ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН ДЛЯ ПЕЧЕЙ И КАМИНОВ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устройствам для тепловой защиты и может быть использована в качестве теплозащиты от тепловой нагрузки в отопительных, банных печах и каминах.
Известны защитные экраны, где в качестве теплоизолирующего материала используется минеральная вата. Недостатком таких экранов является недостаточно эффективная теплоизоляция. Теплотехнические свойства минераловатных изделий в процессе эксплуатации ухудшаются, следовательно, снижается ресурс отражающей поверхности в целом. Кроме того, применение базальтовой ваты способствует запыленности помещения и снижает экологическую безопасность в обогреваемом помещении.
Известно устройство защитного экрана для банных печей по патенту РФ на изобретение №2352865 МПК F24B 9/00, опубл. 20.04.2009, содержащего отражающую поверхность с конвективными отверстиями.
Известен защитный экран теплоконвектора по патенту РФ на изобретение №2210035, МПК F24B 7/00, 10.08.2003
Недостатком этих защитных экранов является низкая эффективность работы и низкая безопасность, так как поверхность таких экранов имеет достаточно высокую температуру.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом является защитный экран для банной печи по патенту РФ №80215, МПК F24B 9/00, 27.01.2009 который выполнен образующими внутреннюю полость с конвекционными отверстиями двумя параллельными друг другу поверхностями, соединенными между собой глухими торцевыми стенками по всему периметру, образуя замкнутую внутреннюю полость.
Недостатком данной конструкции является ее сложность и высокая металлоемкость.
Технической задачей полезной модели является создание простой конструкции защитного экрана позволяющего повысить эффективность его работы и безопасность эксплуатации.
Для решения поставленной задачи предлагается защитный экран для печей и каминов по варианту 1, содержащий отражающую поверхность, находящуюся на расстоянии от нагретой поверхности, и образующую с ней конвективный канал направленного движения воздушного потока, согласно формуле полезной модели, экран образован, по меньшей мере, двумя поверхностями, связанными между собой и установленными на расстоянии друг от друга эквидистантно или близко к этому, с образованием, по меньшей мере, двух конвективных каналов, при этом, по меньшей мере, одна отражающая поверхность снабжена теплоизолирующим материалом на основе вспученного вермикулита и модифицированного силикатного связующего. Задача решается также благодаря тому, что отражающие поверхности изготовлены из листового металла, снабжены конвективными отверстиями. Теплоизолирующий материал выполнен в виде плоской панели, установленной с зазором к отражающей поверхности или нанесен непосредственно на отражающую поверхность.
Поставленная задача решается благодаря тому, что защитный экран для печей и каминов по варианту 2, содержащий отражающую поверхность, находящуюся на расстоянии от нагретой поверхности, и образующую с ней конвективный канал направленного движения воздушного потока, согласно формуле полезной модели, отражающая поверхность снабжена теплоизолирующим материалом на основе вспученного вермикулита и модифицированного силикатного связующего. Задача решается также благодаря тому, что отражающая поверхность изготовлена из листового металла, а теплоизолирующий материал выполнен в виде плоской панели и установлен с зазором между отражающей поверхностью. Теплоизолирующий материал может быть нанесен непосредственно на отражающую поверхность.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна». Указанная совокупность признаков является существенной и новой, так как в защитном экране по варианту 1, установка дополнительной отражающей поверхности эквидистантно первой, создает дополнительный конвективный канал, увеличивает объем конвективного потока воздуха и площадь теплообмена, что повышает динамику нагрева помещения и снижение температуры отражающей поверхности. Установка дополнительной отражающей поверхности повышает безопасность эксплуатации нагревательного оборудования, так как каждый последующий отражающий экран будет иметь на поверхности более низкую температуру по сравнению с предыдущим. Использование в качестве теплоизолирующего материала плиты на основе вспученного вермикулита и модифицированного силикатного связующего или нанесение жидкой фракции этого теплоизолирующего материала непосредственно на поверхность отражающей поверхности позволяет значительно снизить температуру отражающей поверхности. Применение данного теплоизолирующего материала позволяет исключить применение экологически опасных минераловатных материалов.
В защитном экране по варианту 2, наличие теплоизолирующего материала, установленного на отражающую поверхность, значительно снижает температуру поверхности экрана.
Сущность заявляемого технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где показано
по первому варианту на фиг.1 - общий вид защитного экрана с двумя отражающими поверхностями, на одну из которых установлен теплоизолирующий материал; по второму варианту полезной модели: на фиг.2 - защитный экран с одной отражающей поверхностью с теплоизолирующим материалом.
По первому варианту полезной модели защитный экран состоит из отражающей поверхности 1, установленной на расстоянии от нагретой поверхности печи и образует конвективный канал 2. Отражающая поверхность 3 установлена эквидистантно первой отражающей поверхности и образует с ней конвекционный канал 4. Защитный экран установлен на основании 6 и крепится к корпусу печи или устанавливается отдельно. На любую из отражающих поверхностей может быть установлен теплоизолирующий материал 5. Защитный экран печей и каминов может быть выполнен разборным или цельным. Экран может быть зафиксирован на печи или установлен отдельно от него.
Защитный экран работает следующим образом. Холодный воздух через зазор между полом и экраном, а также через конвективные отверстия попадает в конвективные каналы, нагревается, поднимается вверх и выходит в помещение. Таким образом, сам экран охлаждается благодаря конвективным потокам воздуха.
По второму варианту полезной модели защитный экран состоит из отражающей поверхности 1, установленной на расстоянии от нагретой поверхности печи и образует конвективный канал 2. На отражающей поверхности закреплено теплоизолирующее покрытие 3. Теплоизолирующее покрытие может быть нанесено непосредственно на отражающую поверхность, либо установлено с зазором к отражающей поверхности.
Защитный экран имеет простую в изготовлении и надежную в эксплуатации конструкцию. Защитный экран может крепиться к печи либо устанавливаться отдельно.
Были проведены эксперименты с защитными экранами и результаты занесены в таблицу. В таблице представлены данные температуры на поверхности защитного экрана в самой горячей точке при температуре нагретой поверхности печи 750-800°С. Во всех экспериментах экраны устанавливались на одинаковом расстоянии от нагретой поверхности печи. В качестве теплоизолирующего материала использовались жесткие вермикулитовые плиты на основе вспученного вермикулита и модифицированного силикатного связующего.
Таблица 1
Конструкция экрана
Температура отражающей поверхности
Защитный экран с одной отражающей поверхностью
400
Защитный экран с двумя отражающими поверхностями
246
Защитный экран с одной отражающей поверхностью и теплоизолирующим слоем
154
Защитный экран с двумя отражающими поверхностями, одна из которых выполнена с теплоизолирующим слоем
90
При выборе защитного экрана с двумя отражающими поверхностями и теплоизолирующим слоем, несколько увеличиваются габариты изделия, но значительно уменьшается температура на поверхности экрана. В том случае, когда строго заданы габариты изделия, возможно использование защитного экрана с одной отражающей поверхностью и теплоизолирующим слоем.
Благодаря реализации совокупности признаков, описанных в предлагаемых технических решениях, обеспечивается повышение эффективности и повышение безопасности при эксплуатации установок нагрева с применением данного экрана.