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. Конструкция устройства позволяет использовать различные сочетания температуры и влажности воздуха, создавая режимы мелкодисперсного пара, классического пара и сауны.
Техническим результатом полезной модели является создание непрерывного высокотемпературного режима работы для быстрого восстановления после залпового выброса пара.
Уровень техники
Известно устройство «Дровяная печь-каменка Ангара 2012» (источник: http://www.termosfera.net/i/termofor/Rukovodstva/rukovodstvo-po-ekspluatatsii-angara-2012.pdf), содержащее наружный кожух-конвектор, топливник, внешнюю каменку, разделенную на две части, и внутреннюю закрытую каменку круглой формы. Для подачи воды во внутреннюю каменку предусмотрена специальная воронка. Нагрев внутренней каменка обеспечивается только с внешней ее поверхности, и, при подаче воды через специальную воронку, после получения пара, такой нагрев не обеспечивает быстрое восстановление после залпового выброса пара.
Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков, которое принято в качестве прототипа, является устройство (патент на полезную модель РФ № 182654, класс МПК F24B 1/02 (2006.01), F24B 5/02 (2006.01), опубл. 27.08.2018, бюл. № 24), содержащее металлический корпус, верхняя часть которого выполнена в виде шестигранного параллелепипеда, внутри которого находится внутренняя каменка, внешнюю каменку, внешнюю решетку которой образуют пластинчатые элементы, расположенные радиально и равномерно по периметру устройства на некотором расстоянии друг от друга, куда укладываются теплоаккумулирующие элементы и внутреннюю каменку в форме шестигранного параллелепипеда, на боковой поверхности которого расположено отверстие со съемной крышкой, топку и радиатор, закрытые металлическим защитным кожухом, топливный канал с дверкой, котловой патрубок, воронки для подачи воды во внутреннюю каменку.
Внутренняя каменка имеет существенный недостаток, поскольку ее нагрев осуществляется только с внешних ее сторон и, после подачи воды на каменку для создания пара, требуется время на восстановление высокотемпературного режима работы устройства.
Технической задачей является повышение эффективности работы устройства путем создания устройства с улучшенными потребительскими свойствами.
Раскрытие сущности полезной модели
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. Конструкция устройства позволяет использовать различные сочетания температуры и влажности воздуха, создавая режимы мелкодисперсного пара, классического пара и сауны (при работе устройства без подачи воды), обеспечивает непрерывный высокотемпературный режим.
Устройство представляет собой два металлических корпуса в виде многогранных параллелепипедов, отделенных друг от друга нижней плитой верхнего корпуса устройства в виде выступающего за края корпусов многогранника с закругленными вершинами с прямоугольным, например квадратным, отверстием посередине, узкими продольными конвекционными отверстиями по внешнему выступающему краю, обеспечивающими интенсивный и равномерный теплообменный процесс внутри помещения, где установлено устройство.
Внутри верхнего корпуса находится меньшей высоты и размеров внутренняя каменка, имеющая форму многогранного параллелепипеда, одна из граней которой является общей с корпусом. Внутренняя каменка расположена так, что над ней и между остальными гранями верхнего корпуса и внутренней каменки образуется зазор, формирующий единую газоходную полость.
Форма внутренней каменки в виде многогранника увеличивает площадь поверхности нагрева теплоаккумулирующего материала и увеличивает теплоотдачу устройства. Нижняя плита верхнего корпуса, имеет ряд овальных отверстий, расположенных по окружности непосредственно в месте зазоров между верхним корпусом и внутренней каменкой устройства и служащих для интенсификации нагрева внешней поверхности внутренней каменки. Верхняя плита внутренней каменки имеет три, расположенных диаметрально, круглых или прямоугольных, например, квадратных, отверстия. Центральные отверстия верхней плиты внутренней каменки и нижней плиты верхнего корпуса соединены между собой круглой или прямоугольной, например, квадратной, трубой, с помощью которой обеспечивается интенсивный нагрев внутреннего пространства каменки.
Верхний корпус устройства закрыт сверху круглой плоской плитой, выступающей за края корпуса, и имеет три диаметрально расположенных отверстия: круглое посередине, в котором снаружи закреплен котловой патрубок, и два круглых или прямоугольных, например квадратных, отверстия, куда снаружи вставлены воронки, и изнутри крепятся круглые или прямоугольные, например квадратные, трубы, проходящие через круглые или прямоугольные, например квадратные, отверстия верхней плиты внутренней каменки устройства и не доходящие до нижней плиты верхнего корпуса, через которые поступает вода во внутреннюю каменку. Также на верхней плите верхнего корпуса расположено дополнительное ревизионное отверстие с заглушкой, предназначенное для очистки газоходов.
Отверстие со съемной крышкой, расположенное на общей с внутренней каменкой грани верхнего корпуса устройства, обеспечивает доступ к внутренней каменке. Съемная крышка имеет небольшое сопло, которое служит местом выхода мелкодисперсного пара.
Нижний корпус устройства с опорными ногами служит топкой и имеет топочный канал с дверцей, зольный ящик и металлические радиаторы с трех других его сторон, не доходящие вплотную к нижней плите верхнего корпуса.
Устройство имеет внешнюю каменку, охватывающую устройство, за исключением топочного канала, со всех сторон сверху донизу, куда укладываются теплоаккумулирующие элементы, обеспечивающие защиту от жесткого инфракрасного излучения и являющиеся источником так называемого «мягкого» тепла. Сверху устройство закрывается крышкой.
Внутренняя каменка образует собой мощный парогенератор, при этом конструкция устройства выполнена так, что пламя и дымовые газы через овальные отверстия, расположенные в месте зазоров между верхним корпусом и внутренней каменкой, огибают значительную часть внутренней каменки как с внешней ее стороны, имеющей форму многогранника, так и изнутри, через трубу, проходящую через середину каменки, что позволяет создавать практически непрерывный высокотемпературный режим работы внутренней каменки, обеспечивая быстрое восстановление после залпового выброса пара (один литр в одну минуту) и работу устройства в режиме «нон-стоп» (20-40 парений в день).
Конструкция устройства создана на основе экспериментов и является оптимальной для обеспечения эффективности работы устройства за счет совершенствования условий его эксплуатации.
Технический результат: создание непрерывного высокотемпературного режима работы устройства.
Краткое описание чертежей
Общий вид и расположение существенных элементов устройства представлены графическими изображениями (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).
Устройство состоит из двух частей: верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) и нижнего корпуса 2 (фиг. 1, фиг. 2), отделенных друг от друга плоской нижней плитой 3 (фиг. 1, фиг. 2) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) в виде выступающего за края корпусов многогранника с закругленными вершинами, с отверстием посередине, узкими продольными конвекционными отверстиями по внешнему выступающему краю. Внутри верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) находится меньшей высоты и размеров внутренняя каменка 4 (фиг. 1), имеющая форму многогранного параллелепипеда, одна их граней которой является общей с верхним корпусом 1 (фиг. 1, фиг. 2). Между остальными гранями верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) и внутренней каменки 4 (фиг. 1) имеется зазор.
Нижняя плита 3 (фиг. 1, фиг. 2) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2), имеет ряд овальных отверстий по окружности, расположенных непосредственно в месте зазоров между верхним корпусом 1 (фиг. 1, фиг. 2) и внутренней каменкой 4 (фиг. 1) устройства
На общей с внутренней каменкой 4 (фиг. 1) грани верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) устройства расположено отверстие со съемной крышкой 5 (фиг. 2) с соплом 6 (фиг. 2).
Верхний корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2) устройства закрыт сверху круглой плоской плитой 7 (фиг. 1), выступающей за края корпуса, имеющей три диаметрально расположенных отверстия: круглое посередине, в котором снаружи закреплен котловой патрубок 8 (фиг. 1) и два отверстия, в которые вставлены воронки 9 (фиг. 1), и к которым изнутри крепятся трубы 10 (фиг. 1), проходящие через отверстия верхней плиты 11 (фиг. 1) внутренней каменки 4 (фиг. 1) устройства, не доходящие до нижней плиты 3 (фиг. 1, фиг. 2) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2). Также на круглой плоской плите 7 (фиг. 1) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) устройства расположено дополнительное ревизионное отверстие с заглушкой 13 (фиг. 2).
Верхняя плита 11 (фиг. 1) внутренней каменки 4 (фиг. 1) имеет три расположенных диаметрально отверстия. Центральные отверстия верхней плиты 11 (фиг. 1) внутренней каменки 4 (фиг. 1) и нижней плиты 3 (фиг. 1, фиг. 2) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) устройства соединены между собой трубой 12 (фиг. 1).
Нижний корпус 2 (фиг. 1, фиг. 2) устройства с опорными ногами служит топкой и имеет топочный канал 14 (фиг. 2) с дверцей, зольный ящик 15 (фиг. 2) и металлические радиаторы 16 (фиг. 2) с трех его сторон, за исключением стороны, где проходит топочный канал, не доходящие вплотную к нижней плите 3 (фиг. 1, фиг. 2) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2). Снаружи устройство закрыто внешней каменкой 17 (фиг. 3), куда укладываются теплоаккумулирующие элементы. Сверху устройство закрыто крышкой 18 (фиг. 3), под которую также укладываются теплоаккумулирующие элементы.
Осуществление полезной модели.
Устройство работает следующим образом. В результате сгорания топлива в нижнем корпусе 2 (фиг. 1, фиг. 2), являющимся топкой устройства, происходит интенсивное нагревание теплоаккумулирующего материала во внутренней каменке 4 (фиг. 1) устройства. Пламя и дымовые газы огибают внутреннюю каменку 4 (фиг. 1) через овальные отверстия в зазоре, образованном гранями верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) и внутренней каменки 4 (фиг. 1), а также через трубу 12 (фиг. 1), что позволяет обеспечивать практически непрерывный высокотемпературный режим работы внутренней каменки 4 (фиг. 1), обеспечивая быстрое восстановление после залпового выброса пара и работу устройства в режиме «нон-стоп» (20-40 парений в день). Конвекция воздуха осуществляется между внешней каменкой 17 (фиг. 3) и верхним 1 (фиг. 1, фиг. 2) и нижним 2 (фиг. 1, фиг. 2) корпусами устройства через радиаторы 16 (фиг. 2) нижнего корпуса 2 (фиг. 1, фиг. 2) устройства  и конвекционные отверстия нижней плиты 3 (фиг. 1, фиг. 2) верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2), обеспечивая интенсивный и равномерный теплообменный процесс, режим «мягкого» тепла и защиту от жесткого инфракрасного излучения.
Устройство может работать в режиме интенсивного горения при растопке и наборе температуры и в экономичном режиме при текущей эксплуатации и позволяет получать различные режимы в парной, одним из которых является режим мелкодисперсного пара - режим особого, легкого пара, получаемого при подаче воды через воронки 9 (фиг. 1) и трубы 10 (фиг. 1) во внутреннюю каменку 4 (фиг. 1), теплоаккумулирующие элементы в которой нагреваются до температуры более 400°С.
Внутренняя каменка 4 (фиг. 1) загружается теплоаккумулирующими элементами через отверстие, расположенное в верхнем корпусе 1 (фиг. 1, фиг. 2). Регулирование режима парообразования устройства обеспечивается при помощи совместного с внутренней каменкой 4 (фиг. 1) отверстия на боковой поверхности верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) устройства со съемной крышкой 5 (фиг. 2) с соплом 6 (фиг. 2) для выхода мелкодисперсного пара. Для эксплуатации печи в режиме мелкодисперсного пара съемная крышка 5 (фиг. 2) устанавливается вплотную к боковой поверхности верхнего корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2) устройства, без зазора.