Печь для бани, защитный экран для печи (варианты), теплообменник для печи, система предотвращения оседания сажи на стекле дверцы топки

Группа изобретений относится к конструкции печей и может быть использована при оборудовании бань для отопления парильного помещения, получения пара. Технический результат – сохранение выделяемого печью тепла, защита пользователя от инфракрасного излучения, увеличение аккумулирующего эффекта печи. Печь для бани включает корпус, топку, зольник, колосниковую решетку, закрытую каменку, патрубок дымохода, крышку каменки, защитный кожух. На боковой стенке корпус имеет зацепы для крепления теплообменника. В зольнике со стороны боковой стенки корпус имеет конвекционную дверцу и систему предотвращения оседания сажи на стекле дверцы топки, включающую пластину, идущую под углом от стенки дверцы топки, не доходя до зольного ящика, с образованием кармана под дном топочного канала. Дно топочного канала идет от топки в сторону стенки дверцы топки. Между дном топочного канала и стенкой дверцы топки имеется отверстие. Закрытая каменка имеет боковой канал каменки с дверцей каменки, закрытая каменка установлена на расстоянии от стенок корпуса печи с возможностью прохода газообразных отходов горения по контуру всей внешней поверхности. На задней и боковых стенках печь имеет конвекционные каналы, по периметру корпуса печь имеет защитный экран. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к конструкции печей и может быть использовано при оборудовании бань для отопления парильного помещения, получения пара.

Известно решение RU 93500 U1 "Печь банная", МПК F24B 1/24, содержащее корпус, топливник, каменку, дымоход. Каменка выполнена закрытой, облицована слоем утеплителя, имеет крышку для поддавания на камни воды, а внешний защитный кожух снабжен жалюзи для регулирования потока горячего конвективного воздуха. Топливник имеет увеличенную в среднем на 20 см по сравнению с аналогами высоту.

Недостатком этого технического решения является невозможность крепления теплообменника к стенкам корпуса печи для получения горячей воды. (RU 93500 U1, http://new.fips.ru).

Известно решение RU 182654 U1 "Печь - каменка дровяная", МПК F24B 1/02, F24B 5/02 содержащее внешнюю каменку, образованную пластинчатыми металлическими элементами, расположенными радиально и равномерно по периметру устройства, куда укладываются камни, обеспечивающие защиту от жесткого инфракрасного излучения и являющиеся источником так называемого «мягкого» тепла. Конструкция пластинчатых элементов устройства имеет небольшой уклон кверху, что придает конструкции устройства конусообразный вид и обеспечивает устойчивость. Разделительная крышка между верхней и нижней частями устройства имеет продольные конвекционные отверстия, обеспечивающие интенсивный теплообменный процесс по всей поверхности устройства, конвекцию воздуха между топкой, радиатором и защитным кожухом. Внутренняя каменка образует мощный парогенератор, регулирование которого обеспечивает съемная крышка отверстия на внутренней каменке.

Недостатком этого технического решения является небольшой аккумулирующий эффект печи и высокое воздействие экстремальных температур на наиболее нагруженные элементы конструкции печи. (RU 182654 U1, http://new.fips.ru).

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является решение RU 170096 U1 "Печь - каменка дровяная", МПК F24B 1/02, F24B 5/02, содержащее металлический корпус с топкой, под которой расположена колосниковая решетка, состоящая из отдельных пластин, что позволяет заменять отдельные ее пластины по мере необходимости. Устройство имеет две каменки, наружную и внутреннюю и газоход, состоящий из двух полостей, сообщающихся между собой через внутренний патрубок. Наличие люков для подачи воды на внутреннюю каменку с двух боковых сторон печи позволяет выбрать место ее установки без ограничений и обеспечить технологичность устройства. В верхней части печи имеются воронки для подачи воды во внутреннюю каменку, конструкция и количество которых позволяет охватывать большую поверхность камней для получения пара.

Недостатком этого технического решения является низкая эффективность защиты пользователей от инфракрасного излучения стенок топки и плохое сохранение выделяемого печью тепла. (RU 170096 U1, http://new.fips.ru).

Сущность изобретения

Задача, на которую направлено заявленное решение, разработка конструкции печи и ее элементов, позволяющую повысить эффективность защиты пользователей от инфракрасного излучения стенок топки, сохранить выделяемое печью тепло, увеличить аккумулирующий эффект печи, снизить оседание сажи на стекле дверцы топки, доставлять воду для получения пара напрямую в закрытую каменку, крепить теплообменник на боковую стенку корпуса печи.

Печь для бани с закрытой каменкой имеет корпус (1) фиг. 1, 2, топку (2) фиг. 1, зольник (3) фиг. 1, закрытую каменку (4) фиг. 1, патрубок дымохода (5) фиг. 1, 2, 6.

Корпус (1) фиг. 1 выполнен на основе параллелепипеда, с внутренним конструкционным пространством, в котором размещены: топка (2), зольник (3), закрытая каменка (4). К передней стенке (1.1) фиг. 1 корпуса (1) печи присоединяется топочный канал (2.1).

На верхнем основании (1.4) фиг. 1 корпуса (1) печи расположены: патрубок дымохода (5), устройство дозирования (4.1) фиг. 1, труба выхода пара (4.3) фиг. 1 из закрытой каменки. На задней (1.3) и боковых (1.2) стенках фиг. 1 печи установлены конвекционные каналы (1.5) фиг. 4, 6.

Конвекционные каналы (1.5) фиг. 2 представляют собой профильную трубу на основе постоянного трапецеидального сечения, с выходом и входом, для провода воздуха.

В частном случае исполнения конвекционные каналы (1.5) фиг. 2, 3, 4, 6 выполнены по всему периметру корпуса (1) фиг. 2 печи.

Печь по периметру корпуса (1) фиг. 1 имеет защитный экран (1.6), обеспечивающий защиту пользователя от инфракрасного излучения стенок топки (2).

Защитный экран по первому варианту исполнения может быть выполнен в виде пластин (1.6) фиг. 1 или панелей установленных на расстоянии от корпуса (1) печи для обеспечения конвекции воздуха и укладки теплоаккумулирующего материала.

В частном случае исполнения между защитным экраном (1.6) и боковыми (1.2), задней (1.3), передней (1.1) стенками корпуса (1) печи имеющееся пространство заполнено теплоаккумулирующим материалом, например, такими камнями как дунит, пироксенит, кварцит, кварц, жадеит.

Защитный экран по второму варианту исполнения может представлять собой кожух из природного камня (1.7) фиг. 7. Между кожухом из природного камня (1.7) фиг. 7 и боковыми (1.2) фиг. 1, задней (1.3), передней (1.1) стенками корпуса (1) печи имеется пространство для конвекции воздуха.

Кожух из природного камня (1.7) фиг. 6 в частном случае исполнения выполнен с открытым верхом и бортиком для выкладки камня (1.7.1) фиг. 5, 6. Такое исполнение позволяет разместить теплоаккумулирующий материал на верхней стенке корпуса печи (1.4) фиг. 6 для увеличения аккумулирующего эффекта печи.

Еще в одном частном случае исполнения кожух из природного камня (1.7) фиг. 3, 4 выполнен вдоль трех сторон печи, по боковым (1.2) фиг. 1 и задней (1.3). Такое исполнение позволяет выводить топочный канал (2.1) в смежное помещение.

Печь на боковой стенке (1.2) фиг. 4 корпуса (1) имеет теплообменник (1.8).

Теплообменник (1.8) фиг. 4 представляет собой бак прямоугольной формы со штуцером входа (1.8.1), который расположен на нижней грани и штуцером выхода (1.8.2), который расположен на верхней грани для подачи и отвода воды. Теплообменник (1.8) в верхней части стенки со стороны печи имеет крюки (1.8.5) фиг. 3, 4, в нижней части имеет пластины (1.8.6) для зацепления с верхними (1.8.3) и нижними (1.8.4) зацепами, которые расположены на боковой стенке печи (1.2) между конвекционными каналами (1.5) фиг. 4.

Топка (2) фиг. 1 часть котла образованная боковыми (1.2), задней (1.3), передней (1.1) стенками корпуса (1) печи. В нижней части топка (2) имеет колосниковую решетку (2.3) и зольник (3). В верхней части топочного пространства (2) расположена закрытая каменка (4). Топка (2) по внутреннему периметру облицована защитными экранами из шамота (2.2). В частном случае исполнения по боковым и задней стенкам внутри топки (2) установлены защитные экраны из металла. Между экранами из металла и стенками топки (2) имеется пространство. В передней части топка (2) сопряжена с топочным каналом (2.1). Топочный канал (2.1) фиг. 1 оснащен дверцей (2.4) имеющей в своей конструкции стекло (2.5).

Зольник (3) фиг. 1 бункер, расположенный в нижней части (под колосниковой решеткой) топки (2) печи, служит для сбора золы и шлаков, образовавшихся в результате сгорания топлива. В конструкционном пространстве зольника (3) установлен зольный ящик (3.1) для удобства периодической очистки.

В частном случае исполнения в зольник (3) со стороны боковой стенки (1.2) устанавливается конвекционная дверца (3.2) фиг. 7. Такое исполнение позволяет регулировать тягу не выдвигая зольный ящик (3.1).

Конструкцией печи предусмотрена система предотвращения оседания сажи на стекле (2.5) дверцы топки (2.4) фиг. 1, включающая пластину (2.1.1) фиг. 1, 8 идущую под углом от стенки дверцы топки (2.6) не доходя до зольного ящика (3.1), тем самым образуя карман под дном топочного канала (2.1.2). Дно топочного канала (2.1.2) идет от топки (2) в сторону стенки дверцы топки (2.6). Между дном топочного канал (2.1.2) и стенкой дверцы топки (2.6) имеется отверстие (2.1.3) фиг. 8.

Холодный воздух через зольник (3) фиг. 1, 8 попадает в карман, образованный пластиной (2.1.1) и дном топочного канала (2.1.2). Нагреваясь от дна топочного канала (2.1.2), воздух зольника стремится подняться вверх и выходит через прямоугольное отверстие (2.1.3), создавая воздушную завесу между стеклом (2.5) и горящим топливом. Воздушная завеса препятствует попаданию частичек сажи на поверхность стекла (2.5).

Закрытая каменка (4) фиг. 1 выполнена на основе параллелепипеда, с внутренним конструкционным пространством, в котором теплоаккумулирующий материал. Между закрытой каменкой (4) и передней (1.1), задней (1.3), боковыми (1.2) стенками корпуса (1) печи имеется пространство для выхода газообразных отходов горения топлива в патрубок дымохода (5). В верхней стенке (4.8) закрытой каменки (4) расположена труба выхода пара (4.3). В частном случае исполнения закрытая каменка может быть оснащена парогенератором (4.2) фиг. 1.

В частном случае исполнения закрытая каменка (4) может иметь боковой канал каменки (4.5) фиг. 2 с дверцей каменки (4.4). Канал каменки (4.5) позволяет доставлять воду для получения пара напрямую в закрытую каменку (4) фиг. 1 не используя устройство дозирования (4.1).

Еще в одном частном случае исполнения канал каменки (4.5) фиг. 6 может быть расположен на задней (4.7) фиг. 1 стенке закрытой каменки (4).

Следует заметить, что расположение канала каменки, на любой из боковых или на задней стенке позволяет достичь одинакового технического результата, а именно доставить воду к теплоаккумулирующему материалу для получения пара.

Патрубок дымохода (5) фиг. 1, 2, 6 пустотелое цилиндрическое тело постоянного сечения необходимое для сопряжения печи с дымоходной трубой. Патрубок дымохода (5) фиг. 1 расположен на верхней стенке корпуса печи (1.4).

В частном случае исполнения патрубок дымохода (5) фиг. 1 может иметь Г - образную форму.

Технический результат заключается в большей эффективности защиты пользователей от инфракрасного излучения стенок топки и сохранения выделяемого печью тепла за счет использования защитного кожуха из природного камня или защитного экрана с теплоаккумулирующим материалом, снижении оседания сажи на стекле дверцы топки с помощью воздушной завесы, возможности доставлять воду для получения пара напрямую в каменку за счет канала каменки, возможности крепления теплообменника на боковую стенку корпуса печи между конвекционными каналами благодаря верхним и нижним зацепам.

Краткое описание чертежей:

на фиг. 1 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой. Изометрическая проекция в частичном разрезе;

на фиг. 2 - схематичное изображение канала каменки с дверцей каменки и конвекционных каналов печи для бани с закрытой каменкой. Изометрическая проекция;

на фиг. 3 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой с теплообменником и в трехстороннем кожухе из природного камня. Вид спереди в частичном разрезе;

на фиг. 4 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой с теплообменником и в трехстороннем кожухе из природного камня. Вид сбоку в частичном разрезе;

на фиг. 5 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой в кожухе из природного камня с открытым верхом. Вид сверху;

на фиг. 6 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой в кожухе из природного камня с открытым верхом и задним расположением канала каменки с дверцей каменки. Вид сбоку в частичном разрезе;

на фиг. 7 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой в кожухе из природного камня с конвекционной дверцей. Вид сбоку;

на фиг. 8 - схематичное изображение печи для бани с закрытой каменкой. Продольный разрез;

Краткое описание конструктивных элементов:

1 - корпус печи;

1.1 - передняя стенка корпуса печи;

1.2 - боковая стенка корпуса печи;

1.3 - задняя стенка корпуса печи;

1.4 - верхняя стенка корпуса печи;

1.5 - конвекционные каналы;

1.6 - пластины защитного экрана;

1.7 - кожух из природного камня;

1.7.1 - бортик для выкладки камня;

1.8 - теплообменник;

1.8.1 - штуцер входа;

1.8.2 - штуцер выхода;

1.8.3 - верхний зацеп;

1.8.4 - нижний зацеп;

1.8.5 - крюк;

1.8.6 - пластина;

2 - топка;

2.1 - топочный канал;

2.1.1 - пластина;

2.1.2 - дно топочного канала;

2.1.3 - отверстие;

2.2 - защитные экраны из шамота;

2.3 - колосниковая решетка;

2.4 - дверца топки;

2.5 - стекло дверцы топки;

2.6 - стенка дверцы топки;

3 - зольник;

3.1 - зольный ящик;

3.2 - конвекционная дверца;

4 - закрытая каменка;

4.1 - устройство дозирования;

4.2 - парогенератор;

4.3 - труба выхода пара;

4.4 - дверца каменки;

4.5 - канал каменки;

4.6 - боковая стенка закрытой каменки;

4.7 - задняя стенка закрытой каменки;

4.8 - верхняя стенка закрытой каменки;

5 - патрубок дымохода;

Осуществление заявленного решения:

Заявленное решение работает следующим образом. Заявленную печь для бани с закрытой каменкой подключают к системе получения горячей воды. Из системы получения горячей воды вода через штуцер входа (1.8.1) фиг. 4 поступает в теплообменник (1.8). Приоткрывают зольный ящик (3.1) фиг. 1 или конвекционную дверцу (3.2) фиг. 7 и открывают дверцу топки (2.4) фиг. 1. Через дверцу топки (2.4) фиг. 1 заполняют топку (2) печи твердым топливом. Производят розжиг твердого топлива, по завершении закрывают дверцу топки (2.4). При горении топлива в топочной камере (2) фиг. 1 образовавшиеся газообразные отходы движутся в верх к патрубку дымохода (5). Холодный воздух через зольник (3) фиг. 1, 8 попадает в карман, образованный пластиной (2.1.1) и дном топочного канала (2.1.2). Нагреваясь от дна топочного канала (2.1.2), раскаленный воздух стремится подняться вверх и выходит через прямоугольное отверстие (2.1.3), создавая воздушную завесу между стеклом (2.5) и горящим топливом. Воздушная завеса препятствует попаданию частичек сажи на поверхность стекла (2.5) фиг. 1, 8. Проходя через пространство между корпусом (1) печи и закрытой каменкой (4) газообразные отходы нагревают переднюю (1.1), боковую (1.2), заднюю (1.3), верхнюю (1.4) стенки корпуса (1) печи и стенки закрытой каменки (4) фиг. 1. Нагретая боковая (1.2) стенка корпуса (1) печи отдает тепло теплообменнику (1.8) фиг. 3, 4 тем самым нагревая жидкий теплоноситель. Вода, нагретая в теплообменнике (1.8) фиг. 3, 4, путем естественной конвекции, выходит из теплообменника (1.8) через штуцер выхода (1.8.2) и поступает обратно в систему получения горячей воды.

Для классического пара подают воду напрямую на теплоаккумулирующий материал в закрытой каменке (4) через канал каменки (4.5) фиг. 2, предварительно открыв дверцу каменки (4.4).

Для режима мелкодисперсного пара - подают воду (порциями) через устройство дозирования (4.1) фиг. 1 в парогенератор (4.2) закрытой каменки (4), когда камни нагреваются до 400 градусов Цельсия и более.

Режим сауны - «сухой бани» получают при работе устройства без подачи воды в каменку.

Эффективная схема прогрева парильного помещения заключается в том, что процесс теплообмена организован всей поверхности корпуса (1) фиг. 1 печи конвекцией воздуха через конвекционные каналы (1.5) фиг. 2, 4. Кроме того, кожух из природного камня (1.7) фиг. 3, 4, 5, 6 или защитный экран (1.6) фиг. 1 экранирует жесткое инфракрасное излучение, которое исходит от стенок корпуса (1) печи при ее раскаливании.

В случае исполнения защитного экрана (1.6) фиг. 1 укладывают теплоаккумулирующий материал, например, такие камни как дунит, пироксенит, кварцит, кварц, жадеит в пространство между корпусом (1) печи и защитным экраном (1.6). Теплоаккумулирующий материал забирает часть тепла с боковых (1.2) фиг. 1, задней (1.3), передней (1.1) стенок корпуса (1) печи, тем самым повышая эффективность защиты пользователей от инфракрасного излучения стенок топки и сохраняет выделяемое печью тепло длительное время.

В случае исполнения кожуха из природного камня (1.7) фиг. 5, 6 с открытым верхом укладывают теплоаккумулирующий материал, например, такие камни как дунит, пироксенит, кварцит, кварц, жадеит на верхнюю стенку (1.4) фиг. 6 корпуса печи для усиления режима сауны - «сухой бани». Кожух из природного камня (1.7) с открытым верхом обладает превосходными теплоаккумулирующими свойствами и надолго сохраняет выделяемое печью тепло.

В случае исполнения трехстороннего кожуха из природного камня (1.7) фиг. 3, 4 топочный канал выводят в смежное помещение. Сам трехсторонний кожух из природного камня (1.7) обладает превосходными теплоаккумулирующими свойствами и надолго сохраняет выделяемое печью тепло.

1. Печь для бани, включающая корпус, топку, зольник, колосниковую решетку, закрытую каменку, патрубок дымохода, крышку каменки, защитный кожух, отличающаяся тем, что на боковой стенке корпуса имеет зацепы для крепления теплообменника, в зольнике со стороны боковой стенки корпуса имеет конвекционную дверцу, имеет систему предотвращения оседания сажи на стекле дверцы топки, включающую пластину, идущую под углом от стенки дверцы топки, не доходя до зольного ящика, с образованием кармана под дном топочного канала, дно топочного канала идет от топки в сторону стенки дверцы топки, между дном топочного канала и стенкой дверцы топки имеется отверстие, закрытая каменка имеет боковой канал каменки с дверцей каменки, закрытая каменка установлена на расстоянии от стенок корпуса печи с возможностью прохода газообразных отходов горения по контуру всей внешней поверхности, на задней и боковых стенках печь имеет конвекционные каналы, по периметру корпуса печь имеет защитный экран.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что конвекционные каналы представляют собой профильную трубу на основе постоянного трапецеидального сечения, с выходом и входом.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что конвекционные каналы выполнены по всему периметру корпуса.

4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что защитный экран выполнен в виде пластин или панелей, установленных на расстоянии от корпуса печи.

5. Печь по п. 4, отличающаяся тем, что между защитным экраном и боковыми, задней, передней стенками корпуса печи имеющееся пространство заполнено теплоаккумулирующим материалом.

6. Печь по п. 4, отличающаяся тем, что защитный экран представляет собой кожух из природного камня.

7. Печь по п. 6, отличающаяся тем, что кожух из природного камня выполнен с открытым верхом и бортиком для выкладки камня.

8. Печь по п. 6, отличающаяся тем, что кожух из природного камня выполнен вдоль трех сторон печи.

9. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что канал каменки расположен на задней стенке закрытой каменки.

10. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок дымохода имеет Г-образную форму.

11. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что на стенках топки установлены защитные экраны.

12. Печь по п. 11, отличающаяся тем, что между стенками топки и защитными экранами имеется пространство.

13. Защитный экран для печи по п. 1, выполненный в виде кожуха по контуру корпуса печи, с боков справа, слева и спереди, сзади, и расположенный на расстоянии от корпуса печи, отличающийся тем, что выполнен в виде пластин.

14. Защитный экран для печи по п. 1, выполненный в виде кожуха из природного камня по контуру корпуса печи, включающий боковые и верхние плиты справа, слева и спереди, сзади, отличающийся тем, что имеет открытый верх и бортик для выкладки камня, боковые нижние плиты справа, слева выполнены П-образными, имеет по контуру топочного канала боковые плиты справа, слева и спереди и верхние плиты сверху и спереди.

15. Теплообменник для печи по п. 1, выполненный в виде бака прямоугольной формы, включающий штуцер выхода, штуцер входа, крюки в верхний части стенки со стороны печи, отличающийся тем, что включает пластины в нижней части стенки со стороны печи, выходящие за габариты бака, крюки, выполненные в верхней части и выходящие за габариты бака, включающий верхние и нижние зацепы для установки на боковую стенку печи.

16. Система предотвращения оседания сажи на стекле дверцы топки по п. 1, включающая пластину, отличающаяся тем, что пластина идет под углом от стенки дверцы топки, не доходя до зольного ящика, тем самым образуя карман под дном топочного канала.

17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что между дном топочного канала и стенкой дверцы топки имеется отверстие.