Электрокаменка для бань и саун

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОКАМЕНКА ДЛЯ БАНЬ И САУН(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью БелХард Компьютерс(72) Авторы Мамоненко Игорь Викторович Езубчик Михаил Федорович Синяков Анатолий Леонидович Григорцевич Андрей Станиславович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью БелХард Компьютерс(57) 1. Электрокаменка для бань и саун, содержащая основной металлический двухстенный с теплоизоляционным слоем корпус, внутри которого размещены теплоаккумулирующие камни на металлической решетке и основной электрический нагреватель, а в его левой вертикальной части выполнены нижнее и верхнее, оборудованное заслонкой, отверстия, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным, примыкающим к основному корпусу, металлическим двухстенным с теплоизоляционным слоем корпусом, внутри которого размещены дополнительный электрический нагреватель, выполненный в виде кварцево-галогенных ламп, над и под которыми расположены преобразователи теплового излучения ламп в тепловую энергию, при этом каждый преобразователь составлен из двух пластинчатых решеток, которые установлены в дополнительном корпусе горизонтально и с вертикальным зазором между собой так, что пластины верхней решетки расположены над отверстиями нижней решетки, а в вертикальных частях дополнительного корпуса выполнены вверху и внизу отверстия. 38412007.08.30 2. Электрокаменка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя стенка дополнительного корпуса и пластины решеток выполнены из металла с большим коэффициентом поглощения теплового излучения кварцево-галогенных ламп, например из окисленной шероховатой стали. 3. Электрокаменка по любому из п. 1 или 2, отличающаяся тем, что каждый преобразователь теплового излучения ламп в тепловую энергию выполнен в виде одного ряда камней, устойчивых к воздействию высоких температур и расположенных на металлической решетке. 4. Электрокаменка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что она снабжена регулятором температуры массива камней и регулятором температуры воздушной среды парильни.(56) 1. Патент 1541, МПК 661 61/00, 1996. 2. Патент 2123640. Предлагаемое техническое решение относится к электрическим нагревательным устройствам, которые используются в парильнях бань и саун для нагрева и увлажнения воздушной среды. Известна конструкция нагревательного устройства для бань и саун, содержащая металлический корпус с размещенной в нем металлической решеткой, сверху которой расположены теплоаккумулирующие камни, а снизу - кварцево-галогенные лампы накаливания и отражательный экран 1. Нагревательное устройство работает следующим образом. При подключении к электрической сети кварцево-галогенных ламп, которые равномерно распределены вдоль всей массы теплоаккумулирующих камней, происходит быстрый нагрев камней и воздушной среды сауны. Быстрый нагрев верхнего слоя камней до температуры 350 и воздушной среды до температуры 120 обусловлен не только конструкцией нагревательного устройства, но завышением электрической мощности кварцево-галогенных ламп в 1,5-2 раза,по сравнению с требуемой мощностью электрического нагревателя для поддержания температуры воздушной среды парильни 120 С, наружные ограждения которой имеют нормируемое термическое сопротивление теплопередаче. Из-за завышенной электрической мощности ламп в два раза разогрев камней и воздушной среды сауны до требуемой температуры происходит за 30-40 мин, после чего уменьшают электрическую мощность ламп в два раза. Для получения влажного пара на камни льют воду, которая, испаряясь, охлаждает верхние камни массива на 50-150 С. Влажный пар поступает в воздушную среду,температура которой 120 , и увлажняет ее. При этом происходит незначительное понижение температуры воздушной среды сауны, что не приводит к необходимости включения в работу всех ламп. Поэтому известное нагревательное устройство не обеспечивает периодическое восстановление требуемой температуры верхнего слоя камней. Кроме того, это устройство не позволяет регулировать температуру воздушной среды парильни в диапазоне 60-120 С с одновременным обеспечением требуемой температуры верхнего слоя камней. Наиболее близкой к заявляемой конструкции электрокаменки является электрокаменка для получения сухого и влажного пара, содержащая основной металлический двухстенный с теплоизоляционным слоем корпус, внутри которого размещены теплоаккумулирующие камни на металлической решетке и основной электрический нагреватель, а в его левой вертикальной части выполнены нижнее и верхнее, оборудованное заслонкой,отверстия 2. 2 38412007.08.30 Недостатком этой электрокаменки является пониженная эффективность работы. Пониженная эффективность работы известной электрокаменки обусловлена тем, что при обеспечении требуемой температуры верхнего слоя камней она не обеспечивает и не позволяет регулировать температуру воздушной среды парильни в диапазоне 60-120 , так как практически отсутствует поступление тепловой энергии в воздушную среду парной из-за высокого уровня теплоизоляции корпуса печи. Задачей полезной модели является повышение эффективности работы электрокаменки для парильных отделений бань и саун. Задача решается тем, что известная электрокаменка, содержащая основной металлический двухстенный с теплоизоляционным слоем корпус, внутри которого размещены теплоаккумулирующие камни на металлической решетке и основной электрический нагреватель, а в его левой вертикальной части выполнены нижнее и верхнее, оборудованное заслонкой, отверстия, снабжена дополнительным, примыкающим к основному корпусу, металлическим двухстенным с теплоизоляционным слоем корпусом, внутри которого размещены дополнительный электрический нагреватель, выполненный в виде кварцевогалогенных ламп, над и под которыми расположены преобразователи теплового излучения ламп в тепловую энергию, при этом каждый преобразователь составлен из двух пластинчатых решеток, которые установлены в дополнительном корпусе горизонтально и с вертикальным зазором между собой так, что пластины верхней решетки расположены над отверстиями нижней решетки, а в вертикальных частях дополнительного корпуса выполнены внизу и вверху отверстия. Внутренняя стенка дополнительного корпуса и пластины решеток могут быть выполнены из металла с большим коэффициентом поглощения теплового излучения ламп (окисленная шероховатая сталь, литое необработанное железо,шероховатый сильно окисленный чугун). Каждый преобразователь теплового излучения ламп в тепловую энергию может быть выполнен в виде одного ряда камней, устойчивых к воздействию высоких температур и расположенных на металлической решетке. Для автоматизации работы электрокаменка может быть снабжена регулятором температуры массива камней и регулятором температуры воздушной среды парильни. Сопоставительный анализ предлагаемой полезной модели электрокаменки с известной электрокаменкой для бань и саун показывает, что предлагаемая электрокаменка отличается тем, что она снабжена дополнительным корпусом, примыкающим к основному дополнительным электрическим нагревателем, который выполнен в виде кварцево-галогенных ламп двумя преобразователями теплового излучения ламп в тепловую энергию, которые расположены над и под лампами в вертикальных частях дополнительного корпуса выполнены внизу и вверху отверстия. Сущность предлагаемой полезной модели электрокаменки поясняется следующими графическими изображениями. На фиг. 1 изображена схема электрокаменки. На фиг. 2 представлена электрическая схема системы автоматического управления работой электрокаменки. Электрокаменка для бань и саун содержит основной металлический корпус 1, пространство между стенками которого заполнено теплоизоляционным слоем 2 (например минеральной ватой), а внутри этого корпуса размещены теплоаккумулирующие камни 3,расположенные на металлической решетке 4, под которой размещен основной электрический нагреватель 5 инфракрасного излучения. В левой вертикальной части основного корпуса 1 выполнены нижнее 6 и верхнее 7, оборудованное заслонкой 8, отверстия. Электрокаменка снабжена дополнительным, примыкающим к основному корпусу 1, металлическим двухстенным корпусом 10 с теплоизоляционным слоем 9, внутри которого размещен дополнительный электрический нагреватель, выполненный в виде кварцевогалогенных ламп 11, над и под которыми расположены преобразователи 12 и 13 теплового 3 38412007.08.30 излучения ламп в тепловую энергию, при этом каждый преобразователь составлен из двух пластинчатых решеток - верхней 14 и нижней 15, которые установлены в корпусе 10 горизонтально и с вертикальным зазором между собой так, что пластины верхней решетки 14 расположены над отверстием нижней решетки 15, а в вертикальных частях дополнительного корпуса 10 выполнены внизу и вверху отверстия 16 и 17. Для эффективного преобразования теплового излучения ламп 11 в тепловую энергию внутренняя стенка дополнительного корпуса 10 и пластины решеток 14, 15 выполнены из металла с большим коэффициентом поглощения теплового излучения ламп, например из окисленной шероховатой стали. Каждый из преобразователей 12, 13 теплового излучения ламп 11 в тепловую энергию может быть выполнен в виде одного ряда камней, устойчивых к воздействию высоких температур и расположенных на металлической решетке. Для регулирования температуры теплоаккумулирующих камней и воздушной среды парильни в диапазоне от 60 до 120 работа электрокаменки автоматизирована (фиг. 2). Для этого электрокаменка снабжена двумя релейными регуляторами 18, 19 температуры с датчиками 20, 21, которые расположены соответственно в массиве камней 3 и в воздушной среде парильни. Замыкающие контакты 22 и 23 соответственно регуляторов 18 и 19 включены последовательно с катушками 24 и 26 магнитных пускателей, через силовые контакты 27 и 28 которых подключены к электрической сети основные электрические нагреватели 5 и кварцево-галогенные лампы 11, при этом к выводам катушки 24 подключена сигнальная лампочка 25 красного цвета. Подача напряжения на схему управления работы электрокаменки осуществляется замыканием рубильника 29. Сигнальная лампа 25 красного цвета расположена в парильне и сигнализирует о работе основного электрического нагревателя 5. Заявленная электрокаменка работает следующим образом. При закрытой заслонке 8 и включении рубильника 29 регуляторы 18 и 19 замыкают свои контакты 22 и 23, при этом магнитные пускатели с катушками 24 и 26 замыкают контакты 27 и 28 и тем самым подключают к электрической сети основной электрический нагреватель 5 и кварцевогалогенные лампы 11. При замыкании контакта 22 загорается лампочка 25 красного цвета,сигнализирующая, что идет процесс нагрева теплоаккумулирующих камней. Основной электрический нагреватель 5 преобразует электрическую энергию в тепловую, которая передается нижнему слою массива камней и внутренним стенкам корпуса 1 тепловым излучением, благодаря чему резко увеличивается их температура. Нагрев массива камней осуществляется за счет теплопроводности камней и воздуха, проходящего через массив и нагретого до высокой температуры при его контакте с внутренними стенками корпуса 1, с горячими поверхностями нагревателя 5 и нижнего слоя камней 3. В результате этого теплоаккумулирующие камни интенсивно разогреваются. Когда температура верхнего слоя камней станет равной 350 , то регулятор 18 отключит от электрической сети электрический нагреватель 5 и сигнальная лампа 25 погаснет. В то же время идет процесс нагрева воздушной среды парильни до требуемой температуры, например 80 , независимо от работы электрического нагревателя 5. Кварцевогалогенные лампы 11 преобразуют электрическую энергию в тепловую, которая передается пластинам решеток 14 и 15, а также внутренним стенкам дополнительного корпуса 10 тепловым излучением. Тепловое излучение ламп поглощается пластинами и внутренними стенками, которые выполнены из металла с большим коэффициентом поглощения теплового излучения, в результате чего температура их поверхностей резко увеличивается. В результате этого нагревается воздух, контактирующий с высокотемпературными поверхностями, и благодаря этому возникает естественная конвекция воздуха через дополнительный корпус 10. При этом воздух в корпус 10 поступает через нижние отверстия 16 и выходит в воздушную среду парильни через верхнее отверстие 17. Благодаря конвекции воздуха осуществляется нагрев воздушной среды парильни. Когда температура воздуха 4 38412007.08.30 парильни станет равной заданной (80 С), то регулятор 19 разомкнет контакт 23 и магнитный пускатель разомкнет контакты 28 и тем самым отключит лампы 11 от электрической сети. Если по какой-либо причине температура воздуха парильни станет меньше 80 , то регулятор 19 подключит лампы 11 к электрической сети, и процесс повторится. Для получения сухого пара заслонку 8 открывают и через нее подают порциями воду на теплоаккумулирующие камни 3, которые имеют температуру 350 . Затем заслонку 8 закрывают, при этом вода превращается сначала во влажный пар, который проникает вниз под давлением через разогретый массив камней, превращаясь в сухой пар, который поступает в воздушную среду парильни через отверстие 6. Для получения влажного пара заслонку 8 открывают и подают воду на горячие камни. Вода превращается во влажный пар, который поступает в воздушную среду парильни через отверстие 7, после чего заслонку 8 закрывают. При испарении воды температура верхнего слоя массива камней понижается на 50-150 , что приводит к срабатыванию регулятора 18, и он подключает нагреватель 5 к электрической сети, при этом загорается лампа 25. При закрытой заслонке 8 в корпусе 1 с высоким уровнем теплоизоляции происходит быстрый нагрев массива камней до требуемой температуры. Далее процесс повторяется. Повышение эффективности работы электрокаменки достигнуто благодаря созданию канала регулирования температуры воздушной среды парильни в диапазоне 60-120 независимо от канала регулирования температуры массива камней. Канал регулирования температуры воздушной среды парильни образован дополнительным корпусом 10 с отверстиями в нем 16, 17 и размещенными в корпусе кварцево-галогенными лампами 11 с преобразователями 12 и 13 теплового излучения ламп в тепловую энергию. Таким образом, заявленная конструкция электрокаменки имеет повышенную эффективность работы, так как позволяет не только регулировать температуру массива камней,но и регулировать температуру воздушной среды парильни в диапазоне 60-120 С. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5