Банная печь
Полезная модель относится к нагревательным устройствам на твердом топливе, используемым для нагрева воздуха и получения пара в банях. Полезная модель направлена на повышение коэффициента полезного действия банной печи, повышение теплопроизводительности печи, снижение массогабаритных показателей. Указанный технический результат достигается тем, что банная печь содержит корпус, портал, топку, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой и состоящее из трех секций, пламегаситель и дымовую трубу. Каждая из секций металлического ложа имеет форму полой, открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием. Секции металлического ложа соединены длинными верхними краями. Такая форма металлического ложа обеспечивает большую полезную площадь контакта топочных газов со стенками ложа для камней и, соответственно, повышенную теплоотдачу в тепловой аккумулятор. Пламегаситель обеспечивает движение топочных газов вдоль металлического ложа для камней, дополнительно обогревая его. Повышение коэффициента полезного действия и теплопроизводительности печи достигается усилением теплообмена между топочными газами и металлическим ложем, обусловленное увеличением полезной площади металлического ложа и наличием пламегасителя. Снижение массогабаритных показателей достигается за счет уменьшения габаритов печи при аналогичной отдаваемой теплоте. Для повышения энергетической эффективности корпус печи может иметь внутренние и внешние конвекционные ребра S-образной формы, обеспечивающие повышенную теплоотдачу стенок корпуса. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к нагревательным устройствам на твердом топливе, используемым для нагрева воздуха и получения пара в парильнях малогабаритных бань.
Из уровня техники известна банная печь (патент РФ на полезную модель 
104674, МПК F24B 9/00, опубликован 20.05.2011), содержащая корпус, портал, установленный с фронтальной стороны корпуса, топку, расположенную в корпусе, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой, и дымовую трубу. Металлическое ложе для камней выполнено в виде призмы с сечением трапеция.
Недостатками известного устройства являются малая теплопроизводительность печи и недостаточный коэффициент полезного действия.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является банная печь, известная из источника - Руководство по эксплуатации «Дровяная банная печь компактного класса «Компакт» (Компания «Термофор», http://www.termofor.ru/files/manuals/kompact2014.pdf). Известная банная печь содержит корпус, портал, установленный с фронтальной стороны корпуса, топку, расположенную в корпусе, металлическое ложе для камней, дымовую трубу, и переходник-удлинитель для соединения портала с корпусом. Металлическое ложе размещено над топкой и состоит из трех секций. Средняя секция ложа имеет плоские вертикальные боковые и нижнюю, расположенную горизонтально, стенки, т.е. средняя секция ложа в поперечном сечении имеет форму прямоугольника. Боковые секции ложа, имеющие в поперечном сечении треугольную форму, образованы вертикальной и наклонной плоскостями, причем вертикальная плоскость является внешней боковой стенкой каменки, обеспечивающей только отдачу тепла.
Недостатком известного устройства является то, что нагрев теплоаккумулятора происходит только по границе одной наклонной плоскости каждой из боковых секций ложа.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента полезного действия банной печи, повышение теплопроизводительности печи, снижение массогабаритных показателей за счет уменьшения габаритов печи при аналогичной отдаваемой теплоте.
Сущность полезной модели заключается в том, что банная печь содержит корпус, портал, установленный с фронтальной стороны корпуса, топку, расположенную в корпусе, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой и состоящее из трех секций, и дымовую трубу. Каждая из секций металлического ложа имеет форму полой, открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием. Секции металлического ложа соединены длинными верхними краями. Под дымовой трубой установлен пламегаситель, обеспечивающий движение топочных газов вдоль металлического ложа для камней. При этом корпус может иметь внешние конвекционные ребра S-образной формы. Кроме того, корпус может иметь внутренние и внешние конвекционные ребра S-образной формы. Портал может быть соединен с корпусом посредством переходника-удлинителя.
Технический результат достигается за счет того, что металлическое ложе для камней выполняют из трех секций, причем каждая из секций металлического ложа имеет форму усеченной пирамиды с нижним прямоугольным основанием, выполненным меньше верхнего основания (т.е. форму «перевернутой» усеченной пирамиды), при этом секции металлического ложа соединены длинными верхними краями. Выполненная таким образом форма каждой секции обеспечивает большую полезную площадь контакта топочных газов со стенками металлического ложа для камней и, соответственно, повышенную теплоотдачу в тепловой аккумулятор. Пламегаситель, установленный под дымовой трубой, обеспечивает движение топочных газов вдоль стенок металлического ложа для камней, дополнительно обогревая их.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид банной печи, где 1 - корпус, 2 - портал, 4 - металлическое ложе, 8 - дымовая труба, 9 - пламегаситель, 10 - внешние конвекционные ребра, 11 - внутренние конвекционные ребра, 12 - переходник-удлинитель.
На фиг. 2 показана банная печь (в разрезе), где: 1 - корпус, 2 - портал, 3 - топка, 4 - металлическое ложе, 8 - дымовая труба, 9 - пламегаситель, 11 - внутренние конвекционные ребра, 12 - переходник-удлинитель.
На фиг. 3 показана банная печь (вид сверху), где: 1 - корпус, 5, 6, 7 - секции металлического ложа, 8 - дымовая труба, 12 - переходник-удлинитель.
Банная печь содержит корпус 1, состоящий из четырех вертикальных стенок, и дымовую трубу 8, расположенную над корпусом 1. С фронтальной стороны корпуса 1 установлен портал 2, представляющий собой декоративную накладку для украшения интерьера. В корпусе 1 расположена топка 3, работающая на твердом топливе - дровах.
Над топкой 3 размещено металлическое ложе 4 для камней (каменка), состоящее из трех секций - 5, 6, 7. Каждая из секций 5, 6, 7 металлического ложа 4 имеет форму полой, открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, иными словами - каждая из секций 5, 6, 7 в поперечном сечении имеет форму трапеции с нижним основанием, выполненным меньше верхнего. Металлическое ложе 4 выполняют такой формы для повышения полезной площади нагревания. Секции металлического ложа 5, 6, 7 соединены длинными верхними краями.
Под дымовой трубой 8 между топкой 3 и металлическим ложем 4 установлен пламегаситель 9. Пламегаситель 9 изготовлен из чугуна и выполнен с возможностью перекрытия прямого попадания пламени и топочных газов из топки 3 в дымовую трубу 8. Пламегаситель 9 обеспечивает движение топочных газов вдоль металлического ложа 4 и препятствует выходу топочных газов сразу в дымовую трубу 8. Пламегаситель 9 применяют для повышения коэффициента полезного действия банной печи.
Корпус 1 может иметь внешние конвекционные ребра 10 S-образной формы, расположенные с внешней стороны стенок корпуса 1. Кроме того, корпус 1 может иметь внутренние 11 конвекционные ребра S-образной формы, расположенные с внутренней стороны стенок корпуса 1. Внешние 10 и внутренние 11 конвекционные ребра позволяют быстро передать тепло от горящих дров и дымовых газов в парилку и быстро достичь комфортной температуры. S-образная форма конвекционных ребер благодаря своему профилю имеет возможность завихрять поток восходящего горячего воздуха, направляя его по другим ребрам стенки и тем самым интенсивнее нагревая воздух.
Портал 2 может быть соединен с корпусом 1 посредством переходника-удлинителя 12 для размещения горла печи в стенках, разделяющих парную и предбанник, и имеющих толщину более 30 см.
Банная печь работает следующим образом.
Через открытую дверцу в топку 3 на колосник (решетку), расположенный под корпусом 1, укладывают твердое топливо - дрова, и поджигают. Газообразные продукты сгорания топлива из топки 3 направляются вверх к металлическому ложу 4 и взаимодействуют с нижней поверхностью секций 5, 6, 7. Пламегаситель 9 при этом перекрывает прямое попадание пламени из топки 3 в дымовую трубу 8. В результате данного перекрытия пламя ломается и двигается вдоль металлического ложа 4, интенсивно обогревая его, тем самым поднимая КПД печи. Секции 5, 6, 7 омываются горячими топочными газами, и большая часть тепла передается через металлическую стенку ложа тепловому аккумулятору - камням, находящимся в металлическом ложе 4.
Форма каждой секции 5, 6, 7 металлического ложа 4, выполненная в виде полой, открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, обеспечивает большую полезную площадь нагрева, чем ложе с плоским дном или чем ложе, образующим внутреннюю поверхность дымовой трубы. Усиление теплообмена между топочными газами и металлическим ложем 4, состоящим из трех соединенным между собой секций 5, 6, 7, повышает коэффициент полезного действия и теплопроизводительность банной печи.
При выполнении внешних 10 и внутренних 11 конвекционных ребер S-образной формы (помимо ребер жесткости) восходящий горячий воздух завихряется и двигается по всей поверхности стенки, тем самым сильнее нагревая корпус 1 банной печи. Данным образом повышается энергетическая эффективность и обеспечивается повышенная теплоотдача стенок корпуса 1.
Далее горячие топочные газы попадают в дымовую трубу 8.
За счет уменьшения габаритов банной печи при аналогичной отдаваемой теплоте снижаются массогабаритные показатели.
Таким образом, полезная модель обеспечивает повышение коэффициента полезного действия банной печи, повышение теплопроизводительности, снижение массогабаритных показателей, получение комфортного сочетания температуры и влажности воздуха.
Заявителем изготовлен опытный образец устройства, который полностью подтвердил заявленные преимущества, в связи с чем полезная модель может быть с успехом применена при промышленном производстве печей для бань.
1. Банная печь, содержащая корпус, портал, установленный с фронтальной стороны корпуса, топку, расположенную в корпусе, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой и состоящее из трех секций, дымовую трубу, отличающаяся тем, что каждая из секций металлического ложа имеет форму полой открытой сверху перевернутой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, секции металлического ложа соединены длинными верхними краями, при этом под дымовой трубой установлен пламегаситель, обеспечивающий движение топочных газов вдоль металлического ложа.
2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что корпус имеет внешние конвекционные ребра S-образной формы.
3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что корпус имеет внутренние и внешние конвекционные ребра S-образной формы.
4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что портал соединен с корпусом посредством переходника-удлинителя.
