RU2788511C1

RU2788511C1 - Fireplace of continuous burning

Info

Publication number: RU2788511C1
Application number: RU2022105469A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Илиодоров; Вадим Сергеевич Рыжов
Original assignee: Вадим Сергеевич Рыжов
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2023-01-20

Abstract

FIELD: heat engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of heat engineering, namely to solid fuel heating equipment and can be used to create household heating fireplaces of continuous burning. The fireplace of continuous burning contains a housing with a furnace chamber, a grate, an ash pan with an ash box, an inlet duct with a flap for adjusting the inlet air, an afterburning chamber, a chimney, a door with a fireplace heat-resistant glass, a slit for blowing heat-resistant glass. The fireplace additionally contains a hopper with a grate on the bottom and a gas window in the lower part of the side wall, a loading door and a door for ignition, a transition tunnel connecting the gas window of the hopper with the lower part of the furnace chamber, a smoke removal flap with a drive and a position lock, a gas channel connecting the hopper with the chimney through the smoke removal flap. The inlet duct is divided by a partition into a primary air duct connected to the under-grate cavity and a secondary air duct connected to the secondary air supply openings to the afterburning chamber. At the same time, the afterburning chamber in the form of a thermally insulated horizontal gas channel passing into several vertical channels is located in the transition tunnel and the combustion chamber. Moreover, the cross-sectional area of the horizontal gas channel of the afterburning chamber is equal to the total cross-sectional area of the vertical channels.

EFFECT: increase in the duration of fireplace operation with one fuel load, by increasing its volume and increasing the efficiency of combustion, and in obtaining new visual images of the flame.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к отопительному оборудованию на твердом топливе и может быть использовано для создания бытовых отопительных каминов длительного горения.The invention relates to the field of heat engineering, namely to solid fuel heating equipment and can be used to create long-burning household heating fireplaces.

Камины относятся к простейшим отопительным приборам, в которых наряду с основной задачей получения тепловой энергии для обогрева жилого помещения, реализуется функция визуализации процесса горения твердого топлива. Следствием простоты конструкции является низкий КПД каминов и небольшая продолжительность горения. Использование в каминах закрытого типа технологии дожига пиролизных газов и элементов повышения теплосъема от дымовых газов немного повышает их КПД, однако не решает проблему небольшой продолжительности горения.Fireplaces are among the simplest heating devices, in which, along with the main task of obtaining thermal energy for heating a dwelling, the function of visualizing the combustion process of solid fuel is implemented. The consequence of the simplicity of the design is the low efficiency of fireplaces and a short burning time. The use of pyrolysis gases afterburning technology and elements for increasing heat removal from flue gases in closed-type fireplaces slightly increases their efficiency, but does not solve the problem of a short burning time.

Известна печь-камин длительного горения /tolosa е oi (Supra) (http://www.kaminmunrian.m/katalog/intemet-magazin/pechi-otopitelnye/supra-francija/tolosa-e-01-150kvm-10kvt)/, содержащая корпус с топочной камерой с колосниковой решеткой, зольник, заслонку регулировки первичного воздуха, камеру дожига, перегородку-дефлектор, разделяющую топочную камеру и камеру дожига, патрубок дымохода, загрузочную дверцу, оснащенную каминным жаропрочным стеклом, щель для подачи вторичного воздуха, щель для обдува жаропрочного стекла. Недостатками этого устройства является сравнительный низкий КПД и небольшая продолжительность горения. Несмотря на использование в конструкции технологии дожига пиролизных газов в камере дожига не обеспечивается достаточного сжигания этих газов. Это обусловлено ограниченной возможностью достижения требуемых температур (более 600°С) в камере дожига из-за больших ее размеров и наличием сравнительно холодных периферийных зон (стенок корпуса). Не большая продолжительность горения является следствием ограниченного объема топлива, который можно загрузить в топку. Увеличение объема топлива больше оптимального не приводит к существенному росту продолжительности горения, поскольку при горении большего объема топлива увеличивается выделение тепловой энергии, растут тепловые потери из-за увеличения температуры дымовых газов, снижается КПД, а продолжительность горения изменяется не значительно.Known long burning stove /tolosa e oi (Supra) (http://www.kaminmunrian.m/katalog/intemet-magazin/pechi-otopitelnye/supra-francija/tolosa-e-01-150kvm-10kvt)/, containing a body with a combustion chamber with a grate, an ash pan, a primary air adjustment damper, an afterburner chamber, a partition-deflector separating the combustion chamber and an afterburner chamber, a chimney pipe, a loading door equipped with heat-resistant fireplace glass, a slot for supplying secondary air, a slot for blowing heat resistant glass. The disadvantages of this device is the relatively low efficiency and short duration of combustion. Despite the use in the design of the afterburning technology of pyrolysis gases in the afterburner, sufficient combustion of these gases is not ensured. This is due to the limited ability to achieve the required temperatures (more than 600°C) in the afterburner due to its large size and the presence of relatively cold peripheral zones (hull walls). Not a long burning time is a consequence of the limited amount of fuel that can be loaded into the furnace. An increase in the volume of fuel above the optimum does not lead to a significant increase in the duration of combustion, since when burning a larger volume of fuel, the release of thermal energy increases, heat losses increase due to an increase in the temperature of the flue gases, the efficiency decreases, and the duration of combustion does not change significantly.

Известна печь-камин длительного горения /полезная модель РФ №202969/, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус с топочной камерой с колосником, зольник с зольным ящиком, заслонку регулировки первичного входного воздуха, камеру дожига, перегородку-дефлектор, разделяющую топочную камеру и камеру дожига, спиральный газовый канал, патрубок дымохода, загрузочную дверцу, оснащенную каминным жаропрочным стеклом, щель для подачи вторичного воздуха, щель для обдува жаропрочного стекла. В данной конструкции удалось немного повысить КПД за счет снижения тепловых потерь путем охлаждения дымовых газов на дополнительной теплообменной поверхности. Однако, присущие этой конструкции недостатки сохранились. А именно - низкая эффективность дожига пиролизных газов и не большая продолжительность горения.Known long-burning stove /utility model RF No. 202969/, selected as a prototype, containing a housing with a combustion chamber with a grate, an ash pan with an ash drawer, a damper for adjusting the primary inlet air, an afterburner, a partition-deflector separating the combustion chamber and the chamber afterburning, a spiral gas channel, a chimney pipe, a loading door equipped with a fireplace heat-resistant glass, a slot for supplying secondary air, a slot for blowing heat-resistant glass. In this design, it was possible to slightly increase the efficiency by reducing heat losses by cooling the flue gases on an additional heat exchange surface. However, the inherent disadvantages of this design remained. Namely, the low efficiency of afterburning of pyrolysis gases and the short duration of combustion.

Технический результат состоит в увеличении продолжительности работы камина от одной загрузки топлива за счет наращивания его объема и повышения эффективности сжигания, а также в получении новых визуальных образов пламени.The technical result consists in increasing the duration of the fireplace from one load of fuel by increasing its volume and increasing the efficiency of combustion, as well as in obtaining new visual images of the flame.

Технический результат достигается тем, что камин длительного горения, содержащий корпус с топочной камерой, колосник, зольник с зольным ящиком, входной воздуховод с заслонкой регулировки входного воздуха, камеру дожига, дымоход, дверцу с каминным жаропрочным стеклом, щель для обдува жаропрочного стекла, содержит бункер с колосником на днище и газовым окном в нижней части боковой стенки, загрузочной дверцей и дверцей для розжига, переходной тоннель, соединяющий газовое окно бункера с нижней частью топочной камеры, заслонку дымоудаления с приводом и фиксатором положения, газовый канал, соединяющий через заслонку дымоудаления бункер с дымоходом, входной воздуховод разделен перегородкой на воздуховод первичного воздуха, соединенный с под колосниковой полостью и воздуховод вторичного воздуха, соединенный с отверстиями подачи вторичного воздуха в камеру дожига, при этом камера дожига в виде теплоизолированного горизонтального газового канала переходящего в несколько вертикальных каналов, размещена в переходном тоннеле и топочной камере, причем площадь поперечного сечения горизонтального газового канала камеры дожига равна суммарной площади поперечных сечений вертикальных каналов. Входные окна вертикальных каналов могут выполняться с изменяющейся шириной и располагаться вдоль или поперек продольной оси горизонтального участка газового канала камеры дожига.The technical result is achieved by the fact that a long-burning fireplace, containing a body with a combustion chamber, a grate, an ash pan with an ash drawer, an inlet air duct with an inlet air adjustment damper, an afterburner, a chimney, a door with a fireplace heat-resistant glass, a slot for blowing heat-resistant glass, contains a bunker with a grate on the bottom and a gas window in the lower part of the side wall, a loading door and a door for ignition, a transition tunnel connecting the gas window of the bunker with the lower part of the combustion chamber, a smoke exhaust damper with a drive and a position lock, a gas channel connecting the bunker through the smoke exhaust damper with chimney, the inlet air duct is divided by a partition into a primary air duct connected to the grate cavity and a secondary air duct connected to the holes for supplying secondary air to the afterburner, while the afterburner is in the form of a heat-insulated horizontal gas channel passing into several vertical channels, once placed in the transition tunnel and the combustion chamber, and the cross-sectional area of the horizontal gas channel of the afterburner chamber is equal to the total cross-sectional area of the vertical channels. The inlet windows of the vertical channels can be made with varying width and located along or across the longitudinal axis of the horizontal section of the gas channel of the afterburner chamber.

Сущность изобретения поясняется на упрощенном рисунке на фиг. 1. На фиг. 1 обозначено: 1 - корпус камина, 2 - топочная камера, 3 - дверца с каминным жаропрочным стеклом, 4 - дымоход, 5 - бункер, 6 - загрузочная дверца, 7 - дверца для розжига, 8 - днище бункера, 9 - колосник, 10 -зольник, 11 - зольный ящик, 12 - отверстия для прохода первичного воздуха в под колосниковую полость, 13 - входной воздуховод, 14 - перегородка входного воздуховода, 15 - воздуховод первичного воздуха, 16 - воздуховод вторичного воздуха, 17 - первая ступень заслонки управления входным воздухом, 18 - отверстие в первой ступени заслонки, 19 - вторая ступень заслонки входного воздуха, 20 - перегородка, 21 - отверстия подачи вторичного воздуха в камеру дожига, 22 - газовое окно, 23 - переходной тоннель, 24 - горизонтальный газовый канал камеры дожига, 25 - вертикальные каналы камеры дожига, 26 - теплоизолирующие плиты горизонтального участка камеры дожига, 27 - теплоизолирующие плиты вертикальных участков камеры дожига, 28 - газовый канал, 29 - заслонка дымоудаления, 30 - привод заслонки дымоудаления, 31 - фиксатор положения заслонки дымоудаления, 32 - отверстие в верхней стенке бункера.The essence of the invention is illustrated in a simplified drawing in Fig. 1. In FIG. 1 marked: 1 - fireplace body, 2 - combustion chamber, 3 - door with fireplace heat-resistant glass, 4 - chimney, 5 - bunker, 6 - loading door, 7 - ignition door, 8 - bottom of the bunker, 9 - grate, 10 -ash pan, 11 - ash drawer, 12 - openings for the primary air to pass into the grate cavity, 13 - inlet air duct, 14 - inlet air duct partition, 15 - primary air duct, 16 - secondary air duct, 17 - first stage of the inlet control damper air, 18 - hole in the first stage of the damper, 19 - second stage of the inlet air damper, 20 - partition, 21 - holes for supplying secondary air to the afterburner chamber, 22 - gas window, 23 - transition tunnel, 24 - horizontal gas channel of the afterburner chamber, 25 - vertical channels of the afterburner chamber, 26 - heat-insulating plates of the horizontal section of the afterburner chamber, 27 - heat-insulating plates of the vertical sections of the afterburner chamber, 28 - gas channel, 29 - smoke exhaust damper, 30 - damper drive and smoke exhaust, 31 - smoke exhaust damper position lock, 32 - hole in the upper wall of the bunker.

Корпус 1 включает в себя топочную камеру 2 в нижней части, и теплообменную часть, расположенную в верхней части корпуса 1. Корпус 1 может изготавливаться из стали или чугуна. Для увеличения теплосъема до необходимого уровня в теплообменной части могут быть использованы известные методы (оребрение стенок корпуса, размещение турбулизирующих элементов, дефлекторов и др.). Топочную камеру 2 закрывает дверца 3 с жаропрочным стеклом. Под дверцей 3 может быть размещена регулируемая щель (не показана на рисунке) для обдува стекла наружным воздухом с целью уменьшения отложений на его поверхности. Дымоход 4 особенностей не имеет и используется по прямому назначению. Бункер 5 предназначен для загрузки в камин большого объема топлива и постепенного его сжигания. Бункер 1 оснащается загрузочной дверцей 6 и дверцей для розжига 7, которые герметизируются в закрытом положении уплотнительным шнуром. На днище 8 размещен колосник 9. В под колосниковой полости размещен зольник 10 с зольным ящиком 11. В боковой стенке зольника 10 выполнены отверстия 12 для прохода входного воздуха под колосник 9. Входной воздуховод 13 разделен перегородкой 14 на воздуховод первичного воздуха 15 и воздуховод вторичного воздуха 16 в соотношении примерно 4:1. На входном воздуховоде 13 размещена двухступенчатая заслонка управления одновременно первичным и вторичным воздухом. Первая ступень заслонки 17 (менее точная) работает преимущественно на больших мощностях, а вторая ступень заслонки 19 (более точная), через отверстие 18 в первой ступени 17, работает преимущественно на небольших мощностях. При этом на этих мощностях доля вторичного воздуха уменьшается для сохранения более оптимального коэффициента избытка вторичного воздуха (подробнее см. патент РФ №2743867). Управление двухступенчатой заслонкой может осуществляться вручную или более точно от терморегулятора (не показан на рисунке). Точность управления двухступенчатой заслонки в несколько раз выше, чем обычной заслонки, что необходимо при сжигании большого объема топлива, который используется в предлагаемой конструкции камина. Перегородка 20 служит для ограничения объема воздуховода вторичного воздуха. Отверстия 21, расположенные вдоль газового окна 22, служат для подачи вторичного воздуха в камеру дожига 24. Для предотвращения попадания золы в воздуховод вторичного воздуха 16 отверстия 21 могут сверху с необходимым зазором закрываться защитными пластинами (не показаны на рисунке). Газовое окно 22 служит для выхода дымовых газов, образующихся в результате экзотермической реакции в объеме топлива примерно на уровне газового окна 22. Переходной тоннель 23 служит для соединения бункера 5 с корпусом камина 1 и размещения части камеры дожига 24. Камера дожига 24 включает горизонтальный участок газового канала и несколько вертикальных участков 25. Площадь поперечного сечения вертикальных каналов примерно равна площади поперечного сечения горизонтального участка. При поперечном расположении вертикальных каналов для получения наибольшего объема и однородности пламени на выходе камеры дожига, ширина вертикальных каналов 25 увеличивается от канала к каналу. Тем самым достигается выравнивание объемов дымовых газов, выходящих из вертикальных каналов. Вертикальные каналы 25 могут быть также выполнены вдоль продольной оси горизонтального участка газового канала. В этом случае вертикальные каналы выполняются с увеличивающейся от начала к концу шириной. Элементы 26, 27 камеры дожига выполнены из жаропрочного материала, например, из шамотных плит или отлиты как единое целое изделие из жаропрочного бетона. В зависимости от мощности камина и реализации различных визуальных образов с пламенем, наружные и внутренние стенки вертикальных газовых каналов 25 могут выполняться разной высоты. Например, при поперечном расположении вертикальных газовых каналов 25 стенка со стороны дверцы (не показана на рисунке) может быть выполнена ниже боковых и задней стенок. При продольном расположении вертикальных газовых каналов передняя стенка (со стороны дверцы) может быть выполнена ниже, а внутренние стенки вертикальных газовых каналов с увеличивающейся высотой к задней стенке. Газовый канал 28 служит для пропуска дымовых газов из бункера 5 непосредственно в дымоход 4 при вентиляции бункера перед дозагрузкой топлива. На отверстии 32 в верхней стенке бункера 5, внутри газового канала 28, установлена заслонка дымоудаления 29, в простейшем варианте из пластины, закрепленной на приводе 30 из круглого стержня. На другом конце стержня закреплен фиксатор положения 31, из металлической пластинки, который позволяет фиксировать заслонку 29 в открытом и закрытом положении. Причем в закрытом положении заслонки дымоудаления 29 фиксатор положения 31 блокирует загрузочную дверцу 6, предотвращая случайное открытие дверцы 6 во время работы камина и попадание дымовых газов в помещение.The housing 1 includes a combustion chamber 2 in the lower part, and a heat exchange part located in the upper part of the housing 1. The housing 1 can be made of steel or cast iron. To increase the heat removal to the required level in the heat exchange part, known methods can be used (finning of the casing walls, placement of turbulence elements, deflectors, etc.). The combustion chamber 2 is closed by a door 3 with heat-resistant glass. An adjustable slot (not shown in the figure) can be placed under the door 3 for blowing the glass with outside air in order to reduce deposits on its surface. Chimney 4 has no features and is used for its intended purpose. Hopper 5 is designed to load a large amount of fuel into the fireplace and gradually burn it. The hopper 1 is equipped with a loading door 6 and an ignition door 7, which are sealed in the closed position with a sealing cord. A grate 9 is placed on the bottom 8. An ash pan 10 with an ash drawer 11 is placed in the grate cavity under the grate. Holes 12 are made in the side wall of the ash pan 10 for the passage of inlet air under the grate 9. The inlet air duct 13 is divided by a partition 14 into the primary air duct 15 and the secondary air duct 16 in a ratio of approximately 4:1. On the inlet duct 13 there is a two-stage damper for simultaneously controlling primary and secondary air. The first damper stage 17 (less precise) operates predominantly at high powers, and the second damper stage 19 (more precise), through the opening 18 in the first stage 17, operates predominantly at low powers. At the same time, at these capacities, the share of secondary air decreases to maintain a more optimal secondary air excess ratio (for more details, see RF patent No. 2743867). The two-stage damper can be controlled manually or more precisely by a thermostat (not shown). The control accuracy of a two-stage damper is several times higher than that of a conventional damper, which is necessary when burning a large amount of fuel, which is used in the proposed design of the fireplace. The baffle 20 serves to limit the volume of the secondary air duct. Holes 21, located along the gas window 22, serve to supply secondary air to the afterburner chamber 24. To prevent ash from entering the secondary air duct 16, holes 21 can be closed from above with the necessary clearance by protective plates (not shown in the figure). The gas window 22 serves to exit flue gases resulting from an exothermic reaction in the volume of fuel approximately at the level of the gas window 22. The transition tunnel 23 serves to connect the hopper 5 to the fireplace body 1 and accommodate part of the afterburner chamber 24. Afterburner chamber 24 includes a horizontal section of the gas channel and several vertical sections 25. The cross-sectional area of the vertical channels is approximately equal to the cross-sectional area of the horizontal section. With a transverse arrangement of vertical channels to obtain the largest volume and uniformity of the flame at the outlet of the afterburner, the width of the vertical channels 25 increases from channel to channel. This achieves an equalization of the volumes of flue gases leaving the vertical channels. Vertical channels 25 can also be made along the longitudinal axis of the horizontal section of the gas channel. In this case, the vertical channels are made with a width increasing from the beginning to the end. Elements 26, 27 of the afterburner are made of heat-resistant material, for example, from fireclay plates or cast as a single unit from heat-resistant concrete. Depending on the power of the fireplace and the implementation of various visual images with a flame, the outer and inner walls of the vertical gas channels 25 can be of different heights. For example, with a transverse arrangement of vertical gas channels 25, the wall on the side of the door (not shown in the figure) can be made below the side and rear walls. With a longitudinal arrangement of vertical gas channels, the front wall (on the side of the door) can be made lower, and the inner walls of the vertical gas channels with increasing height towards the rear wall. The gas channel 28 is used to pass flue gases from the hopper 5 directly into the chimney 4 when the hopper is ventilated before reloading the fuel. On the hole 32 in the upper wall of the hopper 5, inside the gas channel 28, a smoke damper 29 is installed, in the simplest version, from a plate mounted on a drive 30 from a round rod. At the other end of the rod, a position lock 31 is fixed, made of a metal plate, which allows you to fix the damper 29 in the open and closed position. Moreover, in the closed position of the smoke exhaust damper 29, the position latch 31 blocks the loading door 6, preventing accidental opening of the door 6 during the operation of the fireplace and the ingress of flue gases into the room.

Работает камин следующим образом. Через открытую дверцу для розжига 7 на колосник 9 укладываются лучины и мелкие дрова. Затем через загрузочную дверцу 6 осуществляется загрузка основного объема топлива (дрова, опилочные брикеты). После загрузки топлива в камин дверца 6 закрывается. Так же закрывается заслонка дымоудаления 29 путем поворота привода заслонки 30 с помощью фиксатора 31. В этом положении фиксатор 31 блокирует дверцу 6, предотвращая возможность ее случайного открывания без проветривания бункера 5. Двухступенчатая заслонка открывается на угол 30-40 градусов, а через дверцу 7 топливо поджигается, и она закрывается. В дальнейшем угол открытия двухступенчатой заслонки устанавливается в зависимости от требуемой генерируемой мощности. Входной воздух через входной воздуховод 13, воздуховод первичного воздуха 15, отверстия 12 и колосник 9 поступает к топливу, в котором происходит экзотермическая реакция с выделением тепловой энергии и дымовых газов. При воздействии тепловой энергии на древесину происходит ее газификация (пиролиз) с образованием большого объема пиролизных газов, основная часть из которых сгорает в объеме горящего топлива. Однако из-за наличия периферийных зон с недостаточной для воспламенения пиролизных газов температурой (более 600°С) и наличия низкотемпературных зон в горящем топливе, часть из этих не сгоревших газов, продуктов реакции в жидкой и твердой фазах вместе с дымовыми газами, увлекаемые разрежением, образующемся в дымоходе 4, поступают через газовое окно 22 в камеру дожига 24. Одновременно через воздуховод вторичного воздуха 16 и отверстия 21 вторичный воздух поступает в камеру дожига 24, в которой происходит более эффективное сжигание горючих компонент содержащихся в газовом потоке. Это достигается изготовлением стенок 26, 27 камеры дожига 24 из жаропрочного материала со сравнительно низкой теплопроводностью (что сводит к минимуму возникновение низкотемпературных зон), турбулизацией газового потока и концентрацией его в ограниченном объеме. В результате в камере дожига 24 могут развиваться температуры до 1200°С и происходит сгорание почти всех горючих компонент, содержащихся в газовом потоке. На выходе вертикальных газовых каналов формируются языки пламени, за которыми можно наблюдать через стекло дверцы 3. Высота языков пламени над выходом вертикальных газовых каналов 25 и их вид зависит от конфигурации вертикальных газовых каналов и интенсивности горения топлива, которая в свою очередь определяется углом открытия двухступенчатой заслонки. Так при продольном расположении вертикальных газовых каналов 25 языки пламени образуют каскадное пламя, переливающееся в процессе работы камина. При поперечном расположении вертикальных газовых каналов 25 пламя выглядит как фонтанирующие языки пламени, пульсирующие в процессе работы камина. Тем самым в камине обеспечивается получения новых визуальных эффектов при наблюдении за пламенем в камине. Из камеры дожига раскаленные дымовые газы поступают в теплообменную часть корпуса камина, где, передавая свою тепловую энергию через стенки корпуса воздуху в помещении, охлаждаются до температур, обеспечивающих высокий КПД камина.The fireplace works as follows. Through the open door for ignition 7, splinter and small firewood are placed on the grate 9. Then, through the loading door 6, the main volume of fuel (firewood, sawdust briquettes) is loaded. After fuel is loaded into the fireplace, door 6 closes. The smoke exhaust damper 29 is also closed by turning the damper actuator 30 using the latch 31. In this position, the latch 31 blocks the door 6, preventing the possibility of its accidental opening without ventilation of the hopper 5. The two-stage damper opens at an angle of 30-40 degrees, and through the door 7 fuel set on fire and it closes. In the following, the opening angle of the two-stage damper is set depending on the required generated power. The inlet air through the inlet duct 13, primary air duct 15, openings 12 and the grate 9 enters the fuel, in which an exothermic reaction occurs with the release of thermal energy and flue gases. When exposed to thermal energy, wood undergoes gasification (pyrolysis) with the formation of a large volume of pyrolysis gases, most of which burns in the volume of burning fuel. However, due to the presence of peripheral zones with a temperature insufficient for igniting pyrolysis gases (more than 600 ° C) and the presence of low-temperature zones in the burning fuel, some of these unburned gases, reaction products in liquid and solid phases, together with flue gases, are entrained by rarefaction, formed in the chimney 4, enter through the gas window 22 into the afterburner chamber 24. At the same time, through the secondary air duct 16 and holes 21, the secondary air enters the afterburner chamber 24, in which the combustible components contained in the gas stream are more efficiently burned. This is achieved by making the walls 26, 27 of the afterburner 24 from a heat-resistant material with a relatively low thermal conductivity (which minimizes the occurrence of low-temperature zones), turbulence of the gas flow and its concentration in a limited volume. As a result, temperatures up to 1200°C can develop in the afterburner 24 and almost all combustible components contained in the gas stream are burned. At the outlet of the vertical gas channels, flames are formed, which can be observed through the glass of the door 3. The height of the flames above the outlet of the vertical gas channels 25 and their appearance depends on the configuration of the vertical gas channels and the intensity of fuel combustion, which in turn is determined by the opening angle of the two-stage damper . So, with a longitudinal arrangement of vertical gas channels 25, the flames form a cascade flame that shimmers during the operation of the fireplace. With a transverse arrangement of vertical gas channels 25, the flame looks like spouting flames, pulsing during the operation of the fireplace. Thus, in the fireplace, new visual effects are obtained when observing the flame in the fireplace. From the afterburner, hot flue gases enter the heat exchange part of the fireplace body, where, transferring their thermal energy through the walls of the body to the air in the room, they are cooled to temperatures that ensure high efficiency of the fireplace.

В камин загружается объем топлива значительно превышающий объем горящего топлива, который находится на колоснике 9 на уровне газового окна 22. Для этого в камин через двухступенчатую заслонку (управляемую от терморегулятора) подается ограниченный объем воздуха, обеспечивающий генерацию заданной мощности. По мере выгорания топлива, расположенного на колоснике 9, вышележащие слои топлива под действием силы тяжести опускаются вниз и горение продолжается в устойчивом режиме. Небольшие, кратковременные колебания мощности могут возникать при не равномерном опускании топлива, например в связи с различной его фракционностью и влажностью, но это существенно не сказывается на температуре в помещении из-за большой тепловой инерции самого помещения и камина как генератора тепловой энергии. В связи с тем, что объем загружаемого в камин топлива многократно превышает объем одновременно горящего топлива, время работы камина от одной закладки топлива кратно увеличивается по сравнению с прототипом и другими техническими решениями.A volume of fuel is loaded into the fireplace that is much larger than the volume of burning fuel, which is located on the grate 9 at the level of the gas window 22. To do this, a limited amount of air is supplied to the fireplace through a two-stage damper (controlled by a thermostat), which ensures the generation of a given power. As the fuel located on the grate 9 burns out, the overlying layers of fuel fall down under the action of gravity and combustion continues in a stable mode. Small, short-term fluctuations in power can occur when the fuel is not lowered evenly, for example, due to its different fractionation and humidity, but this does not significantly affect the temperature in the room due to the large thermal inertia of the room itself and the fireplace as a generator of thermal energy. Due to the fact that the volume of fuel loaded into the fireplace is many times greater than the volume of simultaneously burning fuel, the time of operation of the fireplace from one bookmark of fuel is multiplied compared to the prototype and other technical solutions.

При необходимости дозагрузки камина до полного окончания его работы, перекрывается подача воздуха в камин путем закрытия двухступенчатой заслонки. Затем фиксатором положения 31 заслонка дымоудаления 29 с помощью привода 30 устанавливается в открытое положение. Дымовые и пиролизные газы, находящиеся в бункере 5 поступают через газовый канал 28 непосредственно в дымоход 4. После проветривания бункера в течение одной-двух минут открывается загрузочная дверка 6 и осуществляется загрузка топлива. После загрузки топлива дверка 6 закрывается. Также закрывается заслонка дымоудаления 29 поворотом фиксатора положения 31 до фиксации на дверке 6. В заключении процесса дозагрузки топлива двухступенчатая заслонка устанавливается в прежнее положение. Однако в зависимости от качества загруженного топлива (влажности, фракционности и др.) может потребоваться коррекция углового положения двухступенчатой заслонки.If it is necessary to reload the fireplace before the end of its work, the air supply to the fireplace is blocked by closing the two-stage damper. Then, with the position lock 31, the smoke exhaust damper 29 is set to the open position with the help of the actuator 30. The flue and pyrolysis gases in the hopper 5 enter through the gas channel 28 directly into the chimney 4. After the hopper is ventilated, the loading door 6 opens for one to two minutes and the fuel is loaded. After fuel is loaded, door 6 closes. Also, the smoke exhaust damper 29 is closed by turning the position lock 31 until it locks on the door 6. At the end of the fuel reloading process, the two-stage damper is set to its previous position. However, depending on the quality of the loaded fuel (humidity, fractionation, etc.), it may be necessary to correct the angular position of the two-stage damper.

Таким образом, в предлагаемой конструкции камина, по сравнению с прототипом и другими аналогами, обеспечивается кратное увеличение продолжительности его работы от одной закладки топлива, за счет наращивания его объема и повышения эффективности постепенного сжигания большого объема топлива. В предлагаемом камине обеспечивается получение новых визуальных образов при наблюдении за пламенем, что создает не повторимую атмосферу в доме и повышает эмоциональное удовольствие от работы камина.Thus, in the proposed design of the fireplace, in comparison with the prototype and other analogues, a multiple increase in the duration of its operation from one fuel filling is provided, by increasing its volume and increasing the efficiency of gradual combustion of a large volume of fuel. In the proposed fireplace, new visual images are obtained when observing the flame, which creates an inimitable atmosphere in the house and increases the emotional pleasure from the operation of the fireplace.

Уровень разработки, после экспериментальной проверки работоспособности и эффективности предлагаемой конструкции, находится в стадии организации серийного производства модельного ряда каминов длительного горения с различной тепловой мощностью.The level of development, after experimental testing of the performance and efficiency of the proposed design, is at the stage of organizing mass production of a model range of long-burning fireplaces with different thermal output.

Claims

1. A long-burning fireplace containing a body with a combustion chamber, a grate, an ash pan with an ash drawer, an inlet air duct with an inlet air adjustment damper, an afterburner, a chimney, a door with a fireplace heat-resistant glass, a slot for blowing heat-resistant glass, characterized in that it contains a hopper with a grate on the bottom and a gas window in the lower part of the side wall, a loading door and a door for ignition, a transition tunnel connecting the gas window of the bunker with the lower part of the combustion chamber, a smoke exhaust damper with a drive and a position lock, a gas channel connecting the bunker through the smoke exhaust damper with chimney, the inlet air duct is divided by a partition into a primary air duct connected to the grate cavity, and a secondary air duct connected to the holes for supplying secondary air to the afterburner chamber, while the afterburner in the form of a heat-insulated horizontal gas channel passing into several vertical channels is placed in transitional th tunnel and the combustion chamber, and the cross-sectional area of the horizontal gas channel of the afterburner chamber is equal to the total cross-sectional area of the vertical channels.

2. A long-burning fireplace according to claim 1, characterized in that the vertical gas channels are located at the end of the upper part of the horizontal gas channel of the afterburner chamber, and the inlet windows of the vertical channels are located along the gas channel of the afterburner chamber.

3. A long-burning fireplace according to claim 2, characterized in that the vertical channels are made with increasing width along these channels.

4. A long-burning fireplace according to claim 1, characterized in that the vertical gas channels are made across the horizontal gas channel of the afterburner chamber at the end of its upper part, and the vertical channels are made with an increasing width from channel to channel.