Патент на изобретение №2331816

(54) КАМИН

(57) Реферат:

Камин относится к печам на твердом топливе, предназначен для обогрева помещений и создания комфортных условий. Камин включает корпус, в нижней части которого расположен зольник с откосами и коробчатым сборником золы, колосники, топку и дымовую трубу с дымообводящим экраном. В верхней части корпуса камина над топкой расположена куполообразная перегородка стабилизации тяги, в верхней части которой, под дымовой трубой, закреплен трубчатый жиклер со скосом. На скосе жиклера расположена пластина-держатель с биметаллическим термостатом, выполненным таким образом, что при нагревании он разгибается и перекрывает выходное сечение жиклера, уменьшает поток топочных газов, и с регулировочным винтом. Перегородка стабилизации тяги образует в верхней части корпуса камина камеру теплообмена. Под перегородкой стабилизации тяги наклонно установлена газоходная перегородка. Вдоль нижней линии примыкания газоходной перегородки к передней части корпуса образуются щелевые отверстия подачи вторичного воздуха. В перегородке стабилизации тяги над газоходной перегородкой вдоль линии примыкания к боковым стенкам корпуса расположены отверстия распределения газового потока. К передней нижней кромке перегородки стабилизации тяги крепится вертикально перегородка дожиговой камеры с дугообразной верхней кромкой, образуя дожиговую камеру. Внутри дожиговой камеры на корпусе шарнирно закреплен клапан подачи вторичного воздуха с двумя регулировочными шпильками с гайками по краям, перекрывающий ряд отверстий подачи вторичного воздуха, выполненных в корпусе. В камере теплообмена находятся две термотяги, одним концом закрепленные к верхней части корпуса, другим – к регулировочным шпилькам клапана, открывающие отверстия подачи вторичного воздуха при нагревании. Технический результат: повышение тепловой эффективности и топливной экономичности камина при одновременном снижении пожарной опасности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Камин относится к печам на твердом топливе, предназначен для обогрева помещений и создания комфортных условий.

Известные конструкции каминов (Колеватов В.М. «Печи и камины». СПб.: ООО «Диамант», ООО «Золотой век», 1996 г.) имеют в качестве основных функциональных узлов топливник с зольником и простейшие системы стабилизации тяги (см., например, Мадоян А.А. RU №2130567, F24B 1/185) в устройстве вывода отработанных газов.

Недостатком известных каминов является их низкая тепловая эффективность, обусловленная неоптимальным распределением топочных газовых потоков, неравномерным прогревом теплообменных площадей корпуса камина, неполным сгоранием топлива, что приводит к снижению эффективности сгоревшего топлива и засаживанию дымовых труб.

В конструкциях многих каминов (см., например, Олешков А.Я. RU №2082064, F24B 1/18), содержащих корпус с топливником и зольником со сплошным сводом и вертикальным дымоходом, не предусмотрены дополнительные конструкции для снижения скорости прохождения топочных газов. Поэтому, вследствие высокой скорости прохождения топочных газов в дымовых трубах, малой площади контакта с теплообменными площадями корпуса камина и малым временем теплообмена значительно снижается тепловая эффективность вышеприведенных конструкций, что повышает расход топлива и увеличивает время прогрева помещения до нужной температуры.

Другим недостатком этих конструкций является их пожароопасность, связанная с тем, что из-за сильной тяги в вертикальной дымовой трубе происходит дожигание несгоревшего топлива значительно выше отопительного прибора, в межэтажном перекрытии, что требует дополнительных затрат на теплоизоляцию.

Известна печь-камин (RU 35870 U1, F24B 1/18, 10.02.2004), которая состоит из топки с дверцей, снабженной жалюзи. В конструкции отсутствует зольник и колосник. Нижняя плоская потолочная стенка топки оснащена щелевым отверстием, перекрывающимся заслонкой. Корпус выполнен с двойными боковыми и потолочными стенками, для создания прохода топочных газов. Вторичный воздух подается через трубки (10). В верхней передней части имеются щелевое отверстие и трубки, в виде эжектора. Вся конструкция печи помещена в кожух с жалюзи в нижней части.

Малый проем и большая глубина топки не позволяют назвать этот прибор камином. Отсутствие зольника и колосника ухудшает процесс горения, усложняет пользование печью. Плоский свод топки способствует выбросу топочных и угарных газов в отапливаемое помещение, поэтому пользоваться камином с открытой дверцей топки нельзя. В камине 2 над топкой наклонные перегородки образуют воронку для сбора топочных газов, что улучшает прохождение восходящего потока газов к жиклеру.

Функция щелевого отверстия, находящегося в нижней потолочной стенке, и трубок-эжекторов не однозначна. При разогреве печи топочные газы проходят через боковые межстенные каналы и отражаются от холодных трубок-эжекторов, попадают в топку и ухудшают процесс горения. В рабочем режиме топочные газы попадают через щелевое отверстие в топку и оттесняются в отапливаемое помещение струями холодного воздуха из эжекторов. Эжекторы дублируют функцию жалюзи дверцы топки.

Создание двустенного корпуса с газоходными каналами исключает корпус топки из теплообменного процесса. Наличие кожуха, в который помещена печь, выполняет функцию термоса, т.е. теплообмен с отапливаемьм помещением не возможен.

Данная конструкция печи экономически нецелесообразна, так как ведет к трехкратному увеличению расхода металла (относительно размера топки) и исключает главную задачу печи – обогрев помещения.

Известен камин, в конструкции которого используется дымовой зуб (Соснин Ю.П. и др. «Бытовые печи, камины и водонагреватели», Москва, Стройиздат, 1984, с.12, 14, 15, 17, рис.8.17). Дымовой зуб закреплен к верхней потолочной стенке корпуса камина для распределения топочных газов, что увеличивает путь прохождения топочных газов, время и площадь теплообмена. В камине 121 применен дымообводящий экран, являющийся частью дымовой трубы, и расположен в камере теплообмена.

Задачей настоящего изобретения является повышение тепловой эффективности и топливной экономичности камина при одновременном снижении пожарной опасности.

Достигаемые технические результаты – сокращение времени прогрева помещения, повышение топливной экономичности камина, упрощение пользованием и пожарная безопасность, создание более комфортных условий для пользователя.

Задача изобретения решается за счет того, что камин включает корпус, в нижней части которого расположен зольник с откосами и коробчатым сборником золы, колосники, топку и дымовую трубу с дымообводящим экраном. В верхней части корпуса камина над топкой расположена куполообразная перегородка стабилизации тяги, в верхней части которой, под дымовой трубой, закреплен трубчатый жиклер со скосом, на скосе жиклера расположена пластина-держатель с биметаллическим термостатом, выполненным таким образом, что при нагревании он разгибается и перекрывает выходное сечение жиклера, уменьшает поток топочных газов, и регулировочным винтом. Перегородка стабилизации тяги образует в верхней части корпуса камина камеру теплообмена. Под перегородкой стабилизации тяги наклонно установлена газоходная перегородка. Вдоль нижней линии примыкания газоходной перегородки к передней части корпуса образуются щелевые отверстия подачи вторичного воздуха. В перегородке стабилизации тяги над газоходной перегородкой вдоль линии примыкания к боковым стенкам корпуса расположены отверстия распределения газового потока. К передней нижней кромке перегородки стабилизации тяги крепится вертикально перегородка дожиговой камеры с дугообразной верхней кромкой, образуя дожиговую камеру. Внутри дожиговой камеры на корпусе, шарнирно, закреплен клапан подачи вторичного воздуха с двумя регулировочными шпильками с гайками по краям, перекрывающий ряд отверстий подачи вторичного воздуха, выполненных в корпусе. В камере теплообмена находятся две термотяги, одним концом закрепленные к верхней части корпуса, другим – к регулировочным шпилькам клапана, открывающие отверстия подачи вторичного воздуха при нагревании.

Кроме того, термотяга выполнена из термостойкой легированной стали, имеет П-образный профиль.

Кроме того, над топкой установлен защитный экран.

Кроме того, дымообводящий экран является частью дымовой трубы и расположен в камере теплообмена.

Кроме того, на верхней горизонтальной части корпуса камина установлены две конфорки.

На чертеже показан боковой разрез камина.

Камин выполнен из листовой стали, элементы конструкции закреплены посредством электродуговой сварки.

Камин состоит: топка (1), колосники (2), зольный ящик (3), откосы (4), перегородка стабилизации тяги (5), трубчатый жиклер (6), биметаллический термостат (7), регулировочный винт (8), пластина-держатель (25), газоходная перегородка (9), щелевые отверстия (10), перегородка дожиговой камеры (11), термотяга (12), шпилька с гайкой (13), регулировочная шпилька с гайками (14), шарнир клапана (15), клапан подачи вторичного воздуха (16), ряд отверстий подачи вторичного воздуха (17), дымообводящий экран (18), дымовая труба (19), защитный экран (20), отверстия распределения газового потока (21), камера теплообмена (22), дожиговая камера (23), корпус (24), конфорка (26).

При растопке камина теплые топочные газы поднимаются вверх и собираются под перегородкой стабилизации тяги (5), часть топочных газов проходит через трубчатый жиклер (6) в дымовую трубу (19) и возбуждает устойчивую тягу. Сила тяги в дымовой трубе (19) зависит от температуры топочных газов, проходящих через трубчатый жиклер (6). Жиклер в виде трубы позволяет эффективнее формировать направленную струю горячих топочных газов в дымовую трубу (19). Верхняя часть жиклера имеет скос, на котором закреплена пластина-держатель (25) с биметаллическим термостатом (7). Регулировка сечения жиклера осуществляется регулировочным винтом (8). При нагревании термостат разгибается и перекрывает выходное сечение жиклера, уменьшает поток топочных газов, снижает тягу в дымовой трубе, потерю тепловой энергии, перегрев дымохода, чем обеспечивает пожаробезопасность.

Основной поток топочных газов устремляется по газоходному каналу между газоходной перегородкой (9) и перегородкой стабилизации тяги (5).

В дожиговой камере (23), образованной перегородкой дожиговой камеры Hi, основной поток топочных газов меняет направление движения, гася скорость, и обогащается вторичным воздухом через щелевые отверстия подачи вторичного воздуха (10), которые расположены вдоль нижней линии примыкания газоходной перегородки (9) к передней части корпуса камина. Верхняя кромка перегородки дожиговой камеры (11) имеет дугообразную форму, что способствует распределению топочных газов по всей ширине камеры теплообмена (22). Отверстия распределения газового потока (21) расположены над газоходным каналом вдоль линии примыкания перегородки стабилизации тяги (5) к корпусу камина (24), распределяют газовый поток по всей ширине газоходного канала, прогревают вертикальные боковые участки корпуса камина, разносят поток топочных газов по всей ширине камеры теплообмена (22). Такое техническое решение позволяет создавать камины с дугообразной передней панелью, угловые камины с минимальной глубиной топки, большим проемом – смотровым окном.

Из дожиговой камеры (23) поток газов устремляется в камеру теплообмена (22). Так как объем камеры теплообмена (22) значительно больше объема дожиговой камеры (23), скорость потока топочных газов снижается и увеличивается время контакта топочных газов с площадями теплообмена в верхней части корпуса камина.

В камере теплообмена (22) находятся две термотяги (12), имеющие П-образный профиль, изготовленные из термостойкой легированной стали. Один конец термотяги закреплен к корпусу камина шпилькой с гайкой (13), другой конец крепится к регулировочной шпильке (14). При нагревании термотяги, из-за теплового линейного расширения, увеличивается ее длина и тяга давит на регулировочную шпильку (14), которая является разноплечевым рычагом, жестко закрепленным к клапану подачи вторичного воздуха (16). Клапан крепится к корпусу камина при помощи шарнира (16) и способен отклоняться, открывая ряд отверстий подачи вторичного воздуха (17), что обеспечивает полное выгорание сажистого углерода. Такое техническое решение позволяет применять, в виде топлива, дрова хвойных пород деревьев. При максимальном отклонении от вертикали клапан уменьшает проходное сечение дожиговой камеры (23), направляя основной газовый поток по более длинному пути через угловые секторы камеры теплообмена.

Дымообводящий экран (18) при прогреве камина препятствует вытеснению горячих топочных газов, проходящих через жиклер (6), более холодными топочными газами из камеры теплообмена (22), что создает стабильную тягу в дымовой трубе (19). Дымообводящий экран (18) является частью дымовой трубы (19) и расположен в камере теплообмена (22).

Щелевые отверстия для подачи вторичного воздуха (10) можно использовать для очистки дожиговой камеры (23) от продуктов горения.

На верхней горизонтальной части корпуса камина установлены две конфорки (26) для приготовления пищи. Снимая их, получаем доступ к обслуживанию и регулировке термотяг (12) и биметаллического термостата (7).

Над топкой установлен защитный экран (20) для безопасности пользователя, т.к. корпус камина в зоне дожиговой камеры (23) разогревается при пользовании до высокой температуры.

Формула изобретения

1. Камин, включающий корпус, в нижней части которого расположен зольник с откосами и коробчатым сборником золы, колосники, топку и дымовую трубу с дымообводящим экраном, отличающийся тем, что в верхней части корпуса камина над топкой расположена куполообразная перегородка стабилизации тяги, в верхней части которой, под дымовой трубой, закреплен трубчатый жиклер со скосом, на скосе жиклера расположена пластина-держатель с биметаллическим термостатом, выполненным таким образом, что при нагревании он разгибается и перекрывает выходное сечение жиклера, уменьшает поток топочных газов, и с регулировочным винтом, перегородка стабилизации тяги образует в верхней части корпуса камина камеру теплообмена, под перегородкой стабилизации тяги наклонно установлена газоходная перегородка, вдоль нижней линии примыкания газоходной перегородки к передней части корпуса образуются щелевые отверстия подачи вторичного воздуха, в перегородке стабилизации тяги над газоходной перегородкой вдоль линии примыкания к боковым стенкам корпуса расположены отверстия распределения газового потока, к передней нижней кромке перегородки стабилизации тяги крепится вертикально перегородка дожиговой камеры с дугообразной верхней кромкой, образуя дожиговую камеру, внутри дожиговой камеры на корпусе шарнирно закреплен клапан подачи вторичного воздуха с двумя регулировочными шпильками с гайками по краям, перекрывающий ряд отверстий подачи вторичного воздуха, выполненных в корпусе, в камере теплообмена находятся две термотяги, одним концом закрепленные к верхней части корпуса, другим – к регулировочным шпилькам клапана, открывающие отверстия подачи вторичного воздуха при нагревании.

2. Камин по п.1, отличающийся тем, что термотяга выполнена из термостойкой легированной стали, имеет п-образный профиль.

3. Камин по п.1, отличающийся тем, что над топкой установлен защитный экран.

4. Камин по п.1, отличающийся тем, что дымообводящий экран является частью дымовой трубы и расположен в камере теплообмена.

5. Камин по п.1, отличающийся тем, что на верхней горизонтальной части корпуса камина установлены две конфорки.

РИСУНКИ