RU202006U1

RU202006U1 - SAUNA STOVE

Info

Publication number: RU202006U1
Application number: RU2020126493U
Authority: RU
Inventors: Андрей Дмитриевич Кондратенко
Original assignee: Андрей Дмитриевич Кондратенко
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2021-01-27

Abstract

Полезная модель относится к нагревательным устройствам, а именно к конструкции банной печи с топкой колпакового типа, и может использоваться для обогрева помещения при осуществлении водно-паровых процедур. Технический результат предлагаемого решения заключается в быстром нагреве камней, длительном сохранении ими достигнутой температуры, в снижении расхода топлива и в снижении температуры выходящих дымовых газов за счет направления их тепловой энергии на обогрев помещения. Печь-каменка содержит топку колпакового типа, камеру каменки, теплообменник колпакового типа, дымоходную трубу и защитный экран теплообменника, при этом боковые стенки топки выполнены из керамоволокнистных плит, а свод - из талькомагнезита, верхняя часть которого является нижней частью камеры каменки, боковые стенки которой выполнены из теплоизоляционных материалов, металлический теплообменник частично опирается на камеру каменки и свод топки, дымоходная труба закреплена в крышке теплообменника, защитный экран теплообменника выполнен из металлического каркаса, облицованного теплоемким материалом.The utility model relates to heating devices, namely to the design of a sauna stove with a bell-type firebox, and can be used to heat a room when carrying out water-steam procedures. The technical result of the proposed solution consists in the rapid heating of stones, their long-term preservation of the reached temperature, in reducing fuel consumption and in reducing the temperature of the outgoing flue gases by directing their thermal energy to heat the room. The stove-stove contains a bell-type firebox, a stove chamber, a bell-type heat exchanger, a chimney and a protective screen of the heat exchanger, while the side walls of the firebox are made of ceramic fiber plates, and the roof is made of talc magnesite, the upper part of which is the lower part of the stove chamber, the side walls of which are made of heat-insulating materials, the metal heat exchanger partially rests on the heater chamber and the furnace roof, the chimney is fixed in the heat exchanger cover, the heat exchanger's protective screen is made of a metal frame, lined with heat-absorbing material.

Description

Полезная модель относится к нагревательным устройствам, а именно к конструкции банной печи с топкой колпакового типа, и может использоваться для обогрева помещения при осуществлении водно-паровых процедур.The utility model relates to heating devices, namely to the design of a bath stove with a bell-type firebox, and can be used to heat a room when carrying out water-steam procedures.

Из уровня техники известны следующие решения конструкции банных печей.From the prior art, the following solutions for the construction of sauna stoves are known.

Известна печь-каменка (патент РФ №2718846, 14.04.2020) , содержащая корпус, состоящий из двух боковых, передней и задней вертикальных стенок и горизонтального основания с ножками, топку, расположенную внутри корпуса, воздушник, установленный внутри корпуса, колосниковую решетку, установленную на колосниковой рамке и горизонтально расположенную в топке с возможностью помещения твердого топлива на колосниковую решетку и образования зольной камеры под ней, портал с дверкой, установленный с фронтальной стороны корпуса через удлинитель портала, регулируемую задвижку для подачи воздуха в топку, расположенную в нижней части дверки, металлическое ложе для камней, размещенное над топкой, прикрепленное сверху на гранях стенок корпуса, дымоход в виде вертикальной трубы, выполненный с возможностью вывода дыма из топки и проходящий сквозь металлическое ложе для камней, пламегаситель, установленный под выходом дымохода.Known stove heater (RF patent No. 2718846, 04/14/2020), containing a body consisting of two side, front and rear vertical walls and a horizontal base with legs, a firebox located inside the body, an air vent installed inside the body, a grate installed on the grate frame and horizontally located in the firebox with the possibility of placing solid fuel on the grate and forming an ash chamber under it, a portal with a door installed on the front side of the body through a portal extension, an adjustable damper for supplying air to the firebox located at the bottom of the door, a metal bed for stones, located above the firebox, attached from above on the edges of the walls of the body, a chimney in the form of a vertical pipe, made with the possibility of extracting smoke from the firebox and passing through the metal bed for stones, a flame arrester installed under the outlet of the chimney.

Описанное устройство является печью постоянного действия, где камни нагреваются не прямым огнем, а от поверхности, на которую они уложены. Банные процедуры начинают не дожидаясь окончания топки и прогорания дров. Температура камней в таком варианте печи не превышает 400 градусов. Температура камней в таком варианте печи не превышает 400 градусов.The described device is a continuous furnace, where stones are heated not by direct fire, but from the surface on which they are laid. Bath procedures begin without waiting for the end of the firebox and the burning of firewood. The temperature of the stones in this version of the furnace does not exceed 400 degrees. The temperature of the stones in this version of the furnace does not exceed 400 degrees.

Также известна печь-каменка периодического действия (патент РФ №2669088, 08.10.2018), содержащая корпус, топку с дверкой, находящейся вне парилки, топливный канал, колосниковую решетку, поддувало. Топка выполнена в виде куполообразной каркасной металлической конструкции, поверх которой укладывают камни, а корпус выполнен в виде объемной вертикально ориентированной металлической конструкции с крышкой.Also known is a stove-stove of periodic action (RF patent No. 2669088, 08.10.2018), containing a body, a firebox with a door located outside the steam room, a fuel channel, a grate, blown. The firebox is made in the form of a dome-shaped frame metal structure, on top of which stones are laid, and the body is made in the form of a volumetric vertically oriented metal structure with a lid.

В данной конструкции камни расположены на металлической решетке непосредственно над огнем. Огонь напрямую воздействует на камни и разогревает их до более высоких температур (500-1000 градусов). Банные процедуры начинают только после завершения топки и прогорания дров.In this design, stones are placed on a metal grate directly above the fire. Fire directly affects stones and heats them to higher temperatures (500-1000 degrees). Bath procedures begin only after the completion of the firebox and the burning of firewood.

Наиболее близким аналогом патентуемого решения является печь-каменка (патент РФ №142846, 10.07.2014), содержащая топочную камеру с дверкой и колосниковой решеткой, зольник с зольной дверцей, колпак, совмещенный с газовым коллектором, ограждающий кожух-конвектор с конвекционными отверстиями. Снаружи корпуса печи расположена экранирующая стенка, при этом между корпусом печи и экраном происходит конвекционное движение воздуха. Колосниковая решетка и размещенный под ней зольник с зольной дверцей расположены в нижней части общего корпуса. Колпак и газовый коллектор разделены рассекателем, который образован продолжением дымоходного выхода, в частности, продолжением патрубка или отверстия под дымоход.The closest analogue of the patented solution is a heater stove (RF patent No. 142846, 10.07.2014), containing a combustion chamber with a door and a grate, an ash pan with an ash door, a hood combined with a gas manifold, enclosing a convector casing with convection holes. Outside the furnace body, there is a shielding wall, while the convection movement of air occurs between the furnace body and the screen. The grate and the ash pan with the ash door located under it are located in the lower part of the common body. The hood and the gas manifold are separated by a splitter, which is formed by an extension of the chimney outlet, in particular, an extension of the pipe or opening for the chimney.

Использование колпака увеличивает время теплообмена, что увеличивает долю тепла, отдаваемую топочными газами, сокращает время нагрева помещения и каменки до необходимых температур, а, следовательно, увеличивается мощность печи, повышающая тепловую эффективность, и повышается топливная экономичность печи. При этом корпус данной печи выполнен из металлических материалов, что небезопасно, так как тепловое излучение от металла вызывает сильнейшие ожоги.The use of the hood increases the heat exchange time, which increases the share of heat given off by the flue gases, reduces the heating time of the room and the stove to the required temperatures, and, consequently, increases the power of the stove, which increases the thermal efficiency, and increases the fuel efficiency of the stove. At the same time, the body of this furnace is made of metal materials, which is unsafe, since the heat radiation from the metal causes severe burns.

Конструктивно банные печи можно разделить на традиционные кирпичные – тяжелые и объемные, и современные металлические – более легкие и компактные.Structurally, bath stoves can be divided into traditional brick - heavy and voluminous, and modern metal - lighter and more compact.

Технические проблемы, решаемые заявленной полезной моделью состоят в следующем: The technical problems solved by the claimed utility model are as follows:

1) кирпичные печи потребляют много тепла на нагрев собственной конструкции,1) brick ovens consume a lot of heat to heat their own design,

2) металлические печи, в силу высокой теплопроводности материала конструкции, чрезмерно рассеивают тепло, что приводит к перегреву помещения парной,2) metal stoves, due to the high thermal conductivity of the construction material, dissipate heat excessively, which leads to overheating of the steam room,

3) в банных печах постоянного действия при снижении интенсивности горения происходит снижение температуры камней каменки.3) in continuous bath stoves, with a decrease in the intensity of combustion, the temperature of the stones of the heater decreases.

Решение указанных проблем состоит в создании печи, обеспечивающей:The solution to these problems is to create a furnace that provides:

1) низкую теплоемкость конструкции,1) low heat capacity of the structure,

2) низкую теплопроводность конструкции,2) low thermal conductivity of the structure,

3) направление тепловой энергии пламени в первую очередь на нагрев камней каменки и во вторую очередь, дымовыми газами более низкой температуры, на нагрев помещения парной,3) directing the thermal energy of the flame, first of all, to heat the stones of the stove and, secondly, by flue gases of a lower temperature, to heat the steam room,

4) сохранение высокой температуры камней каменки даже при снижении интенсивности горения.4) maintaining a high temperature of the stones of the stove even when the intensity of combustion is reduced.

Поставленная задача решается за счет:The task is solved by:

- изготовления топки колпакового типа из конструкционных теплоизолирующих материалов с незначительной теплоемкостью,- manufacture of bell-type furnaces from structural heat-insulating materials with low heat capacity,

- расположения камней каменки непосредственно над пламенем в закрытой теплоизолированной камере каменки.- the location of the stones of the stove directly above the flame in the closed heat-insulated chamber of the stove.

Технический результат предлагаемого решения заключается в быстром нагреве камней, длительном сохранении ими достигнутой температуры.The technical result of the proposed solution consists in the rapid heating of stones, long-term preservation of the reached temperature.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции печи-каменки, содержащей топку колпакового типа, камеру каменки, теплообменник колпакового типа, дымоходную трубу и защитный экран теплообменника, при этом боковые стенки топки выполнены из керамоволокнистных плит, а свод - из талькомагнезита, верхняя часть которого является нижней частью камеры каменки, боковые стенки которой выполнены из теплоизоляционных материалов.The claimed technical result is achieved due to the design of a stove-stove, containing a bell-type firebox, a stove chamber, a bell-type heat exchanger, a chimney and a protective screen of the heat exchanger, while the side walls of the furnace are made of ceramic fiber plates, and the roof is made of talc magnesite, the upper part of which is the lower part of the heater chamber, the side walls of which are made of heat-insulating materials.

В частном случае осуществления полезной модели боковые стенки топки укреплены изнутри листовой жаропрочной сталью.In the particular case of a utility model, the side walls of the furnace are reinforced from the inside with sheet heat-resistant steel.

В частном случае осуществления полезной модели боковые стенки топки укреплены изнутри огнеупорной штукатуркой.In the particular case of a utility model, the side walls of the firebox are reinforced from the inside with refractory plaster.

В частном случае осуществления полезной модели свод топки выполнен из брусков талькомагнезита.In the particular case of the implementation of the utility model, the furnace roof is made of talc magnesite bars.

В частном случае осуществления полезной модели свод топки выполнен из плиты талькомагнезита.In the particular case of the implementation of the utility model, the furnace roof is made of a talcomagnesite slab.

В частном случае осуществления полезной модели свод топки изолирован от пламени листом жаропрочной стали толщиной 1 – 2 мм.In the particular case of the implementation of the utility model, the firebox roof is insulated from the flame by a sheet of heat-resistant steel with a thickness of 1 - 2 mm.

В частном случае осуществления полезной модели стенки камеры каменки выполнены из керамоволокнистых плит.In the particular case of the implementation of the utility model, the walls of the heater chamber are made of ceramic fiber plates.

В частном случае осуществления полезной модели стенки камеры каменки выполнены из силикат-кальциевых волокнистых плит.In the particular case of the implementation of the utility model, the walls of the heater chamber are made of calcium silicate fiber boards.

В частном случае осуществления полезной модели стенки камеры каменки облицованы изнутри каменной плиткойIn the particular case of a utility model, the walls of the heater chamber are lined with stone tiles from the inside.

В частном случае осуществления полезной модели стенки камеры каменки облицованы изнутри жаропрочной штукатуркойIn the particular case of the implementation of a utility model, the walls of the heater chamber are lined from the inside with heat-resistant plaster

В частном случае осуществления полезной модели теплообменник выполнен из листа нержавеющей стали толщиной 0,8 – 1 мм.In the particular case of the implementation of the utility model, the heat exchanger is made of a stainless steel sheet 0.8 - 1 mm thick.

В частном случае осуществления полезной модели канал соединяющий теплообменник с топкой может находиться с любой стороны топки.In the particular case of the implementation of the utility model, the channel connecting the heat exchanger with the firebox can be located on either side of the firebox.

В частном случае осуществления полезной модели защитный экран теплообменника выполнен из керамической плитки.In the particular case of the implementation of the utility model, the protective shield of the heat exchanger is made of ceramic tiles.

В частном случае осуществления полезной модели защитный экран теплообменника выполнен из каменной плитки.In the particular case of the implementation of the utility model, the protective shield of the heat exchanger is made of stone tiles.

Выполнение топки из теплоизолирующих материалов с незначительной теплоемкостью позволяет не поглощать и не пропускать тепло, а направлять его на камни. Выполнение камеры каменки с дном, представляющим собой верхнюю часть топки, позволяет пламени греть непосредственно камни, для максимального их нагрева, как в каменке периодического действия, но не проходить сквозь них. Для повышения пожарной безопасности камни могут быть отделены от пламени тонким листом жаропрочной стали. The design of the firebox from heat-insulating materials with low heat capacity allows not to absorb or transmit heat, but to direct it to the stones. The design of the stove chamber with the bottom, which is the upper part of the firebox, allows the flame to heat directly the stones, for their maximum heating, as in a stove with periodic action, but not to pass through them. To increase fire safety, stones can be separated from the flame with a thin sheet of heat-resistant steel.

Конструкция топки колпакового типа обеспечивает задерживание наиболее горячих газов под сводом, состоящим из камней каменки, при этом даже при снижении интенсивности горения, приточный холодный воздух не касается свода топки. Камни каменки снизу греются пламенем, но сверху и с боков хорошо теплоизолированы для сохранения температуры. The design of the bell-type firebox ensures that the hottest gases are retained under the roof of the stove stones, while even with a decrease in the intensity of combustion, the supplied cold air does not touch the furnace roof. The stones of the stove are heated from below with a flame, but the top and sides are well insulated to maintain temperature.

После выхода из топки горячие газы максимально отдают тепло для нагрева воздуха в помещении парной за счет снижения скорости движения газов и теплопроводящих материалов теплообменника с небольшой теплоемкостью. Это обеспечивается конструкцией теплообменника колпакового типа, где горячие газы задерживаются под сводом до остывания и перетекания в дымоход. Для защиты от теплового излучения металла теплообменника он закрыт экраном из керамической или каменной плитки так, чтобы между теплообменником и экраном происходило конвекционное движение воздуха.After leaving the furnace, the hot gases give off heat to the maximum for heating the air in the steam room by reducing the speed of movement of gases and heat-conducting materials of a heat exchanger with a small heat capacity. This is ensured by the design of the bell-type heat exchanger, where hot gases are retained under the roof until they cool down and flow into the chimney. To protect the heat exchanger metal from thermal radiation, it is covered with a ceramic or stone tile screen so that convection air movement occurs between the heat exchanger and the screen.

Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.Further, the solution is explained by reference to the figures, which show the following.

Фиг. 1 – конструкция топки колпакового типа печи-каменки.FIG. 1 - design of the bell-type furnace-heater.

Фиг. 2 – конструкция теплообменника колпакового типа печи-каменки.FIG. 2 - design of the bell-type heat exchanger for the heater.

Печь-каменка содержит топку 1 колпакового типа, каменку 10 с изолированной камерой, теплообменник 14 колпакового типа, дымоходную трубу 17 и защитный экран 15 теплообменника.The stove-heater contains a bell-type firebox 1, a stove 10 with an insulated chamber, a bell-type heat exchanger 14, a chimney 17 and a protective screen 15 of the heat exchanger.

Конструкция топки колпакового типа - топка выполнена из конструкционных керамоволокнистых плит 7 с высокими теплоизоляционными и прочностными характеристиками. The construction of the bell-type firebox - the firebox is made of structural ceramic fiber plates 7 with high thermal insulation and strength characteristics.

Температура применения указанных керамоволокнистых плит:Application temperature of the specified ceramic fiber boards:

максимальная 1427°C,maximum 1427 ° C,

рабочая 1300°C.working 1300 ° C.

Боковые стенки топки укрепляются изнутри тонкой листовой жаростойкой сталью или огнеупорной штукатуркой для защиты от механического повреждения поленьями.The side walls of the firebox are reinforced from the inside with thin sheet heat-resistant steel or refractory plaster to protect against mechanical damage from logs.

В нижней части топки 1 расположена колосниковая решетка 2, на которую укладываются дрова 3, под колосниковой решеткой 2 расположена поддувка 4 с отверстием для запуска наружного воздуха 5 для поддержания горения дров. Топка также снабжена дверцей 6 для доступа в камеру топки.In the lower part of the firebox 1 there is a grate 2, on which firewood 3 is stacked, under the grate 2 there is a blower 4 with an opening for starting the outside air 5 to keep the firewood burning. The firebox is also equipped with a door 6 for access to the firebox chamber.

Свод топки 8 представляет собой бруски, либо плиту талькомагнезита, которые в частных случаях изолируют от пламени тонким (1 - 2 мм) листом жаропрочной нержавеющей стали 9 для повышения безопасности.The arch of the firebox 8 is made of bars or a talc-magnesite slab, which in special cases is isolated from the flame by a thin (1 - 2 mm) sheet of heat-resistant stainless steel 9 to increase safety.

Талькомагнезит не реагирует на высокие температуры и способен значительное время выдерживать нагрев от 1200°С до 1600°С (в зависимости от разновидности камня), а также температурные перепады. Кроме того, материал выдерживает многократные циклы нагрева и остывания без потери формы (не трескается, не теряет цвет и форму) благодаря низким показателям температурного расширения. Под воздействием температуры камень не трескается, не изменяет своей формы и цвета. Влага не проникает в структуру камня и не разрушает его. Обладает высокой прочностью на изгиб и исключительно высокой устойчивостью к воздействию химикатов.Talcomagnesite does not react to high temperatures and is able to withstand heating from 1200 ° C to 1600 ° C (depending on the type of stone) for a considerable time, as well as temperature drops. In addition, the material withstands multiple heating and cooling cycles without losing its shape (it does not crack, does not lose color and shape) due to its low thermal expansion. Under the influence of temperature, the stone does not crack, does not change its shape and color. Moisture does not penetrate into the structure of the stone and does not destroy it. It has high flexural strength and exceptional resistance to chemicals.

Бруски талькомагнезита 8 (или цельная плита из талькомагнезита) опираются на стенки топки, а верхней частью находятся в камере каменки 10. Таким образом, верхняя часть топки представляет собой нижнюю часть каменки.Bars of talcomagnesite 8 (or a solid plate of talc magnesite) rest on the walls of the firebox, and their upper part is located in the stove chamber 10. Thus, the upper part of the firebox is the lower part of the stove.

Камера каменки 10 выполнена из теплоизоляционных конструкционных материалов 7: керамоволокнистых плит или силикат-кальциевых волокнистых плит и имеет дверцу 11 для поддавания воды и выхода пара.The heater chamber 10 is made of heat-insulating construction materials 7: ceramic fiber boards or calcium silicate fiber boards and has a door 11 for supplying water and steam.

Камера теплообменника 14 колпакового типа соединена с камерой топки 1 колпакового типа посредством канала 12, через который нагретый от камней из талькомагнезита 8 воздух 13 поступает в теплообменник, задерживаясь под сводом теплообменника. Стенки канала выполнены из того же конструкционного теплоизолирующего материала 7, что и топка 1.The bell-type heat exchanger chamber 14 is connected to the bell-type furnace chamber 1 through a channel 12 through which the air 13 heated from talc-magnesite stones 8 enters the heat exchanger, lingering under the heat exchanger roof. The walls of the channel are made of the same structural heat-insulating material 7 as the firebox 1.

Конструкция теплообменника 14 частично опирается на топку 1, для снижения нагрузки, теплообменник 14 выполняется из тонкого теплопроводящего материала (нержавеющая сталь толщиной 0.8 -1 мм). Для выхода остывших газов из теплообменника используется стандартная дымоходная труба 17 из нержавеющей стали. Труба 17 опущена внутрь теплообменника для создания эффекта «колпака» - торможения горячих газов для их остывания, и закреплена в крышке теплообменника. В верхней части трубы следует установить поворотную заслонку для регулирования печной тяги.The design of the heat exchanger 14 is partially supported by the firebox 1; to reduce the load, the heat exchanger 14 is made of a thin heat-conducting material (stainless steel 0.8-1 mm thick). To exit the cooled gases from the heat exchanger, a standard chimney 17 made of stainless steel is used. The pipe 17 is lowered inside the heat exchanger to create a "cap" effect - braking hot gases to cool them down, and is fixed in the heat exchanger cover. A rotary damper should be installed at the top of the pipe to regulate the oven draft.

Конструкция каркаса защитного экрана 15, опирается на основание печи. Защитный экран необходим для защиты от теплового излучения металла теплообменника. Каркас экрана 15 крепится к теплообменнику в верхней части теплообменника посредством крепежей 16 таким образом, чтобы между теплообменником и экраном происходило конвекционное движение воздуха 18, и чтобы нагрузка от весы дымовой трубы передавалась через каркас на основание печи.The structure of the frame of the protective screen 15 rests on the base of the furnace. A protective screen is necessary to protect the heat exchanger metal from thermal radiation. The frame of the screen 15 is attached to the heat exchanger in the upper part of the heat exchanger by means of fasteners 16 so that the convection movement of air 18 occurs between the heat exchanger and the screen, and so that the load from the chimney scale is transmitted through the frame to the base of the furnace.

Предлагаемая конструкция печи-каменки решает поставленную задачу и обеспечивает быстрое прогревание помещения парной – около 30 мин, быстрое нагревание камней до 200 С и более - около 30 мин, поддерживание высокой температуры камней (более 200 С) длительное время. Кроме того, печь не содержит внешних металлических обжигающих поверхностей. The proposed design of the stove-stove solves the task and provides quick heating of the steam room - about 30 minutes, rapid heating of stones to 200 C and more - about 30 minutes, maintaining a high temperature of stones (more than 200 C) for a long time. In addition, the oven does not contain any external metal burning surfaces.

Claims

1. A stove-stove, containing a firebox with a bell-type stove chamber, a bell-type heat exchanger, a chimney and a protective screen of the heat exchanger, while the side walls of the firebox are made of ceramic fiber plates, and the roof is made of talc magnesite, the upper part of which is the lower part of the stove chamber, the side walls of which are made of heat-insulating materials.

2. A stove-heater according to claim 1, characterized in that the side walls of the furnace are reinforced from the inside with sheet heat-resistant steel.

3. A stove-heater according to claim 1, characterized in that the side walls of the furnace are reinforced from the inside with refractory plaster.

4. The stove-heater according to claim 1, characterized in that the roof of the furnace is made of talc magnesite bars.

5. The stove-heater according to claim 1, characterized in that the roof of the furnace is made of a talc magnesite slab.

6. The stove-heater according to claim 1, characterized in that the roof of the furnace is insulated from the flame by a sheet of heat-resistant steel with a thickness of 1 to 2 mm.

7. The heater-heater according to claim 1, characterized in that the walls of the heater chamber are made of ceramic fiber plates.

8. The heater-heater according to claim 1, characterized in that the walls of the heater chamber are made of calcium silicate fibrous plates.

9. The heater-heater according to claim 1, characterized in that the walls of the heater chamber are lined with stone tiles from the inside.

10. The heater stove according to claim 1, characterized in that the walls of the heater chamber are lined with heat-resistant plaster from the inside.

11. A stove-heater according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is made of a stainless steel sheet 0.8-1 mm thick.

12. The stove-heater according to claim 1, characterized in that the protective screen is made of ceramic tiles.

13. The stove-heater according to claim 1, characterized in that the protective screen is made of stone tiles.