RU2097660C1

RU2097660C1 - Convective stove

Info

Publication number: RU2097660C1
Application number: RU95115280A
Authority: RU
Inventors: Е.К. Бумагин; В.И. Антошкин; М.В. Старченков
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "РУСАНТ-СОЛАР"
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: heating buildings and making meals. SUBSTANCE: stove includes body with top range, pipe and damper, bottom with air ducts, front wall and door provided with ashpit and throttle valve, rear wall with vertical air ducts, side walls with vertical air ducts and movable partition provided with handle for moving it. Mounted in inclined position under movable partition are inner air ducts connected at one end with respective outer air ducts of side walls and brought out to opposite side of stove at other end above holes of outer air ducts. Upper holes of outer air ducts connected with inner air ducts 17 are closed. Bottom is inclined towards front wall and is provided with air ducts connected with air ducts of rear wall. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обогрева различных помещений (теплиц, гаражей, дач, бань и т.д.) и приготовления пищи. The invention relates to a device for heating various rooms (greenhouses, garages, cottages, baths, etc.) and cooking.

Известно устройство, содержащее удлиненный цилиндрический корпус, выполненный из дугообразных воздухопроводящих труб (воздухопроводов), расположенных вертикально в шахматном порядке с определенным шагом в горизонтальном направлении, а промежутки между трубами закрыты перегородками, сзади корпус закрыт плоской стенкой с трубой и заслонкой для дымовых газов, а спереди стенкой с люком для загрузки топлива и дверцей, имеющей поддувало с заслонкой [1]
Известное устройство имеет сложную и трудоемкую в изготовлении конструкцию из-за наличия большого количества труб. Кроме того, на этом устройстве невозможно обеспечить приготовление пищи, что снижает область его использования, а также, поскольку внутренняя поверхность корпуса состоит из труб, затруднен процесс удаления золы.A device is known that contains an elongated cylindrical body made of arched air-conducting pipes (air ducts) arranged vertically in a checkerboard pattern with a certain step in the horizontal direction, and the gaps between the pipes are closed by partitions, the back is closed by a flat wall with a pipe and a flue gas damper, and Front wall with a hatch for loading fuel and a door with a blower with a flap [1]
The known device has a complex and time-consuming design to manufacture due to the presence of a large number of pipes. In addition, on this device it is impossible to provide cooking, which reduces the area of its use, and also, since the inner surface of the housing consists of pipes, the ash removal process is complicated.

Известна работающая на твердом топливе печь для нагрева воздуха, содержащая цилиндрическую камеру сгорания, кожух которой окружен трубчатыми дугами, расположенными одна за другой с одинаковым перекрытием. Верхние и нижние концы трубчатых дуг открыты. В передней торцовой стенке камеры сгорания имеется топочная дверца, а в верхней зоне ее задней торцовой стенки выполнен отвод для дымовых газов. Имеется поворотное устройство, расположенное между задней торцовой стенкой и передней зоной камеры сгорания. Печь отличается тем, что перед поворотным устройством (или выше) выполнены сопла для подачи вторичного воздуха [2, 3]
Известная печь имеет следующие недостатки:
отсутствие верхней плиты для приготовления или подогрева пищи;
расположение воздухопроводящих труб в шахматном порядке позволяет использовать для эффективного воздухообмена только 50% площади цилиндрического корпуса;
процесс длительного (тлеющего) горения осуществляется при постепенном сгорании топлива, т.е. при постепенном перемещении очага горения от передней стенки (дверцы) к задней стенке; таким образом не все воздухопроводящие трубы являются эффективно работающими, а только те, которые в данный момент времени находятся в зоне очага горения;
задняя стенка не имеет воздухопроводящих каналов (труб) и не участвует таким образом в эффективном воздухообмене;
перегородки между воздухопроводящими трубами являются фактически стенками топливника и могут нагреваться до высокой температуры, что представляет пожаро- и ожегоопасность;
устройство имеет сложную и трудоемкую в изготовлении конструкцию из-за наличия деталей сложной конфигурации и большего количества сварочных работ;
затруднен процесс удаления золы из-за наличия на дне внутри корпуса труб, расположенных продольно относительно направления удаления золы.A solid fuel-fired furnace for heating air is known, comprising a cylindrical combustion chamber, the casing of which is surrounded by tubular arcs located one after another with the same overlap. The upper and lower ends of the tubular arcs are open. In the front end wall of the combustion chamber there is a furnace door, and in the upper zone of its rear end wall there is an exhaust for flue gases. There is a rotary device located between the rear end wall and the front zone of the combustion chamber. The furnace is characterized in that nozzles for supplying secondary air are made in front of the rotary device (or higher) [2, 3]
Known furnace has the following disadvantages:
lack of top plate for cooking or heating food;
the location of the air ducts in a checkerboard pattern allows only 50% of the area of the cylindrical body to be used for efficient air exchange;
the process of prolonged (smoldering) combustion is carried out with the gradual combustion of fuel, i.e. with the gradual movement of the burning center from the front wall (door) to the rear wall; Thus, not all air-conducting pipes are efficiently working, but only those that are currently in the zone of the burning center;
the back wall does not have air ducts (pipes) and thus does not participate in effective air exchange;
the partitions between the air pipes are actually the walls of the firebox and can heat up to a high temperature, which is a fire and burn hazard;
the device has a complex and time-consuming design to manufacture due to the presence of parts of complex configuration and more welding work;
the ash removal process is complicated due to the presence at the bottom of the inside of the casing of pipes arranged longitudinally relative to the ash removal direction.

Известно устройство, содержащее корпус с передней, задней и боковыми стенками в виде расположенных в шахматном порядке дугообразно изогнутых воздухопроводящих труб, трубой для отвода газов, люком для загрузки топлива и перегородкой с заслонкой для изменения режима работы, при этом корпус снабжен двумя охватывающими воздухопроводящие трубы боковыми листами с верхними и нижними рядами отверстий для воздухопроводящих труб, расположенных с противоположной стороны, а перегородка смонтирована над воздухопроводящими трубами [4]
Недостатки известного устройства:
боковые, передняя и задняя стенки имеют сложную в изготовлении конфигурацию;
расположение воздухопроводящих труб в шахматном порядке позволяет использовать для эффективного воздухообмена только 50% площади боковых стенок;
задняя стенка не имеет воздухопроводящих каналов (труб) и не участвует таким образом в эффективном воздухообмене;
задняя стенка и боковые стенки в промежутках между трубами являются фактически стенками топливника и могут нагреваться до высокой температуры, что представляет пожаро- и ожогоопасность;
затруднен процесс удаления золы из-за наличия на дне внутри корпуса труб, расположенных продольно относительно направления удаления золы.A device is known that contains a housing with front, rear and side walls in the form of staggered curved curved air pipes, a pipe for venting gases, a hatch for loading fuel and a partition with a shutter for changing the operating mode, while the body is equipped with two lateral pipes covering the air pipes sheets with upper and lower rows of openings for air pipes located on the opposite side, and the partition is mounted above the air pipes [4]
The disadvantages of the known device:
the side, front and rear walls have a configuration that is difficult to manufacture;
the location of the air ducts in a checkerboard pattern allows only 50% of the area of the side walls to be used for efficient air exchange;
the back wall does not have air ducts (pipes) and thus does not participate in effective air exchange;
the rear wall and side walls in the spaces between the pipes are actually the walls of the firebox and can be heated to a high temperature, which is a fire and burn hazard;
the ash removal process is complicated due to the presence at the bottom of the inside of the casing of pipes arranged longitudinally relative to the ash removal direction.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является воздухонагреватель, содержащий корпус с верхней плитой с трубой для отвода дымовых газов, боковыми и задней стенками с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами, дном, передней стенкой с дверцей, имеющей поддувало с заслонкой [5]
Недостатком этого устройства является низкая эффективность, так как не используются для воздухообмена дно и внутреннее пространство печи.The closest technical solution to the invention is an air heater comprising a housing with a top plate with a flue gas pipe, side and rear walls with vertically arranged air ducts, a bottom, a front wall with a door having a blower with a damper [5]
The disadvantage of this device is its low efficiency, since the bottom and the interior of the furnace are not used for air exchange.

Изобретение решает задачу создания высокоэффективной, технологичной в изготовлении, удобной, безопасной в эксплуатации печи с широкой сферой применения. The invention solves the problem of creating a highly efficient, technological in manufacture, convenient, safe in operation furnace with a wide scope.

Это достигается тем, что в печи, содержащей корпус с верхней плитой и установленной под ней подвижной перегородкой, передней стенкой с дверцей с поддувалом и дроссельной заслонкой, дном, задней и боковыми стенками, выполненным с вертикально расположенными внешними воздухопроводящими каналами, под подвижной перегородкой выполнены внутренние воздухопроводящие каналы, одним концом соединенные с внешними воздухопроводящими каналами боковых стенок и выведенные другим концом на противоположную сторону печи над отверстиями внешних воздухопроводящих каналов, при этом верхние отверстия внешних воздухопроводящих каналов, соединенных с внутренними, выполнены закрытыми, дно выполнено с наклоном в сторону передней стенки и снабжено воздухопроводящими каналами, соединенными с внешними воздухопроводящими каналами задней стенки. Целесообразно внутренние воздухопроводящие каналы выполнить в виде труб и установить их в шахматном порядке. Воздухопроводящие каналы боковых стенок, расположенные у передней стенки, предпочтительно выполнить с форсунками, верхние отверстия указанных воздухопроводящих каналов при этом необходимо закрыть. This is achieved by the fact that in a furnace containing a housing with a top plate and a movable partition installed under it, a front wall with a door with a blower and a throttle, a bottom, a back and side walls made with vertically arranged external air ducts, inside the movable partition there are internal air conduits connected at one end to the external air conduits of the side walls and brought out by the other end to the opposite side of the furnace above the openings of the external air conducting channels, while the upper openings vozduhoprovodyaschih external channels connected to internal made closed bottom formed with an inclination towards the front wall and is provided with air-conducting channels are connected with external channels vozduhoprovodyaschih rear wall. It is advisable to carry out the internal air ducts in the form of pipes and install them in a checkerboard pattern. The air ducts of the side walls located near the front wall are preferably made with nozzles, and the upper openings of the air ducts must be closed.

Эффективность работы печи в качестве обогревателя обеспечивается наличием на дне, задней, боковых стенках и внутри корпуса воздухопроводящих каналов, в которых происходят интенсивный нагрев воздуха и усиление его естественной конвекции за счет возникновения в воздухопроводящих каналах тяги, причем дно для этого выполнено наклонным. The efficiency of the furnace as a heater is ensured by the presence of air-conducting channels on the bottom, back, side walls and inside the casing, in which intense heating of the air and amplification of its natural convection occur due to the occurrence of draft in the air-conducting channels, the bottom being inclined for this.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicant has not found technical solutions characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype made it possible to identify a set of essential (with respect to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the claimed object set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Information about the fame of the distinguishing features in the totality of the characteristics of the known technical solutions with the achievement of the same as the claimed device, there is no positive effect. Based on this, it was concluded that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображена предлагаемая печь, общий вид; на фиг. 2 4 - разрезы, показывающие устройство и схему работы. In FIG. 1 shows the proposed furnace, General view; in FIG. 2 4 - sections showing the device and the scheme of work.

Печь состоит из корпуса с верхней плитой 1, с трубой 2 и заслонкой 3, дном 4 с воздухопроводящими каналами 5, передней стенкой 6 с дверцей 7, имеющей поддувало с дроссельной заслонкой 8, задней стенкой 9 с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами 10, боковыми стенками 11 и 12 с вертикально расположенными воздухопроводящими каналами 13 и 14, подвижной перегородкой 15, имеющей ручку 16 для ее перемещения. Под подвижной перегородкой 15 наклонно установлены внутренние воздухопроводящие каналы 17, одним концом соединенные с соответствующими внешними воздухопроводящими каналами 13 боковых стенок 11, 12 и выведенные другим концом на противоположную сторону печи над отверстиями внешних воздухопроводящих каналов 14. При этом верхние отверстия внешних воздухопроводящих каналов 13, соединенных с внутренними воздухопроводящими каналами 17, выполнены закрытыми. Дно 4 выполнено с наклоном в сторону передней стенки 6 и снабжено воздухопроводящими каналами 5, соединенными с воздухопроводящими каналами 10 у задней стенки 9 (для возникновения в воздухопроводящих каналах тяги), при этом воздухопроводящие каналы 10 задней стенки 9 являются продолжением воздухопроводящих каналов 5 дна 4. The furnace consists of a housing with a top plate 1, a pipe 2 and a damper 3, a bottom 4 with air ducts 5, a front wall 6 with a door 7 having a blower with a throttle valve 8, a rear wall 9 with vertically arranged air ducts 10, side walls 11 and 12 with vertically arranged air ducts 13 and 14, a movable partition 15 having a handle 16 for moving it. Under the movable partition 15, the internal air ducts 17 are obliquely mounted, connected at one end to the respective external air ducts 13 of the side walls 11, 12 and brought out by the other end to the opposite side of the furnace above the openings of the external air ducts 14. The upper holes of the external air ducts 13 connected with internal air ducts 17, made closed. The bottom 4 is made with an inclination towards the front wall 6 and is provided with air ducts 5 connected to the air ducts 10 at the rear wall 9 (for occurrence in the air ducts of the thrust), while the air ducts 10 of the rear wall 9 are a continuation of the air ducts 5 of the bottom 4.

Воздухопроводящие каналы боковых, задней стенок и дна могут быть выполнены, например, в виде параллельно размещенных пластин, к которым прикреплены обшивочные листы с образованием воздухопроводящих каналов. The air ducts of the side, rear walls and bottom can be made, for example, in the form of parallel placed plates to which cladding sheets are attached to form air ducts.

Внутренние воздухопроводящие каналы 17 могут быть выполнены, например, в виде труб. Расположение их внутри корпуса может быть различным (в шахматном порядке через одну (как показано на фиг. 4) или по группам (в частности, по две трубы в группе), симметрично или асимметрично относительно воздухопроводящих каналов боковых стенок. The internal air ducts 17 can be made, for example, in the form of pipes. Their location inside the case can be different (staggered through one (as shown in Fig. 4) or in groups (in particular, two pipes in a group), symmetrically or asymmetrically with respect to the air ducts of the side walls.

Воздухопроводящие каналы боковых стенок, расположенные у передней стенки, могут быть снабжены форсунками 18 для подачи вторичного воздуха, при этом их верхние отверстия предпочтительно закрыть. The air ducts of the side walls located at the front wall may be provided with nozzles 18 for supplying secondary air, and it is preferable to close their upper openings.

Работа печи осуществляется следующим образом. The operation of the furnace is as follows.

Через дверцу 7 загружается топочная камера, где происходит сжигание твердого топлива (дрова, уголь, кизяк, отходы древесины и др.). В режиме растопки полностью открываются заслонки 3 и 8, а подвижная перегородка 16 переводится в переднее положение. При этом за счет прохождения дымовых газов напрямую через зазор между задней стенкой 9 и подвижной перегородкой 15 в трубу 2 создается хорошая тяга и обеспечивается интенсивное горение топлива. После загорания топлива подвижная перегородка 15 переводится в крайнее заднее положение, дымовые газы проходят через зазор между передней стенкой 6 и подвижной перегородкой 15 и далее под верхней плитой 1 в трубу 2. Теплоотдача происходит путем циркуляции воздуха. Холодный воздух засасывается в нижние отверстия воздухопроводящих каналов 13, 14, 5 нагревается, проходя по указанным воздухопроводящим каналам, воздухопроводящим каналам 10 и внутренним воздухопроводящим каналам 17, и на выходе из верхних отверстий воздухопроводящих каналов 14, 10, 17 достигает температуры порядка 200^oC. Такой режим работы печи обеспечивает быстрый прогрев помещения и возможность приготовления пищи. Перевод печи на работу в режим длительного (тлеющего) горения осуществляется регулировкой подачи воздуха заслонкой 8 и отвода дымовых газов заслонкой 3. Через форсунки 18 воздух попадает в топочную камеру, способствуя более экономичному горению за счет полного сгорания топлива. Одной загрузки топочной камеры достаточно для непрерывного горения в течение 8 10 ч. Для обеспечения хорошей тяги геометрические размеры воздухопроводящего канала целесообразно выбирать из следующего условия: длина воздухопроводящего канала должна быть не менее чем в 15 раз больше корня квадратного из площади сечения воздухопроводящего канала.A furnace chamber is loaded through door 7, where solid fuel is burned (firewood, coal, dung, wood waste, etc.). In the ignition mode, the shutters 3 and 8 are fully opened, and the movable partition 16 is moved to the front position. At the same time, due to the passage of flue gases directly through the gap between the rear wall 9 and the movable partition 15 into the pipe 2, good traction is created and intense fuel combustion is provided. After fuel is ignited, the movable partition 15 is moved to its extreme rear position, the flue gases pass through the gap between the front wall 6 and the movable partition 15 and then under the top plate 1 into the pipe 2. Heat transfer occurs by air circulation. Cold air is sucked into the lower holes of the air ducts 13, 14, 5, heated, passing through the specified air ducts, air ducts 10 and the internal air ducts 17, and at the outlet of the upper holes of the air ducts 14, 10, 17 reaches a temperature of about 200 ^o C. This mode of operation of the furnace provides quick heating of the room and the possibility of cooking. The furnace is put into operation in the mode of prolonged (smoldering) combustion by adjusting the air supply by the shutter 8 and the exhaust gas by the shutter 3. Through the nozzles 18, air enters the combustion chamber, contributing to more economical combustion due to complete combustion of the fuel. One loading of the combustion chamber is sufficient for continuous combustion for 8 to 10 hours. To ensure good draft, the geometrical dimensions of the air channel should be chosen from the following conditions: the length of the air channel must be at least 15 times the square root of the cross-sectional area of the air channel.

Выполнение печи с воздухопроводящими каналами внутри корпуса, в дне, боковых и задней стенках таким образом, что воздухопроводящие каналы задней стенки являются продолжением воздухопроводящих каналов дна, а внутренние воздухопроводящие канал являются продолжением воздухопроводящих каналов боковых стенок, позволяет значительно повысить эффективность работы печи при повышении технологичности изготовления за счет уменьшения количества сварочных работ, а также удобство эксплуатации за счет снижения трудоемкости при удалении золы. Конструкция печи отвечает требованиям пожаро- и ожогобезопасности (цельносварной корпус, двойные стенки, ножки), а наличие постоянно открытых форсунок 18 и неполнозакрывающейся заслонки 3 даже при закрытых заслонках 3 и 8 обеспечивает угаробезопасность печи. The implementation of the furnace with air ducts inside the body, in the bottom, side and rear walls so that the air ducts of the rear wall are a continuation of the air ducts of the bottom, and the internal air duct are a continuation of the air ducts of the side walls, can significantly increase the efficiency of the furnace while increasing manufacturability by reducing the number of welding operations, as well as ease of use by reducing the complexity of removing ash. The design of the furnace meets the requirements of fire and fire safety (all-welded body, double walls, legs), and the presence of constantly open nozzles 18 and a non-closing shutter 3 even with closed shutters 3 and 8 ensures the fire safety of the kiln.

Источники информации. Sources of information.

1. Патент США N 4230090. 1. US patent N 4230090.

2. Европейский патент N 0231424. 2. European patent N 0231424.

3. Заявка ФРГ N OS 3602285, МКИ F 24 B 7/02, 30.07.87. 3. Application of Germany N OS 3602285, MKI F 24 B 7/02, 07/30/08.

4. Патент РФ N 2001352, кл. F 24 B 5/06, 1993. 4. RF patent N 2001352, cl. F 24 B 5/06, 1993.

5. Патент РФ N 2001353, кл. F 24 B 5/06, 1993 (прототип). 5. RF patent N 2001353, cl. F 24 B 5/06, 1993 (prototype).

Claims

1. Convection oven, comprising a housing with a top plate and a movable partition installed below it, a front wall with a blower door and a throttle, a bottom, a rear and side walls made with vertically arranged external air ducts, characterized in that under the movable partition are made internal air ducts connected at one end to external air ducts of the side walls and brought out by the other end to the opposite side of the furnace above the openings external air conduits, while the upper holes of the external air conduits connected to the internal ones are closed, the bottom is inclined toward the front wall and with the air conduits connected to the external air conduits of the rear wall.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the internal air ducts are made in the form of pipes.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the internal air ducts are staggered.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that the air ducts of the side walls located at the front wall are provided with nozzles.