Результат интеллектуальной деятельности: ПАРООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ БАНИ

Изобретение относится к теплотехническому оборудованию и может использоваться для получения пара при проведении банных процедур.

Традиционным способом получения пара в банях является подача воды на каменку (емкость с теплоаккумулирующей загрузкой, камера с теплоемким материалом), нагреваемую посредством ее контакта непосредственно с топкой печи и (или) стенкой дымохода, по которому движутся нагретые газы.

Так, известен парообразователь в печи для бани по патенту RU 2362092, содержащий влагоподающее устройство в виде перфорированной трубы и камеру с теплоемким материалом, расположенную над топкой, при этом входное отверстие дымовой трубы расположено ниже камеры с теплоемким материалом, а газоход выполнен вокруг камеры с теплоемким материалом.

Недостатком известного технического решения является сложность получения тонкодисперсного пара на выходе из каменки, поскольку вода из влагоподающего устройства распределяется неравномерно по расположенному в камере теплоемкому материалу (который, в свою очередь, имеет разную температуру в различных зонах). Как следствие, процесс парообразования и перегрева пара в разных зонах каменки является неравномерным и на выходе из каменки, наряду с перегретой паровоздушной смесью, присутствует паровоздушный аэрозоль (брызги воды), что не обеспечивает требуемые кондиции бани.

В этой связи целесообразно было бы осуществлять процесс парообразования при контакте воды с наиболее нагретыми поверхностями топки или дымохода.

Наиболее близким по сути к заявляемому техническому решению является парообразователь по патенту RU 2490550, содержащий емкость с размещенным в ней теплообменным материалом, образованную стенкой дымовой трубы печи и осесимметрично установленной на ней обечайки с днищем и крышкой, имеющей кольцевой зазор относительно дымовой трубы, и установленного над емкостью осесимметрично на дымовой трубе печи кожуха, состоящего из двух обечаек - внутренней и наружной и двух профилированных перфорированных днищ, установленных с торцов этих обечаек, с размещенным во внешней полости указанного кожуха теплообменным материалом.

В известном парообразователе в емкость, образованную обечайкой с днищем, заливают парообразующую жидкость, преимущественно воду.

За счет конвективного теплообмена между горячей стенкой дымовой трубы печи, теплообменным материалом и налитой в емкость водой происходит разогрев воды до температуры парообразования, после чего происходит образование пара с одновременным увлажнением воздуха, находящегося в зоне крышки емкости. Образовавшаяся паровоздушная смесь, состоящая из пара и увлажненного воздуха, и имеющая теплоемкость выше, чем обычный воздух, поднимается вверх, к кольцевому зазору крышки и, пройдя через нее, разделяется на две части.

Первая часть указанного потока через профилированное перфорированное днище кожуха подается в кольцевой зазор между дымовой трубой печи и внутренней обечайкой кожуха, вторая часть - в кольцевой зазор между внутренней и наружной обечайками кожуха, заполненный крупнодисперсным теплообменным материалом.

Первая часть потока, проходя по кольцевому зазору, отбирает тепло у горячей стенки дымовой трубы, нагревается дальше при этом сама и поступает в обогреваемое помещение. Часть тепла при движении указанная часть потока отдает внутренней обечайке кожуха.

Вторая часть потока, проходя по кольцевому зазору, отдает тепло крупнодисперсному теплообменному материалу, разогревает его до требуемой температуры и также поступает в обогреваемое помещение.

Известное техническое решение также несвободно от недостатков: во-первых, полученный при нагревании парообразующей жидкости пар и увлажненный при этом воздух поступают через кольцевой зазор между крышкой емкости и дымовой трубой не только в кольцевые полости кожуха, но и непосредственно в помещение бани, внося, таким образом, паровоздушный аэрозоль в указанное помещение, что снижает кондиции бани; во-вторых, конструкция парообразователя является сложной и нетехнологичной в изготовлении и использовании.

Задача заявляемого в качестве изобретения технического решения заключается в совершенствовании процесса парообразования путем исключения попадания паровоздушного аэрозоля (брызг воды) в парильное помещение при одновременном упрощении конструкции парообразователя.

Техническим результатом заявляемого решения является получение пара необходимых параметров в парильном помещении бани.

Технический результат достигается за счет того, что в парообразователе для бани, содержащем емкость с размещенным в ней теплообменным материалом, образованную стенкой дымовой трубы печи и осесимметрично установленной на ней обечайки с днищем, сверху над емкостью расположен резервуар для воды, образованный стенкой дымовой трубы печи и осесимметрично установленной на ней обечайки с конической верхней частью, сужающейся сверху-вниз, и цилиндрической нижней частью, при этом ширина кольцевого зазора между стенкой дымовой трубы печи и цилиндрической нижней частью обечайки резервуара не превышает 20 мм, и цилиндрическая нижняя часть обечайки резервуара частично входит внутрь емкости с теплообменным материалом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез парообразователя для бани.

Парообразователь для бани содержит емкость 1 с теплообменным материалом 2, образованную стенкой 3 дымовой трубы и обечайкой 4 с днищем 5, и резервуар 6 для воды, образованный стенкой дымовой трубы и обечайкой 7 с конической и цилиндрической частями 8 и 9 соответственно. Между обечайкой резервуара и стенкой дымовой трубы имеется зазор 10.

Парообразователь для бани работает следующим образом.

В резервуар 6 заливается вода, которая под действием гравитации истекает через зазор 10 в емкость 1 с теплообменным материалом 2. В процессе перетекания вода соприкасается со стенкой 3 дымовой трубы, имеющей температуру, превышающую температуру кипения воды. При контакте воды (в общем случае - жидкости) с телом, более горячим, чем температура ее кипения (1000°С для воды), возникает «эффект Лейденфроста», заключающийся в том, что в месте контакта жидкости с нагретым телом формируется изолирующий слой пара, вызывающий дробление жидкости и ее разбрызгивание в виде мелких капель (см., например: Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1969-1978).

Благодаря вышеописанному эффекту полученный паровоздушный аэрозоль разбрызгивается в емкости 1 в объеме теплообменного материала 2, имеющего высокую температуру вследствие нагрева от стенки 3 дымовой трубы, перегревается и в виде перегретой воздушной смеси поступает наружу через кольцевую полость между обечайкой 4 емкости 1 и частично входящей в нее цилиндрической нижней частью 9 обечайки 7 резервуара 6. При этом обратному движению паровоздушного аэрозоля через зазор 10 препятствует объем воды в верхней конической части 8 обечайки 7 резервуара 6, что исключает попадание указанного аэрозоля наружу.

Поскольку при увеличении ширины зазора между цилиндрической нижней частью обечайки резервуара и стенкой дымовой трубы печи объем воды, попадающей в емкость с теплообменным материалом в единицу времени, увеличивается, и, соответственно, с определенного момента начинает происходить ее «заливание», когда количество поступающей воды превышает количество воды испаряющейся, то максимально данная ширина не должна превышать 20 мм.

Применение вышеописанного парообразователя позволяет обеспечить получение пара необходимых параметров в парильном помещении бани и не допускает его «заливания».