Парообразователь

(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец: ЛЕВЧУК ЮРИЙ СТЕПАНОВИЧ (RU) Предложен парообразователь, выполненный из металла в форме камеры испарения, содержащей нагреваемую не менее чем до температуры кипения воды стенку, сопряженную с источником тепла, и по меньшей мере один профилированный элемент, соединяющийся с названной нагреваемой стенкой таким образом, что совместно они образуют по меньшей мере одну полость. 015216 Область техники Изобретение относится к средствам снабжения паром помещений различного назначения и может быть использовано для получения пара в индивидуальных и коллективных банях, саунах, душах, стационарных и передвижных, а также в оранжереях и теплицах для поддержания определенных температуры и влажности. Предшествующий уровень техники На практике широко распространены парообразователи в виде теплоаккумулирующей засыпки, как правило, в виде камней, расположенной таким образом, чтобы к ней поступало тепло непосредственно от его источника, например от печи. Чистый пар для парных процедур получают путем полива горячей водой теплоаккумулирующей засыпки. Так, в известной русской банной печи, названной каменкой, теплоаккумулирующую засыпку - камни - размещают непосредственно на верхней горизонтальной поверхности топки. Известен парообразователь для бань по патенту RU 2087806, в котором теплоаккумулирующая засыпка расположена на крышке топки, а также в специальных камерах, выполненных у боковых стенок топки. Благодаря такой конструкции можно получать больший объем пара по сравнению с обычной каменкой. Такая же теплоаккумулирующая засыпка в виде камней используется в саунах. Например, из EP 0343555 известен парообразователь для сауны, выполненный в виде наполненной камнями открытой корзины, под которой расположено электрическое средство нагрева, а в зависимости от различных режимов работы сауны, таких как сухая сауна, паровая сауна, или биопаровая сауна, поддерживается соотношение температуры и влажности. Парообразователи с теплоаккумулирующей засыпкой имеют низкий КПД, так как большое количество тепла расходуется на поддержание высокой температуры камней. Известен парообразователь по DE 4132042, в котором вода нагревается в специальном резервуаре, а парообразование происходит на поверхности воды. Такой способ получения пара также требует больших затрат тепла. Более интенсивное парообразование обеспечивают парообразователи из металла. Например, из SU 10556 известен парообразователь для бань, который представляет собой выполненную из металла камеру для испарения воды, имеющую форму короба со слегка наклонным в сторону притока воды дном, и три части, из которых верхняя и нижняя имеют снаружи ряд продольных ребер для увеличения поверхности нагрева, а средняя часть имеет ряд поперечных ребер, образующих зигзагообразный путь для прохождения пара. Испарение воды происходит в нижней части камеры, а прохождение пара - по зигзагообразному пути, образованному внутри камеры поперечными ребрами. Однако данный парообразователь обладает большой металлоемкостью и сложен в изготовлении,поскольку его ребра изготавливаются литьем. Кроме того, такой парообразователь неудобен в использовании, так как он расположен в топке или дымовой трубе, а также имеет низкую эффективность парообразования, так как испарение осуществляется с поверхности воды. Известен парообразователь для бани по заявке RU 2005134410, выполненный в виде металлической камеры испарения, содержащей несколько последовательно расположенных полостей, каждая из которых образована стенкой, сопряженной с источником тепла, обеспечивающим нагревание указанной стенки до температуры, не меньшей температуры кипения воды, и установленным на указанной стенке профилированным элементом, причем полости последовательно сообщены между собой, обеспечивая протекание воды из предыдущей полости в последующую. При этом каждый из профилированных элементов выполнен в виде уголка из нержавеющей стали. Данный парообразователь обладает малой металлоемкостью и достаточно высокой эффективностью парообразования за счет обеспечения контакта воды практически со всей поверхностью камеры испарения. Однако конструкция данного парообразователя достаточно сложна, поскольку содержит несколько профилированных элементов, что, в свою очередь, усложняет монтаж парообразователя на стенке, сопряженной с источником тепла. Кроме того, поскольку каждая из указанных полостей сообщена лишь со смежными полостями, при герметичном выполнении соединения профилированных элементов пар поступает в помещение только из открытой верхней полости. Раскрытие изобретения Задачей изобретения является создание парообразователя, имеющего простую конструкцию, низкую цену, высокую эффективность парообразования и удобного в использовании. Указанная задача решается в парообразователе, выполненном в виде металлической камеры испарения, содержащей несколько последовательно расположенных полостей, каждая из которых образована стенкой, сопряженной с источником тепла, обеспечивающим нагревание указанной стенки до температуры, не меньшей температуры кипения воды, и установленным на указанной стенке профилированным элементом, причем полости последовательно сообщены между собой, обеспечивая протекание воды из предыдущей полости в последующую. Согласно изобретению профилированный элемент выполнен в виде металлического листа с последовательно повторяющимися вогнутыми участками, формирующими указанные полости, при этом каждая полость имеет отверстия для выхода пара, а полости последова-1 015216 тельно сообщены между собой посредством каналов. Камера испарения предпочтительно выполнена из нержавеющей стали, обладающей устойчивостью к агрессивной среде и высоким коэффициентом теплопередачи. Кроме того, преимущественно верхняя полость камеры испарения выполнена открытой для подачи воды в камеру Полости камеры испарения, образованные стенкой, сопряженной с источником тепла, и ограниченные со всех сторон профилированным элементом, представляют собой замкнутый объем, что приводит к повышению температуры в них, а, следовательно, и к повышению эффективности парообразования. При выполнении герметичным соединения профилированного элемента с указанной стенкой может быть получен перегретый пар. В качестве источника тепла может быть открытый огонь, получаемый в топке печи при сжигании топлива, например дров, а также электрический нагреватель соответствующей мощности, или другие известные средства, пригодные для этой цели. Краткое описание чертежей На фиг. 1 показан парообразователь в соответствии с настоящим изобретением, установленный на боковой поверхности топки печи, вид спереди; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. Вариант осуществления изобретения Парообразователь, обозначенный общей позицией 1, представляет собой образованную несколькими горизонтально расположенными полостями 2 металлическую камеру испарения, установленную на внешней поверхности стенки 3 топки банной печи. В показанном на фигурах варианте осуществления изобретения количество полостей равно трем, однако их количество может быть иным. Стенка 3 является также нагреваемой стенкой камеры испарения. Полости 2 образованы указанной стенкой 3 и профилированным элементом 4, выполненным в виде металлического листа с последовательно повторяющимися вогнутыми участками 5, формирующими указанные полости 2. Каждая полость 2 имеет отверстия 6 для обеспечения выхода пара, выполненные, например, в профилированном элементе 4. Кроме того, полости последовательно сообщены между собой посредством каналов 7. Для подачи воды в камеру испарения верхняя полость 2 выполнена открытой, образуя вход 8. В нижней части профилированного элемента в самой нижней полости 2 выполнены отверстия 9 для выхода неиспарившейся воды из этой полости. Профилированный элемент 4 изготовлен из металлического листа штамповкой. Целесообразно в качестве металла для изготовления камеры испарения использовать нержавеющую сталь, поскольку она устойчива к агрессивной среде и имеет высокий коэффициент теплопередачи. Профилированный элемент 4 монтируется на стенке 3 печи или топки, например, с помощью сварки. Соединение профилированного элемента 4 со стенкой 3 печи может быть выполнено как герметичным, так и негерметичным. Парообразователь работает следующим образом. Топка печи предварительно нагревается не менее чем до температуры кипения воды, но предпочтительно до более высоких температур, например до 300C. Такую температуру имеет и сопряженная с источником тепла металлическая стенка 3 топки. Поскольку профилированный элемент выполнен также из металла и соединен с нагреваемой стенкой 3, например, посредством сварки, а также за счет инфракрасного излучения, его температура также поднимается до указанного уровня. Через вход 8 в открытую верхнюю полость 2 подается вода, которая в основном попадает на нагреваемую стенку 2, а частично - на профилированный элемент 4. При контакте с нагретыми поверхностями стенки 3 и профилированного элемента 4 вода испаряется, а полученный пар проходит вдоль профилированного элемента камеры испарения, дополнительно нагреваясь при этом, и поступает в помещение. Излишки воды, которые не испарились в верхней полости 2 камеры испарения, по каналам 7 в профилированном элементе 4 поступают во вторую сверху полость 2, в которой также происходит испарение части воды, а полученный пар поступает в помещение через отверстия 6. Далее остатки воды поступают в третью по ходу воды полость 2 камеры, где происходят аналогичные процессы. Если вода не испарилась полностью, она выходит из камеры испарения через отверстия 9, выполненные в нижней части профилированного элемента 4. Таким образом, парообразование происходит на всех поверхностях камеры испарения. Следует отметить, что пар может дополнительно поступать в помещение через имеющиеся щели, если камера испарения выполнена негерметичной. Варьируя ширину вогнутых участков 5 и форму их сечения, величину, количество и форму отверстий в них, величину и количество каналов, соединяющих полости, а также и количество подаваемой в камеру испарения воды можно получать различные параметры пара: от влажного до перегретого. Наиболее эффективное получение перегретого пара происходит при выполнении всех швов камеры герметичными. Внутренний объем такой камеры испарения включает в себя несколько сообщающихся полостей,в которых поддерживается высокая температура, благодаря чему вода интенсивно испаряется, а пар быстро нагревается и поступает в помещение через отверстия 6. Таким образом, парообразователь в соответствии с настоящим изобретением имеет простую конструкцию и несложен в изготовлении, поскольку профилированные элементы могут выполняться штам-2 015216 повкой из листовой стали без сложной операции литья, а также просто, например, с помощью сварки,монтируется на стенке печи, или топки, или другого источника нагрева. Низкая материалоемкость конструкции парообразователя способствует его низкой стоимости. В то же время парообразователь характеризуется высокой эффективностью парообразования, поскольку вода контактирует практически со всей поверхностью камеры испарения, все элементы которой имеют температуру, достаточную для интенсивного испарения воды. Кроме того, такой парообразователь удобен в эксплуатации, так как он обеспечивает испарение практически всей подаваемой в него воды, а остатки выливаются из его полостей, не застаиваясь. Печи, оснащенные таким парообразователем, могут изготавливаться как с местом для термоаккумулирующей засыпки (камней), так и без него. Печи без термоаккумулирующей засыпки имеют меньшую инерционность по сравнению с традиционной печью, снабженной термоаккумулирующей засыпкой, так как не требуется нагревания камней. Практически, чем тоньше металл конструкции печи, тем быстрее нагреваются поверхности камеры испарения и тем быстрее можно получать пар, причем испарение воды с металлических поверхностей за счет большой теплопроводности металла происходит более интенсивно. Также значительно снижается материалоемкость и вес печи. При выполнении швов камеры герметичными парообразователь позволяет получать перегретый пар. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Парообразователь (1), выполненный в виде металлической камеры испарения, содержащей несколько последовательно расположенных полостей (2), каждая из которых образована стенкой (3), сопряженной с источником тепла, обеспечивающим нагревание указанной стенки до температуры, не меньшей температуры кипения воды, и установленным на указанной стенке профилированным элементом (4), причем полости последовательно сообщены между собой, обеспечивая протекание воды из предыдущей полости (2) в последующую, отличающийся тем, что профилированный элемент (4) выполнен в виде металлического листа с последовательно повторяющимися вогнутыми участками (5), формирующими указанные полости (2), при этом каждая полость (2) имеет отверстия (6) для выхода пара, а полости последовательно сообщены между собой посредством каналов (7). 2. Парообразователь по п.1, отличающийся тем, что камера испарения выполнена из нержавеющей стали. 3. Парообразователь по п.1, отличающийся тем, что верхняя полость (2) камеры испарения выполнена открытой для подачи воды в камеру.