Многофункциональное печное устройство
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к бытовым банным печам, и предназначено для варки, прогрева помещения, подогрева воды и получения пара. Технический результат - повышение эффективности и интенсивности теплообмена между продуктами сгорания топлива и поверхностями печи, снижение массогабаритных параметров печи. Многофункциональное печное устройство содержит корпус, топку, дымовую трубу, заливочный бак. Корпус имеет внешнюю и внутреннюю поверхности, между которыми расположен водяной объем, связанный через вентиль с заливочным баком. Топка расположена с зазором внутри корпуса и имеет топочный объем, по периметру которого расположены трубы, внутренней объем которых связан с водяным объемом. Внутренняя и внешняя поверхности корпуса жестко связаны с трубами, причем топочный объем и объем, образованный внутренней поверхностью корпуса и поверхностью топки, связан с дымовой трубой для выхода дымовых газов. Печь содержит верхнюю наружную плиту для приготовления пищи, сбоку корпуса расположен сливной вентиль для хозяйственно-бытовых нужд, отопительные батареи с регулировочным клапаном для управления температурой теплоносителя водяного объема печи, при этом отопительные батареи связаны с водяным объемом - клапаном одностороннего действия. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к бытовым банным печам, и предназначено для варки, прогрева помещения, подогрева воды и получения пара.
Известна печь для бани (см. Российский патент №2352865), которая содержит в верхней части топки две камеры для теплоаккумулирующей загрузки, между вертикальными стенками которых образована полость выпускного коллектора. Коллектор сверху ограничен верхней стенкой с установленным в ней выходным патрубком. Снизу коллектор ограничен двумя наклонными пластинами со щелью посредине. В выпускном коллекторе установлены наклонные направляющие перегородки. Для прохода дымовых газов в боковых стенках выпускного коллектора образованы окна. Камеры для теплоаккумулирующей загрузки установлены так, что их боковые стенки и боковые стенки выпускного коллектора со стенками корпуса печи образуют газоходное пространство, на всю ширину которого установлены отсекатели в месте сопряжения боковой стенки и днища выпускного коллектора. Отсекатели имеют форму прямоугольной пластины с отогнутыми вверх краями. Сверху печь ограничена рамкой, сопрягающейся с верхним контуром топки, поверхностью, образующей наклон к емкостям с теплоаккумулирующей загрузкой, на которую крепится съемный бак для воды.
Очень сложное устройство, затрудняет его серийное изготовление.
Задачей изобретения является снижение себестоимости и увеличение многофункциональности печи.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и интенсивности теплообмена между продуктами сгорания топлива и поверхностями конструкции печи, за счет увеличения площади конвективного теплообмена потока газообразных продуктов сгорания топлива, снижение массогабаритных параметров печи на единицу мощности, улучшение экологии в парильно-моечном помещении. Забор воздуха для сжигания газообразного топлива производится не из парильно-моечного помещения. Это достигается там, что газообразные потоки продуктов сгорания топлива надежно изолированы от атмосферы парильно-моечного помещения, что создает лучшие экологические условия в парильно-моечном помещении.
На фиг. 1 и 3 изображена схема функционирования печи. На фиг. 2 изображен клапан с помощью которого регулируется подача количества и температура вырабатываемого печью пара. Печное устройство содержит водяной объем 1, заключенный между внешней 2 и внутренней 3 поверхностями печи, представляющие собой корпус. Объем топочного устройства 5 образован плоскостью 28 и плоскостями 32. По периметру топочного устройства параллельно плоскостям 32, с целью увеличения теплового поверхностного контакта, расположены трубы 4, внутренней объем которых через отверстия 33 связан с объемом 1, причем механически внутренняя 3 и внешняя 2 поверхности корпуса жестко связаны трубами 4 с целью увеличения прочности поверхностей при действии гидравлических нагрузок. Другие концы труб аналогичным образом связаны с межповерхностным объемом 1 корпуса. Топка также содержит колосник 8. Топка герметично закрывается дверцей 6 и поддувальной дверцей 7. Для поддержания горения дров или газа при наличии горелки в топочном устройстве воздух через поддувало поступает в топку. Образовавшиеся продукты после сгорания горючего (дым) через отверстия 29 сначала поступают в полость, образованную плоскостями 3 и 28 затем 3 и 32, после чего через дымовую трубу 9 попадают на улицу. Внутренняя волнообразная поверхность трубы увеличивает отбор тепловой энергии, повышая температуру водяного объема печи. Труба может содержать вертикальные трубы меньшего диаметра, межтрубный объем которых загерметизирован и связан с водяным объемом корпуса печи. Для интенсификации процесса горения, особенно при растопке печи, через поддувало можно подать воздух под давлением. Рабочая часть печи установлена в парильно-моечном помещении 30, которое изолировано стеной 31. Поэтому забор воздуха для сжигания газообразного топлива производится не из парильно-моечного помещения. Газообразные потоки продуктов сгорания топлива надежно изолированы от атмосферы парильно-моечного помещения. Это создает лучшие экологические условия в парильно-моечном помещении.
Работа устройства заключается в том, что предварительно при открытом вентиле 18 заливаем воду в водяной объем печи и заливочный бак 17, после чего вентиль 18 закрываем и разжигаем топку 5. При нагревании воды до требуемой температуры воду посредством сливного вентиля 19 можем использовать в хозяйственно-бытовых целях. Верхнюю горизонтальную поверхность печи (плиту) можно использовать для приготовления пищи (варки). Для этого с целью увеличения теплового воздействия на внутреннюю поверхность плиты она содержит приваренные втулки, расстояние между которыми загерметизировано внутренней поверхностью корпуса печи с образованием общего объема, который связан с водяным объемом печи. При нагревании воды свыше 100 градусов давление воды начинает повышаться. В этот период с помощью клапана 10 (см. фиг 2) вращением маховика 21 устанавливаем желаемую температуру теплоносителя водяного объема печи. Работа клапана 10 заключается в том, что при увеличении давления теплоносителя поршень 24, перемещаясь вдоль корпуса 23, сжимает пружину 20, которая взаимодействует через шайбу 22 с маховиком 21. При перемещении поршня 24 его отверстия 26 совмещаются с круговым пазом 25 корпуса, объем которого связан с объемом радиального выходного отверстия 27. Таким образом, регулируя с помощью маховика жесткость пружины, мы регулируем давление и количество теплоносителя на выходе клапана. Теплоноситель с заданным давлением при открытии вентиля 11 (см. фиг. 1) с помощью отопительных батарей 16 отапливает помещение расположения батарей. При этом теплоноситель благодаря клапану 37 одностороннего действия периодически и непрерывно проходит по часовой стрелке от нагреваемого водяного объема через отопительные батареи и возвращается охлажденный в водяной объем для нагрева, обеспечивая непрерывный нагрев помещения. При открытии вентиля 12 теплоноситель через гибкий шланг 13 попадает в паровую решетку 14 (см. Российский патент №2609045), на которой может находиться для прогрева, например, веник 15. Паровая решетка 14 позволяет с помощью гибкого шланга 13 при взаимодействии выходящего из нее пара с телом человека оздоравливать его организм. Сливной вентиль 19 позволяет использовать горячую воду для мытья или в хозяйственных целях. При закрытии всех вентилей может сложиться ситуация, когда давление водяного объема печи достигнет критического, выше которого может произойти разрушение водяного объема печи. Для исключения этого разрушения служит предохранительный клапан, шунтирующий, например, вентиль 11. Он содержит гибкую диафрагму 36, или мембрану, установленную между двумя цилиндрическими соединенными резьбой деталями 35 и 34. При создании критического давления диафрагма 36 (мембрана) разрушается, давление в системе падает, тем самым предотвращается повреждение печи. Разрушение диафрагмы, как видим из фиг. 1, приводит к включению отопительной системы при закрытом вентиле 11.
1. Многофункциональное печное устройство, содержащее корпус, топку, дымовую трубу, заливочный бак, отличающееся тем, что корпус имеет внешнюю и внутреннюю поверхности, между которыми расположен водяной объем, связанный через вентиль с заливочным баком, а топка расположена с зазором внутри корпуса и имеет топочный объем, по периметру которого расположены трубы, внутренней объем которых связан с водяным объемом, при этом внутренняя и внешняя поверхности корпуса жестко связаны с трубами, причем топочный объем и объем, образованный внутренней поверхностью корпуса и поверхностью топки, связан с дымовой трубой для выхода дымовых газов, при этом печь содержит верхнюю наружную плиту для приготовления пищи, сбоку корпуса расположен сливной вентиль для хозяйственно-бытовых нужд, отопительные батареи с регулировочным клапаном для управления температурой теплоносителя водяного объема печи, при этом отопительные батареи связаны с водяным объемом клапаном одностороннего действия.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дымовая труба в нижней ее части содержит вертикальные трубы меньшего диаметра, межтрубный объем которых загерметизирован и связан с водяным объемом корпуса печи.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя наружная поверхность корпуса (плита) в нижней ее части содержит приваренные втулки, расстояние между которыми загерметизировано внутренней поверхностью корпуса печи с образованием общего объема, который связан с водяным объемом печи.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выход теплоносителя водяного объема печи соединен с входом регулировочного клапана, выход теплоносителя из которого с помощью управляющего органа (маховика) регулируется по давлению выходного теплоносителя.
5. Устройство по п. 1 отличается тем, что регулировочный клапан содержит полый цилиндрический корпус с радиально расположенными отверстиями, внутри которого расположен подпружиненный с возможностью изменения с помощью маховика жесткости пружины полый поршень, при действии разности сил который имеет возможность совмещать свои отверстия с отверстиями корпуса, регулируя тем самым выходное давление теплоносителя.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выход регулировочного клапана через вентили соединен с нагрузкой, при этом вентили шунтируются предохранительным клапаном, содержащим мембрану или гибкую диафрагму, расположенную между двумя цилиндрическими соединенными резьбой полыми деталями.
