Пароперегреватель для бани

Полезная модель относится к теплотехническому оборудованию и предназначена для получения пара при проведении банных процедур.
Известны средства получения перегретого пара из влажного пара высокого давления путем отделения жидкости от пара  и перегрева за счет теплообмена с насыщенным паром и повышения тем самым экономичности (SU 561048).
Недостатком данного технического решения является необходимость в дополнительном парогенераторе и трудность стабилизации температуры перегретого пара увеличение габаритов и массы, а также невысокое качество получаемого пара, поскольку при таком способе парообразования неизбежно наличие в составе перегретого пара брызг воды.
°
Известно устройство, обеспечивающее выработку перегретого пара, содержащее бак-испаритель, генерирующий насыщенный пар, который далее нагревается до температур порядка 200..500С в пароперегревателе (RU №154892).
Недостатками этого известного технического решения являются  низкий КПД, поскольку значительная часть тепла горящего топлива теряется вместе с продуктами сгорания, удаляющимися через дымоход, не участвуя в процессе перегрева пара; сложность конструкции пароперегревателя.
Известен пароперегреватель, представляющий собой трубу малого диаметра, согнутую в форме спирали, преимущественно спирали Архимеда, диаметр витков которой выполнен таким образом, чтобы обеспечить установку упомянутой спирали на нагревательный элемент печи, преимущественно дымовую трубу печи (RU №2520111).
Недостатком данного устройства является сложность изготовления, обусловленная конструкцией длинной трубы, согнутой в спираль, что требует соответствующей технологической оснастки, а также ограничение на возможный минимальный диаметр спирали (как следствие, неэффективность использования на тонких дымовых трубах), связанное с прочностными характеристиками материала.
Известен пароперегреватель для бани, содержащий внутреннюю цилиндрическую оболочку, отличающийся тем, что содержит установленную соосно с внутренней наружную цилиндрическую оболочку большего диаметра, с выполненным в нижней ее части отверстием для поступления пара, а также спирально изогнутую ленту, жестко установленную в зазоре между оболочками с примыканием одной своей боковой кромкой к внутренней поверхности наружной оболочки, а второй боковой кромкой - к наружной поверхности внутренней оболочки. Нижние торцы оболочек соединены между собой с образованием дна пароперегревателя (RU 161772, прототип).
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, обусловленная наличием спиральной ленты, увеличенный срок нагрева банного помещения из-за использования конвективного нагрева, недостаточная универсальность конструкции, не позволяющая получить  перегретого «легкого» пара на любом типе печей.
В связи с этим, технической проблемой, на разрешение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание эффективного пароперегревателя и расширение арсенала пароперегревателей для бани.
Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной проблемы, заключается в упрощении конструкции пароперегревателя, сокращении времени нагрева банного помещения (без пересушки воздуха), обеспечение универсальности для получения перегретого «легкого» пара на любом типе печей.
Сущность полезной модели состоит в том, что пароперегреватель для бани содержит внутреннюю цилиндрическую оболочку и наружную цилиндрическую оболочку большего диаметра, причем внутренняя цилиндрическая оболочка выполнена с возможностью установки на печь в качестве стартового элемента дымохода, при этом наружная цилиндрическая оболочка установлена соосно с внутренней цилиндрической оболочкой с образованием в нижней ее части полости закипания, выполненной с отсечными гильзами для исключения смешивания пара с водой и с патрубком для заполнения водой, а в верхней ее части – с выходным патрубком и расположенными под ним камерами перегрева, разделенными параллельными отсечными пластинами, установленными без зазора между внутренней и наружной цилиндрическими оболочками, каждая из отсечных пластин выполнена с отверстием для прохода пара в камеру перегрева, расположенную выше, при этом отсечные пластины установлены так, что отверстия соседних пластин расположены диаметрально противоположно.
Предпочтительно, отсечные пластины выполнены кольцевыми.
Предпочтительно, полость закипания выполнена с объемом, составляющим 1/3 или 1/2 часть объема пароперегревателя.
На чертеже фиг.1 изображен внешний вид пароперегревателя для бани, на фиг.2 – конструктивная схема пароперегревателя по фиг.1 с траекторией движения пара по пароперегревателю.
Пароперегреватель ППШ-М представляет из себя вертикальный пластинчатый теплообменик, выполненный, например, с высотой 1000 мм и с диаметром Ø195 мм (размеры могут варьироваться).
Пароперегреватель для бани содержит  внутреннюю оболочку (внутреннюю трубу) 1, выполненную с возможностью установки на печь в качестве стартового элемента дымохода, наружную оболочку 2 большего диаметра, установленную соосно с внутренней цилиндрической оболочкой 1 с образованием в нижней ее части полости 3 закипания, выполненной с отсечными гильзами 4 для исключения смешивания пара с водой и с патрубком 5 для заполнения водой, а в верхней ее части – выходной патрубок 6 и расположенные под ним камеры  перегрева, разделенные, например, семью (количество пластин варьируется в зависимости от исполнения), отсечными пластинами (диафрагмами) 7, каждая из которых выполнена с отверстием 8 для прохода пара в камеру перегрева, расположенную выше.
Наружная и внутренняя оболочки 1,2 выполнены цилиндрическими, а отсечные пластины 7 – кольцевыми.
Каждая отсечная пластина 7 плотно (без зазора) посажена между внутренней и наружной оболочками 1,2, т.е. между внутренней трубой дымохода и обечайкой (наружным корпусом ППШ).
Отсечные пластины 7 установлены параллельно друг другу, имеют наружный диаметр 195 мм.
Причем отсечные пластины 7 установлены таким образом, что паровые отверстия 8 в них расположены диаметрально противоположно, т.е. отверстия 8 соседних пластин 7 расположены с разных сторон от внутренней оболочки 1, т.е. в каждой камере перегрева траектория движения пара охватывает оболочку 1, т.е. дымовую трубу печи.
Отверстия 8 в отсечных пластинах выполнены, предпочтительно, с диаметром 20 мм. В верхней пластине 7 отверстие 8 имеет меньший диаметр и закрыто заглушкой 9, которая используется как аварийный спускник давления.
Полость 3 закипания выполнена с объемом, составляющим 1/3 или 1/2 (в зависимости от исполнения) часть объема пароперегревателя (кольцевого объема между оболочками 1,2).
Пароперегреватель  устанавливается непосредственно на банную печь в качестве стартового элемента дымохода.
На фиг.2 стрелками нанесена траектория (схема) движения пара по пароперегревателю.
Пароперегреватель для бани работает следующим образом.
Перед началом работы полость 3 закипания, составляющая 1/3 или 1/2 (в зависимости от исполнения) часть (нижняя) данного аппарата заполняется водой через нижний патрубок 5, где происходит активный процесс кипения и испарения за счет съема тепла с внутренней трубы (дымохода) 1. С целью исключения смешивания воды, в данной зоне установлены отсечные гильзы 4 на протяжении всего нижнего участка парообразования.
При работе печи образующийся в полости 3 закипания пар попадает в пространство между первой и второй отсечными пластинами 7 (камеру перегрева), где перегревается и под действием парового давления через отверстие 8 в пластине 7, попадает в следующую камеру перегрева, расположенную выше. Таким образом, процес повторяется несколько раз (в зависимости от кол-ва отсечных пластин 7 (камер перегрева).
Использование отсечных гильз 4 в полости 3 закипания  воды позволяет отсечь общий объем воды от  нагревающего элемента (внутренней оболочки 1, т.е. дымоходной печной трубы) и нагревать до кипения лишь отдельный небольшой ее объем между оболочкой 1 и первой отсечной гильзой 4. В связи с этим, нет необходимости нагревать весь объем жидкости до температуры кипения и испарения. Соответственно интенсивный процесс паровыделения начинает происходить уже через 8 минут после растопки печи.
При этом существует отдельная зона для конденсирования не перегретого пара (между стартовой пластиной (не имеет нумерации) и первой отсечной пластиной 7 - диафрагмой).
Так как каждая пластина 7 плотно посажена между внутренней трубой (оболочкой) 1 дымохода и обечайкой (оболочкой 2, являющейся наружным корпусом ППШ), две соседние пластины 7 создают отдельную камеру перегрева пара. В связи с чем перегреваемый пар может попасть в следующую камеру перегрева, расположенную выше, только через единичное отверстие 8 в самой отсечной пластине 7. Поскольку пластины 7 установлены таким образом, что бы единичные отверстия 8 в них располагались диаметрально противоположно, увеличивая путь движения пара, в каждой камере пар вынужден обойти внутреннюю трубу 1 дымохода, как наиболее нагретый элемент дымовой системы, что существенно увеличивает степень перегрева пара.
0
Пройдя все отверстия 8 и камеры перегрева, пар повышенной температуры (до 400 С) под значительным давлением выходит наружу из верхнего патрубка 6 в помещение бани.
Технический результат при использовании настоящей полезной модели   заключается в упрощении конструкции пароперегревателя, сокращении времени  нагрева банного помещения (без пересушки воздуха), обеспечение универсальности для  получения перегретого «легкого» пара на любом типе печей.
Заявляемый пароперегреватель для бани прост и технологичен в изготовлении, совместим с различными конструкциями печей, и позволяет получать перегретый пар требуемых параметров.