Печь для бани
SAUNA STOVE

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к бытовым банным печам, и предназначено для прогрева помещения, подогрева воды и получения пара.
Известна конструкция печи для бани (см. патент РФ №2347980), содержащая топочную камеру с колосниковой решеткой и дверкой, выносной топливный канал, зольник с зольным ящиком, ограждающий кожух, дымоход, полость для теплоаккумулирующей загрузки, съемный бак для воды, при этом печь дополнительно содержит парообразователи, жестко приваренные к боковым стенкам топки, сверху топочной камеры установлен дымосборник, стенки которого сопряжены со сводом топочной камеры, а днище его выполнено короче самого дымосборника, под углом 75-85° к горизонтали, имеет уклон к передней стенке дымосборника и жестко приварено к боковым стенкам с зазором между кромкой днища и передней и задней стенками дымосборника, при этом под углом к днищу дымосборника и по его средней долевой линии дополнительно закреплены две перегородки, имеющие форму прямоугольной трапеции и образующие с верхней стенкой дымосборника центральный канал, в сечении представляющий треугольник с перевернутой книзу вершиной, а также образующие с верхней, нижней и боковыми стенками дымосборника два горизонтальных канала, в сечении представляющих собой прямоугольную трапецию, центральный канал имеет выход в дымоход через патрубок, а со стороны задней стенки дымосборника глухо закрыт ограничителем, который с задней стенкой образует газоходный канал, перегородки выполнены короче днища дымосборника и между их торцевыми кромками, передней стенкой и верхней стенкой дымосборника образован газоходный канал, в днище дымосборника выполнена щель, расположенная в центральном канале под патрубком дымосборника, при этом топочная камера в верхней своей части имеет форму усеченной пирамиды, полость для теплоаккумулирующей загрузки имеет днище, одна часть которого является сводом топочной камеры, а другая расположена под углом 45-55° к основанию топочной камеры и имеет вентиляционные отверстия по всему периметру, съемный бак для воды закреплен на дымоходе и снабжен вентилями-дозаторами, установленными соосно с каналами для ввода воды в парообразователи.
К недостаткам известной печи для бани можно отнести сложность конструкции и низкую отдачу тепла теплоаккумулирующей загрузке.
Известна более совершенная конструкция печи для бани (см. патент РФ на изобретение №2281433, М. кл. F24B 9/00 – прототип), содержащая топку со сплошным сводом, размещенную над сводом каменку, установленный над каменкой бак для воды и пропущенный сквозь каменку и бак газоход и пустотелую камеру, при этом пустотелая камера примыкает к своду топки или к днищу водяного бака и к своду топки и соединена посредством вертикальных каналов газохода с полостью топки и дымовой трубой, при этом оси каналов смещены к противоположным боковым стенкам печи, а проходное сечение камеры больше сечения канала газохода настолько, что скорость газового потока в камере резко падает с образованием вихрей, перемещающихся к другому каналу газохода. В одной из боковых стенок камеры выполнено отверстие, снабженное заслонкой.
К недостаткам известной конструкции можно отнести низкую отдачу тепла нагретыми газами теплоаккумулирующей загрузке - нагреваемой воде и «камням» в каменке.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, заключающееся в повышении эффективности теплоотдачи.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, содержащих топку с зольником и колосниковой решеткой, газоходы, емкость для воды и каменку с теплоаккумулирующей загрузкой и новых признаков, заключающихся в том, что над топкой, в каменке с теплоаккумулирующей загрузкой смонтирован двухуровневый газоход, нижний уровень которого выполнен в виде двух, проходящих от тыльной стороны печи к лицевой, каналов, связанных с одним каналом верхнего уровня газохода при помощи камеры-смесителя потоков, выполненной на обратной стороне лицевой поверхности печи напротив перехода газового потока с нижнего уровня на верхний.
Каналы для прохода разогретых газов газохода обоих уровней выполнены восходящими под углом 0-5 градусов к горизонту.
На лицевой стороне печи, напротив каналов для отвода разогретых газов, для их чистки от сажи, выполнены герметичные окна с дверцами.
Проходное сечение камеры смешения потоков выполнено больше суммы проходных сечений каналов верхнего и нижнего уровней на 10-60%.
Газоходы каменки выполнены круглого, или квадратного, или прямоугольного, или многоугольного, или овального сечений.
Новизной предложенной печи является монтаж над топкой, в каменке с теплоаккумулирующей загрузкой, двухуровневого газохода, нижний уровень которого выполнен в виде двух, проходящих от тыльной стороны печи к лицевой, каналов, связанных с одним каналом верхнего уровня газохода при помощи камеры-смесителя потоков, выполненной на обратной стороне лицевой поверхности печи напротив перехода газового потока с нижнего уровня на верхний.
Выполнение в каменке, внутри теплоаккумулирующей загрузки, двухуровневого газохода, нижний уровень которого выполнен в виде двух, проходящих от тыльной стороны печи к лицевой, каналов, связанных с одним каналом верхнего уровня газохода при помощи камеры-смесителя потоков, позволяет более полно передать тепло разогретых газов теплоаккумулирующей загрузке, что в итоге способствует повышению эффективности теплоотдачи.
Признаки выполнения каналов для прохода разогретых газов газохода обоих уровней восходящими под углом 0-5 градусов к горизонту, выполнение на лицевой стороне печи, напротив каналов для отвода разогретых газов, для их чистки от сажи, герметичных окон с дверцами, выполнение проходного сечения камеры смешения потоков больше суммы проходных сечений каналов верхнего и нижнего уровней на 10-60% и выполнение газоходов каменки круглого, или квадратного, или прямоугольного, или многоугольного, или овального сечений - являются признаками, дополнительно направленными на достижение поставленного предлагаемым изобретением технического результата.
В качестве теплоаккумулирующей загрузки могут быть использованы природные камни, крупная галька, искусственно созданные фрагменты кубической, или круглой, или овальной форм, или в виде многогранников.
Согласно проведенному патентно-информационному поиску сочетания известных и новых признаков предложенного устройства в известных источниках информации не обнаружено, что позволяет сделать вывод о их новизне.
Отсутствие источников информации, в которых использовались бы предлагаемые существенные признаки, позволяет отнести их соответствующими изобретательскому уровню.
Сочетание предложенных признаков с описанием работы предлагаемого устройства позволяет признать их промышленно выполнимыми.
На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая печь для бани.
На фиг. 2 схематично представлен газоход каменки печи.
Печь для бани состоит из топки 1 с дверцей 2, наклонными боковыми стенками 3, колосниковой решеткой 4, ящика 5 зольника для золы, восходящими противоположно направленными каналами 6 и 7 для прохождения разогретых и раскаленных газов, с окнами и дверцами 8 для очистки каналов от сажи, дымовой трубой 9, каменки 10 с теплоаккумулирующей загрузкой - камнями (камни на чертеже не показаны).
Передняя 11 и тыльная 12 стенки печи служат для нее опорами. На тыльной внутренней стороне топки 1, напротив дверцы 2, в виде усеченной полой трапеции выполнен канал 13 поддува воздуха. Окна 14, выполненные у тыльной стенки печи в нижних восходящих каналах 6, обеспечивают вход раскаленных и нагретых газов в камеру 15 смешения потоков, выполненную за передней стенкой печи перед торцами каналов 6 и 7, и далее разогретые газы переходят в канал 7 верхнего уровня. Стрелками 16 показано движение раскаленных газов по газоходам 6 в камеру смешения 15 и газоход 7.
Предлагаемая печь для бани работает следующим образом.
Топливо для печи разжигают на колосниковой решетке 4. Та часть топлива, которая касается боковых стенок 3 топки во время горения и по мере сгорания топлива по наклонным стенкам 3 смещается вниз на колосник 4, обеспечивая тем самым более полное сгорание топлива и более полную его теплоотдачу. Для интенсификации процесса горения топлива в зону горения через канал 13 поддува дополнительно поступает воздух. Разогретые газы, поднимаясь вверх через окна 14 поступают в наклонные по восходящей нижнего уровня два канала 6 для прохождения разогретых и раскаленных газов, которые проходят сначала вперед к дверцам 8 в камеру 15 смешения потоков, а затем через камеру 15, выполненную на обратной стороне лицевой поверхности печи напротив перехода газового потока с нижнего уровня на верхний, разогретые газы поступают в канал 7 верхнего уровня и далее через дымовую трубу 9 наружу. При этом нагретые газы, двигаясь по восходящим каналам 6 и 7 для прохождения разогретых и раскаленных газов, отдают тепло через его стенки теплоаккумулирующей загрузке камням, находящимся в каменке.
Выполнение угла восходящих каналов для отвода разогретых газов в каменке равным 0-5 градусов позволяет более полно передать тепло разогретых газов теплоаккумулирующей загрузке-камням и при необходимости воде в емкости (емкость на чертеже не показана).
Выполнение на лицевой стороне печи напротив каналов для отвода разогретых газов для их чистки от сажи окон с дверцами позволяет в любое время с хорошим доступом очистить каналы-газоходы от накопившейся сажи и обеспечить тем самым эффективную работу печи.
Выполнение проходного сечения камеры смешения потоков больше суммы проходных сечений каналов верхнего и нижнего уровней на 10-60% дополнительно позволяет снизить скорость газового потока в камере смешения, более интенсивно перемешивать поток разогретых газов и более эффективно отдавать тепло теплоаккумулирующей загрузке.
Выполнение газоходов каменки круглого, или квадратного, или прямоугольного, или многоугольного, или овального сечений позволяет расширить ассортимент используемого металлопроката и обеспечить оптимальную теплоотдачу.
В настоящее время авторами изготовлено несколько опытных образцов печи, которые проходят испытания.
Предварительные результаты испытаний положительные.