корпусе 1 (фиг.1) в верхней его части и нижней (выше конвекционных отверстий) расположены одно или более присоединительных отверстий с заглушками 12 (фиг.1), которые позволяют подключать систему воздуховодов с одной или нескольких сторон с помощью поворотных задвижек-соединителей 13 (фиг.1).
Осуществление полезной модели.
Устройство работает следующим образом. В результате сгорания топлива в топке 2 происходит нагревание поверхности топки и патрубка 6, а также теплоаккумулирующего материала во внутренней каменке 7 через котловой патрубок 6 и верхнюю плиту топки 10. Внутренняя каменка 7 образует мощный парогенератор, в котором камни могут нагреться до 400°С и выше. Внешняя каменка является декоративным элементом и существенно не нагревается. Устройство может работать в режиме интенсивного горения при растопке и наборе температуры и в экономичном режиме в основное время эксплуатации.
Закрепленные на стенках топки конвекционные трубы 9 за счет сечения и площади внутренней поверхности позволяют интенсивно прогреть помещение установки устройства, а также смежные помещения путем регулирования подачи и отвода воздуха через присоединительные отверстия, закрытые в нерабочем состоянии заглушками 12. При эксплуатации устройства, в зависимости от его расположения (установки) и целей эксплуатации, выбранные заглушки вверху и внизу выдавливаются, на их место устанавливаются поворотные задвижки-соединители 13, с помощью которых осуществляется подключение системы подвода и отведения условно «холодного» и «горячего» воздуха. Нижние отверстия предназначены для подачи воздуха, а верхние – для отведения.
Расположение присоединительных отверстий позволяет смонтировать систему подачи и отвода воздуха в боковые и заднюю стороны устройства. Интенсивность конвекции регулируется положением поворотных задвижек-соединителей 13. В зависимости от конструкции системы подвода и отведения условно «холодного» и «горячего» воздуха может осуществляться регулирование условий эксплуатации устройства как в помещении, где оно установлено, так и температурного режима в смежных помещениях.