БАННАЯ ПЕЧЬ

Техническое решение относится к нагревательным устройствам на твердом топливе, применяемым для нагрева воздуха и получения пара в банях.
Из RU 145329 U1, F24B 1/189, опубликованного 20.09.2014, известна печь для мобильных сооружений с подвижной заслонкой и искроуловителем, содержащая корпус, в котором расположена камера сгорания с дверцей, колосниковая решетка, зольник с ящиком зольника, дымоход, защитный кожух-конвектор и опоры, у которой камера сгорания содержит заслонку с возможностью ее перемещения и смежный с камерой искроуловитель, состоящий из полости и погруженного в него патрубка дымохода.
Недостатком данной печи является сложная форма корпуса, которая не позволяет изготовить печь методом литья. Также в процессе горения топлива в топочном пространстве будет образовываться окалина, стенки печи будут истончаться, вследствие чего печь придет в негодность. Кроме того, рядом с топочным агрегатом расположен пламегаситель, который увеличивает массу конструкции печи.
Наиболее близким аналогом является банная печь (RU 150387 U1, F24B 1/24, опубликовано 20.02.2015), содержащая корпус, портал, установленный с фронтальной стороны корпуса, топку, расположенную в корпусе, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой и состоящее из трех секций, дымовую трубу, у которой каждая из секций металлического ложа имеет форму полой открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, секции металлического ложа соединены длинными верхними краями, при этом под дымовой трубой установлен пламегаситель, обеспечивающий движение газов вдоль металлического ложа.
Недостатком данной печи является ненадежная герметизация стыков стенок топочного агрегата, что может привести к прорыву продуктов горения в помещение парной. Также, данная печь неудобна в перевозке и хранении вследствие большого количества ребристых деталей, которые занимают много места при транспортировке от производства к месту реализации.
Задачей настоящего технического решения является создание сборно-разборной печи для бани, выполненной из литых металлических частей, обеспечивающих в собранном виде герметизацию всех стыковых соединений, достаточную для предотвращения утечки дымовых газов и других продуктов горения в помещение, в котором она расположена.
Техническим результатом является повышение герметичности топочного пространства при упрощении конструкции сборной печи, обеспечивающей уменьшение габаритов печи в разобранном (транспортном) состоянии.
Обеспечивается это тем, что банная печь содержит верхнюю плиту, основание, стенки, образующие топочный агрегат с установленной в проеме колосниковой плиты колосниковой решеткой и расположенным над ней сборным пламегасителем, в которой топочный канал образован стыкованными по длине секциями разной длины и с одной стороны соединен с топочным агрегатом, а с другой имеет торцевую отбортовку, к которой с образованием разъемного соединения шип-паз примыкает топочная дверца, при этом все соединения стенок топочного агрегата и верхней плиты, имеющей дымоотводящий патрубок и образующее открытую сверху емкость углубление, выполнены через шип-паз, в пазах которых уложен огнеупорный шнур и размещен термостойкий герметик, а основание имеет буртик со стороны задней и боковых стен, к которому они примыкают нижней частью внешней поверхности, на внутренней поверхности которых образованы выступы, удерживающие колосниковую плиту, образующую распор для стенок относительно буртика. При этом топочный канал зафиксирован непосредственно к топочному агрегату при помощи термостойкого герметика и огнеупорного шнура, а образующий распор стенок в средней их части составной из двух частей пламегаситель расположен под дымоотводящим патрубком и над колосниковой плитой таким образом, что его первая часть соединена через шип-паз с передней и боковыми стенками или через шип-паз с передней стенкой и установлена на выступы, расположенные на боковых стенках топочного агрегата в их средних по высоте частях, а вторая часть пламегасителя подвижно установлена на выступы в средних по их высоте частях боковых стенок топочного агрегата и на первой части пламегасителя. Кроме того, колосниковая плита также соединена через шип-паз со стенками топочного агрегата с применением термостойкого шнура и термостойкого герметика. А толщина стенок топочного агрегата составляет 10 мм, максимальная толщина верхней плиты составляет 17 мм с увеличением в максимально теплонагруженной части основания емкости до 24 мм.
Причинно-следственная связь признаков сборной банной печи с техническим результатом, т.е. существенность ее признаков, обеспечивается тем, что при выполнении стенок печи с соединением шип-паз с верхней плитой, оно изолировано от утечки газообразных продуктов горения расположенным в таком соединении, т.е. в зоне повышенного давления, огнеупорным шнуром, а также термостойким герметиком. К таким соединениям относятся образующие топочный агрегат верхняя плита и стенки печи, установленные на основание. В свою очередь для удержания стенок печи в проектном положении и предотвращения раскрытия щелей между ними, основание, на которое они установлены, имеет буртик со стороны задней и боковых стен, к которому они примыкают нижней частью внешней поверхности. На внутренней поверхности стенок образованы выступы, удерживающие колосниковую плиту, образующую распор для стенок относительно буртика, что также предотвращает раскрытие стыков, в том числе при нагреве или охлаждении, и, таким образом, исключает утечку дымовых газов в пространство за стенки печи. Установка в проеме колосниковой плиты колосниковой решетки и расположенного над ней сборного пламегасителя, а также выполнение в верхней плите дымоотводящего патрубка, обеспечивает организованное удаление продуктов горения. Стыковка по длине образующих топочный канал секций разной длины также выполнена с перекрытием места стыка соединением шип-паз (согласно фиг. 1), что исключает проникновение газообразных продуктов горения и через эти соединения, которые позволяют, вместе с этим, уменьшить транспортные габариты печи. Топочный канал с одной стороны соединен с топочным агрегатом, а с другой - имеет торцевую отбортовку, к которой с образованием (изображенного на фиг. 1) разъемного соединения шип-паз примыкает топочная дверца, имеющая разъемное соединение шип-паз по фасадной поверхности отбортовки. Таким образом, все предотвращающие утечку дымовых газов соединения стенок топочного агрегата и верхней плиты, имеющей дымоотводящий патрубок и образующее открытую сверху емкость углубление, выполнены через шип-паз, а в пазах уложен огнеупорный шнур и размещен термостойкий герметик.
Для усиления указанного технического результата топочный канал зафиксирован непосредственно к топочному агрегату при помощи термостойкого герметика и огнеупорного шнура, а образующий распор стенок в средней их части составной из двух частей пламегаситель расположен под дымоотводящим патрубком и над колосниковой плитой таким образом, что его первая часть соединена через шип-паз с передней и боковыми стенками или через шип-паз с передней стенкой и установлена на выступы, расположенные на боковых стенках топочного агрегата в их средних по высоте частях, а вторая часть пламегасителя подвижно установлена на выступы в средних по их высоте частях боковых стенок топочного агрегата и на первой части пламегасителя. Такая конструкция обеспечивает стойкое пространственное положение сборных элементов печи и предотвращает образование щелей и неплотностей соединения. Для усиления технического результата, колосниковая плита также соединена через шип-паз со стенками топочного агрегата с применением термостойкого шнура и термостойкого герметика. Такой технический результат реализуется только для сборной из отдельных, в большинстве своем плоских, деталей печи, при толщине стенок топочного агрегата 10 мм, максимальной толщине верхней плиты 17 мм с увеличением в максимально теплонагруженной части основания емкости до 24 мм, что позволяет при катом конструктивном ее выполнении значительно уменьшить транспортные габариты и массу.
На фиг. 1 представлен общий вид банной печи с вырезом одной четверти для раскрытия узлов соединения составляющих ее деталей. Позициями отмечены следующие составные элементы печи: 1 - верхняя плита, 2 - основание, 3 - стенки. Позициями 1, 2 и 3 образован топочный агрегат с установленной в проеме колосниковой плиты 4 колосниковой решеткой 5. Над колосниковой решеткой 5 расположены состыкованные между собой соединением шип-паз плиты 6 и 7, образующие сборный пламегаситель. Топочный канал образован стыкованными по длине его секциями 8 и 9 разной длины и с одной стороны соединен с упомянутым топочным агрегатом, а с другой имеет торцевую отбортовку 10, к которой с образованием разъемного соединения шип-паз примыкает топочная дверца 11. Все соединения стенок упомянутого топочного агрегата и верхней плиты 1, имеющей дымоотводящий патрубок 12 и образующее открытую сверху емкость 13 углубление в ней, выполнены через шип-паз (как показано на фиг. 1). В пазах уложен огнеупорный, например кремнеземный, муллитокремнеземный или базальтовый шнур (не показан) и размещен термостойкий, например силикатный, силиконовый и т.п. герметик (не показан). Основание 2 имеет буртик 14 со стороны задней и боковых стенок 3, к которому они примыкают нижней частью внешней поверхности. На внутренней поверхности стенок 3 образованы выступы 15, удерживающие колосниковую плиту 4, которая является распором для стенок 3 относительно буртика 14. При этом топочный канал зафиксирован непосредственно к топочному агрегату при помощи упомянутых термостойкого герметика и огнеупорного шнура. Образующий распор стенок 3 в средней их части составной из двух частей - плит 6 и 7 пламегаситель расположен под дымоотводящим патрубком 12 и над колосниковой плитой 4 таким образом, что его первая часть - плита 6 соединена через шип-паз с передней и боковыми стенками 3 или через шип-паз с передней стенкой и установлена на выступы 16, расположенные на боковых стенках 3 топочного агрегата в их средних по высоте частях. Вторая часть пламегасителя - плита 7 подвижно установлена на другие аналогичные выступы 16 в средних по их высоте частях боковых стенок 3 топочного агрегата и на первой части - плите 6 пламегасителя. Кроме того, колосниковая плита 4 может быть также соединена через шип-паз со стенками 3 топочного агрегата с применением упомянутых термостойкого шнура и термостойкого герметика. А толщина литых стенок 3 топочного агрегата составляет 10 мм, максимальная толщина верхней плиты 1 составляет 17 мм с увеличением в максимально теплонагруженной части основания емкости до 24 мм.
Печь состоит из деталей, последовательно соединенных между собой при помощи герметика и шнура. Большинство деталей печи выполнены плоскими для обеспечения линейной герметизации стыковых соединений, а также для компактности печи при хранении в разобранном виде и транспортировке. Также простая форма деталей позволяет повысить технологичность литейных форм. Стенки 3 печи могут иметь внешнее оребрение для повышения теплоотдачи. Элементы печи выполнены литыми из высококачественного либо серого чугуна - материала стойкого к перепадам температур и слабо подверженного образованию окалины и истончению в процессе горения топлива. Конструкция топочного пространства, образованного стенками 3 и верхней плитой 1 с емкостью 13 позволяет увеличить КПД за счет более полного использования тепловой энергии горения топлива и дополнительного нагрева верха печи отходящими газами. Для обеспечения безопасного использования банной печи в ее конструкцию введены: топочный канал (топливный тоннель) и чугунная топочная дверца. Топочный канал обеспечивает возможность осуществления процесса топки печи из смежного с парной помещения, и служит для безопасного «прохода» через негорючую стену при исключении прорыва дымовых газов в местах соединения его секций. Дверца из чугуна служит прекрасным изолятором, она состоит из рамки и полотна, имеет запорное устройство в виде ручки-крючка. Для подачи воздуха в топочную часть и регулирования скорости горения топлива служит поддувало 17. Снизу печи располагается зольник 18, необходимый для удобного извлечения золы и регулирования подачи воздуха к горящему топливу. Углубление верхней плиты 1 служит для размещения камней (каменка), которые нагреваются от стенок печи, длительное время удерживают тепло и служат дополнительными элементами нагрева помещения бани и производства водяного пара. Конструкция печи представляет собой единое устройство, собранное последовательно, из чугунных элементов печи при помощи термостойкого герметика и огнеупорного шнура. Печь поставляется к реализации в разобранном виде. Топочный канал представляет собой сборный толстостенный чугунный элемент с закрепленной на нем дверцей, через которую осуществляется процесс топки печи. Топочный канал имеет узкую и широкую части. Узкой частью канал соединяется с топочным агрегатом, а в противоположной, широкой, части расположена топочная дверца. Топочный канал фиксируется непосредственно к топочному агрегату при помощи огнестойкого герметика и огнеупорного шнура.
В качестве примера реализации приведены размеры банной печи:
Высота (с учетом дымоотводящего патрубка) - 600-620 мм.
Глубина (включая топочный канал) - 777-797 мм.
Глубина топки - 440-460 мм.
Длина топочного тоннеля - 240-260 мм.
Ширина дверцы - 405 - 42510 мм.
Вес печи - 187,2-197,2 кг.
Соединение основных элементов печи при ее монтаже произведено последовательно с помощью термостойкого герметика и огнеупорного шнура по периметру каждого элемента. Каждый элемент имеет углубление по периметру, используемое для укладки огнеупорного шнура. Стенки всех элементов имеют разную толщину материала, что обусловлено разной температурной нагрузкой на каждый элемент и приводит к снижению массы устройства в сборе. Боковые стенки имеют толщину - 10 мм. Верхняя плита имеет толщину 17 мм, а в максимально теплонагруженной части 24 мм. Дополнительно, в местах наличия ребер жесткости конструкции толщина стенок составляет 10-12 мм (что обусловлено методом литья чугуна). Литейный допуск на толщины стенок составляет 1 мм. При работе банной печи отходящие дымовые газы проходят из топочной камеры по, так называемому, лабиринту, тем самым равномерно распределяя тепло на все стенки топочного агрегата. Первоначально отходящие газы движутся вверх от горящего топлива, затем, направляемые пламегасителем, движутся в сторону, к свободному выводу наверх, огибая верхнюю плиту корпуса печи - в дымоотводящий патрубок. В конструкции составной из плит 6 и 7 пламегаситель, выполняет функцию «зуба-отбойника». Зуб-отбойник перекрывает прямоточный канал выхода отходящих газов, путем направления потока газов по более сложному пути для равномерного распределения температуры этих исходящих газов, снижая вероятность их прорыва в пространство вне печи. Для увеличения времени поддержания заданной температуры и влажности в парном помещении, в конструкции верхней плиты банной печи предусмотрено специальное углубление (каменка), для размещения камней. Камни укладываются по всему пространству углубления таким образом, чтобы между камнями оставались естественные зазоры 1-3 см для естественной циркуляции воздуха и равномерного съема тепла с верхней стенки печи.