Печь для отопления

 

Изобретение относится к отопительным устройствам, в частности к печам для отопления преимущественно небольших помещений и теплиц. Печь для отопления содержит вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса с зазором топливный контейнер, воздухозаборник и дымоход. Корпус выполнен с разъемом на основание и колпак, с выступом колпака во впадину основания. Воздухозаборник установлен горизонтально и подключен к предтопку в виде вертикального стакана, установленного ниже контейнера и открытого в его сторону. Верхняя кромка стакана и контейнер размещены выше разъема корпуса. Дымоход выполнен U-образным с опуском под колпаком, удаленным от перекрытия колпака на 0,1-0,2 высоты колпака. Предтопок и опуск под колпаком смонтированы в основании. Отношение площадей минимального поперечного сечения воздухозаборника или дымохода и поперечного сечения корпуса составляет 0,007-0,014. Поперечное сечение воздухозаборника и дымохода могут быть равными. Контейнер может быть выполнен с кольцевым поперечным сечением, заполнен огнеупорным пористым материалом, оснащен газовыми соплами и установлен соосно с предтопком. Предтопок может быть оборудован фитилем. Технический результат: повышение эффективности работы печи, облегчение розжига, универсальность печи, расширение ассортимента используемого топлива. 3 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к отопительным устройствам, в частности к печам для отопления, преимущественно для небольших помещений и теплиц.

Известна печь для отопления, содержащая вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса топливный контейнер, воздухозаборник и дымоход [1] . Недостатком ее является низкая эффективность, заключенная в трудоемкости операций по подготовке к работе, неравномерности прогрева теплоотдающей стенки.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является печь, содержащая вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса с зазором топливный контейнер, воздухозаборник и дымоход [2] . Недостатком этого устройства также является низкая эффективность, заключающаяся в трудоемкости розжига, неравномерности прогрева стенок, большой массе и толщине стальных стенок печи, отсутствии геометрических соотношений, необходимых для воспроизводства высоких показателей работы печи и недостаточной универсальности ее работы на других видах топлива.

Целью изобретения является повышение эффективности работы печи, заключающейся в облегчении розжига, выявлении оптимальных соотношений геометрических размеров, повышении универсальности применения, расширении ассортимента используемого топлива.

Указанная цель достигается тем, что в печи для отопления, содержащей вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса с зазором топливный контейнер, воздухозаборник и дымоход, согласно изобретению корпус выполнен с разъемом на основание и колпак, с выступом колпака во впадину основания, воздухозаборник установлен горизонтально и подключен к предтопку в виде вертикального стакана, установленного ниже контейнера и открытого в его сторону, причем верхняя кромка стакана и контейнер размещены выше разъема корпуса, дымоход выполнен U-образным с опуском под колпаком, удаленным от перекрытия колпака на 0,1-0,2 высоты колпака, предтопок и опуск под колпаком смонтированы в основании, отношение площадей минимального поперечного сечения воздухозаборника или дымохода и поперечного сечения корпуса составляет 0,007-0,014.

Кроме того, поперечное сечение воздухозаборника и дымохода равны.

Кроме того, контейнер выполнен с кольцевым поперечным сечением, заполнен огнеупорным пористым материалом, оснащен газовыми соплами и установлен соосно с предтопком.

Кроме того, предтопок оборудован фитилем.

Указанная совокупность конструктивных отличий позволяет обеспечить повышение эффективности нового изделия относительно известных.

Выполнение корпуса с разъемом на основание и колпак, с выступом колпака во впадину основания, обеспечивает достаточную плотность в собранном состоянии, удобство для загрузки топливом и подготовки его к розжигу. Горизонтальное расположение воздухозаборника исключает выпадение золы и углей из печи, завал золой регулирующей заслонки. Вертикальный стакан предтопка, являющийся продолжением воздушного тракта печи, служит для закладки растопочного материала. Воспламенение растопочных щепок в ограниченном пространстве стакана с протоком воздуха вызывает интенсивный вибрационный характер горения растопочного факела, направленного в сторону контейнера. Расположение предтопка ниже контейнера, открытого в сторону последнего, обеспечивает безотказность воспламенения основной массы топлива, а расположение верхней кромки стакана и топливного контейнера выше разъема корпуса исключает дымление в наиболее слабом месте - разъеме в период розжига.

Выполнение дымохода U-образной конфигурации позволяет исключить попадание влаги, сконденсировавшейся в трубе из уходящих продуктов сгорания обратно в зону горения, и обеспечить удобство загрузки.

Удаление спуска дымохода внутри корпуса от перекрытия колпака составляет 0,1-0,2 высоты колпака. При этом температура перекрытия находится в пределах 300-250^oС. При удалении менее 0,1 высоты колпака она превышает 300^oС, а при удалении более 0,2 она продолжает снижаться, но при этом наблюдается появление несгоревшего дровяного остатка.

Размещение предтопка и спуска под колпаком в основании печи обеспечивает компактность конструкции.

Испытаниями установлено, что печь может без дымления в воздухозаборнике и разъеме работать при равном сечении воздухозаборника и дымохода вплоть до минимальной величины относительно площади поперечного сечения корпуса, равной 0,007. При меньшем значении происходит самопроизвольное затухание процесса горения. При увеличении указанной относительной величины горение интенсифицируется, возрастает тепловыделение, но сокращается время горения от одной закладки топлива. Увеличение относительного сечения более 0,014 приводит к увеличению температуры поверхности корпуса более 300^oС, что ограничивает применение черной тонколистовой стали при изготовлении печи. Кроме того, дальнейшее сокращение продолжительности работы печи от одной закладки дров снижает ценность изделия, которое может работать без надзора.

Равенство поперечных сечений воздухозаборника и дымохода облегчает регулирование печи заслонками.

В целях применения жидкого топлива при работе печи, например дизельного или керосина, производится замена дровяного контейнера на контейнер для жидкого топлива - испарительную горелку. В остальном конструкция не меняется.

Для увеличения поверхности испарения и эффективности розжига контейнер выполнен с кольцевым поперечным сечением, заполнен огнеупорным пористым материалом, например диатомитовой крошкой, и установлен соосно с предтопком.

При розжиге печи предтопок вместо загрузки щепками для растопки, в целях удобства, может быть оборудован фитилем, смачиваемым жидким топливом.

Совокупность заявленных отличительных признаков обеспечивает равномерность распределения температуры на поверхности корпуса до 300^oС. Это позволяет применять тонколистовую черную сталь толщиной менее 1 мм с применением технологий жестяных работ, что снижает себестоимость изготовления и пожароопасность при работе.

Конструкция печи позволяет работать на дровах, отходах деревообработки и других видах твердого органического топлива (торф, уголь) при продолжительности 6-12 часов при одной загрузке. Продолжительность работы регулируется заслонкой в воздухозаборнике и шайбой на входе в опуск дымохода. Кроме того, печь работает на легком жидком топливе. Продолжительность работы зависит от наличия топлива в расходной емкости. Подача топлива в контейнер-испаритель обеспечивается и контролируется через прозрачную капельницу с регулировкой игольчатым вентилем.

На фиг. 1 изображен продольный разрез печи (Д-Д по фиг. 5) с указанием расположения и формы трактов подачи воздуха и отвода дымовых газов, корпуса из двух частей, соединенных через разъем. Предтопок и дымоход разнесены в основании на максимальное расстояние друг от друга. Контейнер для дров выполнен в виде корзины.

На фиг. 2 изображен продольный разрез (Е-Е по фиг. 6) печи для твердого топлива с предтопком и дымоходом, максимально приближенными друг к другу.

На фиг. 3 изображен продольный разрез (Д-Д по фиг. 5) с контейнером-испарителем для жидкого топлива.

На фиг. 4 изображен продольный разрез (Е-Е по фиг. 6) варианта с жидким топливом.

На фиг. 5 поперечный разрез А-А и В-В соответственно по фиг. 1 и 3.

На фиг. 6 поперечный разрез Б-Б и Г-Г по фиг. 2 и 4. Экран (поз. 12) условно показан на половине сечения.

На фиг. 7 изображена схема подачи жидкого топлива из расходного бака в контейнер-испаритель, через капельницу, а также установка регулирующей заслонки в воздухозаборнике и размещение фитиля в предтопке. Фитиль может быть выполнен в виде асбестовой набивки, хлопкового волокна или диатомитовой крошки.

Печь для отопления включает в себя колпак 1, основание 2, разъем 3, контейнер 4, воздухозаборник 5, U-образный дымоход 6 с опуском 7, предтопок 8. В варианте с жидким топливом контейнер 4 содержит наполнитель 9, оснащен газовыми соплами 10, предтопок 8 оснащен фитилем 11. Печь имеет защитный экран 12, опору 13, дренажное отверстие 14 на дымоходе 6, заслонку 15. Система подачи жидкого топлива имеет регулирующий игольчатый вентиль 16, расходный бак 17 и капельницу 18. Колпак 1 имеет перекрытие 19, опуск 7 оснащен сменной регулировочной шайбой 20, основание 2 заполнено цементной заливкой 21.

Печь готовят к работе и разжигают в следующем порядке. Снимают колпак 1, приподнимают контейнер 4 и загружают растопочным материалом предтопок 8 или смачивают жидким топливом фитиль 11. Опускают контейнер 4 на место и заполняют его топливом. На опуск 7 устанавливают шайбу 20, устанавливают колпак 1, вставляя его низ в основание 2 разъема 3. Снимают заслонку 15.

В жидкотопливном варианте приоткрывают вентиль 16, обеспечивая падение необходимого количества капель в минуту, наблюдая визуально в капельнице 18.

Вносят горящую лучину в воздухозаборник 5. Растопочный материал (щепки или пары жидкого топлива) в предтопке воспламеняются. Горение растопочного факела в предтопке длится примерно минуту, происходит воспламенение основного топлива. После выхода на режим, через 15 мин после розжига, воздушную заслонку 15 устанавливают на место. Водяные пары частично конденсируются в дымоходе, конденсат истекает в колено и удаляется через отверстие 14.

Эффективность работы опытного образца печи проверялась как в твердотопливном, так и жидкостном вариантах. При средней мощности 2-3 кВт температура корпуса не превышает 300^oС. При увеличении мощности до 5 кВт и неизменных размерах (диаметр печи 420 мм, высота 700 мм) в жидкостном варианте (колпак из нержавеющей стали) температура его стенки превышала 300^oC. Температура уходящих газов находилась в пределах 50-100^oС (большее значение достигнуто на жидком топливе).

Печь может быть использована в качестве нагревателя в системе с промежуточным теплоносителем (водой или антифризом), для холодного и/или горячего копчения продуктов питания при последовательном соединении двух печей. При изготовлении печи могут быть использованы стандартные сантехнические фитинги диаметром 50 мм для компактного выполнения поворотов при мощности печи до 6 кВт.

Источники информации 1. SU 1830104 A3, F 24 D 13/02, 1993, Бюл. N 27.

2. SU 617662 A, F 24 C 5/00, 1978. Бюл. N 28.

Формула изобретения

1. Печь для отопления, содержащая вертикальный корпус, размещенный внутри корпуса с зазором топливный контейнер, воздухозаборник и дымоход, отличающаяся тем, что корпус выполнен с разъемом на основание и колпак, с выступом колпака во впадину основания, воздухозаборник установлен горизонтально и подключен к предтопку в виде вертикального стакана, установленного ниже контейнера и открытого в его сторону, причем верхняя кромка стакана и контейнер размещены выше разъема корпуса, дымоход выполнен U-образным с опуском под колпаком, удаленным от перекрытия колпака на 0,1-0,2 высоты колпака, предтопок и опуск под колпаком смонтированы в основании, отношение площадей минимального поперечного сечения воздухозаборника или дымохода и поперечного сечения корпуса составляет 0,007-0,014.

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что поперечное сечение воздухозаборника и дымохода равны.

3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что контейнер выполнен с кольцевым поперечным сечением, заполнен огнеупорным пористым материалом, оснащен газовыми соплами и установлен соосно с предтопком.

4. Печь по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что предтопок оборудован фитилем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7