УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

Изобретение относится к конструкции печей, каминов и их элементов. Может быть использовано при разработке нагревательных устройств с топкой, в конструкции которой предусмотрено оборотное дымоудаление.

Возможный выход циркуляционного потока дымовых газов в открытую дверку топки вызывает дымление печи в помещении. Наиболее нежелательными являются нисходящие дымовые потоки в зоне дверки. Если в момент открывания дверки не усилить тягу в дымоход, то существует опасность выхода дыма через дверцу со всеми вытекающими из этого неприятными последствиями.

Известна принципиальная схема кирпичной бытовой отопительной печи с горизонтальными дымооборотами, в которой показаны циркуляционные и вытяжные потоки дымовых газов (Хошев Ю.М. Дачные бани и печи. Принципы конструирования. - М.: Книга и бизнес, 2008, с.298, рис.108). Возможный выход циркуляционного потока дымовых газов в открытую дверку топки вызывает дымление печи в помещении. В печи предусмотрены возможные месторасположения растопочных задвижек (летних дымоходов). Задвижки открывают прямой путь дымовым газам из топки в дымоход минуя горизонтальные дымообороты благодаря усилению тяги. Перед растопкой печи растопочные задвижки выдвигают вручную и открывают прямой вытяжной канал с выходом в основной дымоход. При открывании этого канала меняется траектория движения дымовых газов в топке. Такая конструкция печи с использованием системы задвижек исключает выброс продуктов сгорания в открытую дверку.

Недостатком данного устройства является то, что прямой вытяжной канал открывается задвижками. В данном устройстве нет автоматической связи между открытием дверки и регулированием положения задвижек. Для регулировки тяги требуются специальные знания и навыки по обслуживанию и эксплуатации печи. Принимая во внимание человеческий фактор - невнимательность и забывчивость, может возникнуть ситуация, когда задвижки не будут вовремя открыты даже при условии, что человек будет обладать определенными навыками.

Известна дверь для печи с выносным топливным каналом (патент РФ №110821, МПК F24B 1/192, опубл. 27.11.2011), состоящая из корпуса, включающего несущую раму и декоративные накладки, дверного полотна со светопрозрачным экраном и механизмами вертикального перемещения дверного полотна.

Площадь светопрозрачного экрана составляет 15-85% от площади дверного полотна.

Недостатком данного технического решения является то, что при вертикальном открывании двери, по существу, движение нисходящих дымовых потоков в топке не меняется и происходит попадание продуктов сгорания с высокой температурой и содержанием вредных примесей в отапливаемое помещение.

Известна дверь (патент РФ №2409790, МПК F24B 1/192, опубл. 20.01.2011). Изобретение относится к отопительным печам. Дверь преимущественно для бытовых печей содержит дверку, установленную с возможностью вращения в рамке, на которой находятся ложементы для обеспечения вращения. Внутри корпуса на рамке подвижно установлена защитная шторка, кинематически связанная с дверкой таким образом, что при открытой дверке шторка располагается вертикально или практически вертикально, при закрытой - горизонтально или практически горизонтально.

Недостатками данной конструкции является то, что при открывании дверки и опускании шторки, по существу, не меняется движение циркуляционных потоков дымовых газов в топке и нисходящих дымовых потоков в зоне дверки. Дымовые газы устремляются к двери и ударяются в шторку, которая исполняет роль экрана. При этом дымовые газы могут пройти сквозь щели крепления шторки к двери, а также обогнуть шторку снизу. Кроме этого, заявленная площадь шторки до 0,5 площади дверки будет создавать определенные трудности для загрузки дров. Наличие подвижных кинематических соединений на рамке, обращенных в сторону топки, нежелательно из-за возможности их температурной деформации.

Известно устройство для сжигания топлива (патент ЕР 0179727 А1, МПК F24B 13/00, 30.04.1986), которое характеризуется тем, что закрытие и открытие дымовой заслонки управляется посредством механизма автоматического регулирования входной дверцы. Механизм автоматического регулирования представляет собой «кулачок», прикрепленный к дверце, который воздействует на поршень, установленный на поворотной заслонке. В дымоходе горизонтально установлена заслонка с возможностью вращения вокруг своей оси, свободный конец которой изгибается и ведет к уровню управляющих механизмов дверцы. Вышеназванные управляющие механизмы этого уровня включают в себя пространство для выступающего «кулачка», который, воздействуя на конец поршня, заставляет вращаться дымовую заслонку. Подпорки поршня, поддерживающие заслонку, выполнены таким образом, чтобы оставалось достаточное пространство для обеспечения хорошей тяги тогда, когда заслонка находится в горизонтальном положении, это значит, что дверка топки закрыта. Как только входная дверца открывается и выступающий «кулачок» дверцы и конец поршня больше не соприкасаются, заслонка под воздействием собственного веса возвращается в вертикальное положение. «Кулачок» имеет особую форму. Он закреплен плоской стороной на дверке, далее сгибается и образует угол, равный примерно 30°. Согнутая часть завершается скошенным краем. Угол скоса равен, например, 45°.

Недостатками данной конструкции является наличие подвижных соединений и механизмов автоматического регулирования в зоне высоких температур, что может привести к серьезным нарушениям работы из-за температурных деформаций.

Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является устройство для сжигания топлива с топкой, присоединенной к поддувалу, дымовым оборотным каналом, переходящим в дымоход и дверкой (патент DE 102012001123, МПК F24B 13/00, опубл. 25.07.2013). Устройство снабжено механизмами вертикального перемещения дверного полотна. Для уменьшения опасности выхода дымовых газов в жилое помещение при открытой дверце дымоход дополнительно к дымовому оборотному каналу располагает дымовым отверстием, снабженным закрывающим устройством. Закрывающее устройство выполнено в виде дымовой заслонки, вращающейся на оси, и механически соединено с дверцей. На дверце предусмотрено наличие механического элемента. Закрывающее устройство, особенно поворотная дымовая задвижка, сконструировано таким образом, что при открытой каминной дверце, вследствие собственного веса, оказывается в открытом положении. При закрытой дверце дополнительное поперечное сечение дополнительного дымового отверстия остается закрытым.

Недостатками данной конструкции является наличие подвижных соединений и механизмов, связывающих дверку с закрывающим устройством в зоне высоких температур, что может привести к серьезным нарушениям работы из-за температурных деформаций.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции устройства для сжигания топлива, которое позволит обеспечить существенное снижение поступления продуктов сгорания в отапливаемое помещение при открывании дверки.

Задача решается благодаря тому, что предложенное устройство для сжигания топлива, содержащее топку, оборотный дымовой канал, дымоход, дверку, закрывающее устройство, дымовое отверстие, которое в процессе открывания дверки переходит из рабочего закрытого положения в открытое положение, согласно изобретению дымовое отверстие открывает вход в прямой вытяжной канал и находится в передней части топки на высоте, обеспечивающей его полное перекрытие закрывающим устройством, которое представляет собой металлическую пластину, жестко установленную в верхней части дверки горизонтально или практически горизонтально, при этом площадь пластины является необходимой и достаточной для перекрытия дымового отверстия.

Задача решается также благодаря тому, что угол поворота дверки, достаточный для исключения дымления, составляет от 5° до 90°.

Задача решается также благодаря тому, что площадь дымового отверстия составляет от 0,2 до 3 площади сечения дымохода.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного объекта показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

В предложенном устройстве наличие закрывающей пластины, установленной в верхней части дверки, позволяет перекрыть прямой дымовой канал при закрытой дверке, изменить циркуляционные траектории дымовых газов в топке и направить их в дымооборотную систему. Дымовое отверстие открывает канал, связывающий топку с дымоходом напрямую. При открывании дверки, усиливается тяга дымовых газов за счет смещения пластины и открывания прямого вытяжного канала. Чем шире открыта дверь топки, тем сильнее смещается пластина, тем большее сечение дымового отверстия открыто.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 представлена конструктивная схема устройства для сжигания топлива с открытой дверкой;

на фиг.2 - конструктивная схема устройства для сжигания топлива с закрытой дверкой.

Предложенное устройство для сжигания топлива 1 содержит дверку 2, установленную в корпусе устройства 1 с возможностью вращения на элементах крепления 3. В верхней части дверки 2 жестко установлена горизонтально или почти горизонтально закрывающая пластина 4. Площадь и форма пластины выбираются в зависимости от площади и формы дымового отверстия. Дымовое отверстие 5 открывает прямой вытяжной канал 6, который соединяет напрямую топку 1 с дымоходом 8. Для повышения эффективности печи в топке организована дымооборотная система 7. В варианте исполнения дымооборотная система выполнена горизонтально-наклонной, закрывающая пластина выполнена с ребрами жесткости (на чертеже не показано).

Предложенное устройство работает следующим образом.

В топку загружают порцию топлива через открытую дверку. В начальной фазе горения, ввиду неразвитого еще процесса горения, он происходит с высоким избыточным количеством воздуха. На этой стадии горения особенно велика вероятность выхода дыма через дверку 2. При открытой дверке 2 закрывающая пластина 4 открывает дымовое отверстие 5 и одновременно открывает прямой вытяжной канал 6. Усиливается тяга и в прямой вытяжной канал 6 устремляется поток дымовых газов. Циркуляционные потоки, существующие в топке и нисходящие дымовые потоки в зоне дверки 2, которые, как правило, являются источником дымления при открывании дверки, устремляются в канал 6 через дымовое отверстие 5 и с основным потоком дымовых газов выводятся в дымоход 8. После растопки устройства закрывают дверку 2. Закрывающая пластина 4 закрывает дымовое отверстие 5 и перекрывает прямой вытяжной канал 6. Основной поток продуктов сгорания направляют в дымооборотную систему 7, сформированную для увеличения площади теплоотдающей поверхности и эффективного использования тепловой энергии горячих дымовых газов. В момент дозагрузки топлива открывают дверку, и закрывающая пластина смещается, открывая дымовое отверстие. Циркуляционные потоки, существующие в топке, устремляются в канал 6 через дымовое отверстие 5 и тем самым исключают выброс дыма через дверку.

Заявителем проведены испытания полноразмерного образца предложенной конструкции, которые подтвердили правильность технического решения для промышленного изготовления печей.

Таким образом, предложено техническое решение, которое позволит улучшить условия эксплуатации печи и исключить попадание продуктов сгорания в отапливаемое помещение, так как невозможно открыть дверку, не открыв одновременно основной вытяжной канал дымовых газов. Данное решение имеет широкий потребительский спрос и промышленное применение.