дефлектор

Формула изобретения

Дефлектор, содержащий закрепленный на вертикальных стержнях у верхней кромки дымоходной трубы раструб, верхняя кромка узкого сечения которого соприкасается с верхней внешней кромкой дымоходной трубы, при этом стержни внизу соединены поясом, охватывающим трубу, в виде металлической полосы с разъемом, отличающийся тем, что дополнительно содержит верхний раструб, закрепленный на вертикальных стержнях на высоте (0,3-0,6) D от нижнего раструба, где D - внешний диаметр дымоходной трубы, и как минимум четыре направляющие лопатки, также закрепленные на вертикальных стержнях и расположенные между раструбами под углом =(5°-45°) к радиусу дымоходной трубы, причем раструбы выполнены с коническими поверхностями и имеют размеры узкого и широкого сечения, равные соответственно D и 1,2 D, и углы наклона поверхностей к горизонтальной плоскости у нижнего раструба =(40°-60°), а у верхнего раструба =(5°-15°).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, применяемым на дымоходных трубах от теплогенерирующего оборудования, а также на вентиляционных трубах, и может быть использовано для увеличения тяги.

Известно устройство для усиления тяги (патент РФ №1517460, МПК F23L17/00, опубл. 20.12.2000 г.), в котором дымовая труба снабжена в верхней части насадком и защитным колпаком, первый из которых выполнен из скрепленных большими основаниями верхней и нижней усеченных конических поверхностей, а второй - из круглых конусов, скрепленных большими основаниями. При этом насадок выполнен с прорезями, расположенными вдоль образующей нижней конической поверхности, и снабжен завихрителями потока и направляющими пластинами. Защитный колпак установлен в полости насадка с зазором относительно него.

Недостатком известного устройства является его сложность и громоздкость.

Известен дефлектор (патент РФ №2271498, МПК F23L 17/02, опубл. 10.03.2006 г.), который содержит закрепленное на вертикальных стержнях над дымоходной трубой внутреннего диаметра D перекрытие в виде направленного вершиной вниз конуса либо пирамиды, причем конус расположен над дымоходной трубой на высоте h=0,65 D, а у верхних кромок дымоходной трубы к стержням крепится раструб, верхние кромки узкого сечения которого соприкасаются с верхними внешними кромками дымоходной трубы, при этом стержни внизу соединены поясом в виде металлических полос.

Недостатком данного дефлектора является его недостаточная эффективность. Наличие конуса с направленной вниз вершиной создает препятствие свободному истечению дымовых газов при отсутствии ветра. Кроме того, указанная высота расположения конуса не обеспечивает эффективного использования ветра, а на основании конуса возможно скопление влаги, льда, что неблагоприятно сказывается на надежности и безопасности устройства.

Задачей изобретения является усиление тяги дымоходной трубы за счет повышения эффективности использования ветра.

Поставленная задача решается дефлектором, содержащим закрепленный на вертикальных стержнях у верхней кромки дымоходной трубы раструб, верхняя кромка узкого сечения которого соприкасается с верхней внешней кромкой дымоходной трубы, при этом стержни внизу соединены поясом, охватывающим трубу, в виде металлической полосы с разъемом, который в отличие от прототипа дополнительно содержит верхний раструб, закрепленный на вертикальных стержнях на высоте (0,3÷0,6) D от нижнего раструба, где D - внешний диаметр дымоходной трубы, и как минимум четыре направляющие лопатки, также закрепленные на вертикальных стержнях и расположенные между раструбами под углом =(5-45°) к радиусу дымоходной трубы, причем раструбы выполнены с коническими поверхностями и имеют размеры узкого и широкого сечения, равные соответственно D и 1,2 D, и углы наклона поверхностей к горизонтальной плоскости - у нижнего раструба =(40-60°), а у верхнего раструба =(5-15°).

Выполнение конических поверхностей верхнего и нижнего раструбов с разными углами наклона в указанном диапазоне приводит к тому, что выходное сечение потоку воздуха меньше, чем входное. В результате поток воздуха ускоряется и создается эффект эжекции. Вследствие этого увеличивается тяга дымоходной трубы. Расположение между раструбками равномерно по кругу лопаток обеспечивает более полное использование энергии ветра. За счет лопаток поток ветра закручивается, усиливается эффект эжекции дымовых газов.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2, где изображен общий вид устройства и разрез А-А.

На оголовке дымоходной трубы 1, имеющей внешний диаметр D, монтируется устройство, состоящее из двух раструбов - нижнего 2 и верхнего 3. Верхняя кромка нижнего раструба соприкасается с верхней внешней кромкой трубы. Раструбы имеют конические поверхности и размеры узкого и широкого сечения соответственно D и 1,2 D. Верхний раструб крепится над нижним раструбом с помощью стержней 4 на высоте (0,3÷0,6) D. Между раструбами по их ширине расположены направляющие лопатки 5, которые также крепятся к стрежням 4. Лопатки расположены к радиусу трубы под углом =(5-45°). Угол менее 5° не обеспечит закручивание потока воздуха, а более 45° приведет к увеличению сопротивления воздушному потоку.

Нижние концы стержней соединены поясом 6, охватывающим трубу 1 в виде металлической полосы с разъемом.

Углы наклона конических поверхностей раструбов к горизонтальной

плоскости составляют: у нижнего =(40-60°), у верхнего =(5-15°). Указанные диапазоны обусловлены следующим. Для нижнего раструба минимальный угол наклона определяется обеспечением необходимой разницы входного и выходного сечения потоку воздуха. Максимальный угол наклона ограничивается величиной сопротивления воздушному потоку (парусностью раструба). Минимальный угол наклона верхнего раструба ограничивается обеспечением стока влаги с поверхности раструба, максимальный угол определяется обеспечением необходимой разницы входного и выходного сечения потоку воздуха.

Расстояние между раструбами менее 0,3 D приведет к эффекту подпора потоку в трубе, а более 0,6 D значительно снижает эффективность использования энергии ветра для усиления тяги.

Дефлектор работает следующим образом. При любом направлении ветра воздух движется над дымоходной трубой в пространстве между верхним и нижним раструбами, а также между направляющими лопастями. За счет разницы входного и выходного сечений для прохождения потока ветра, обусловленной разными углами наклона поверхностей раструбов, обеспечивается эффект подсоса дымовых газов. Кроме того, благодаря направляющим лопастям поток закручивается, а скорость воздуха над трубой увеличивается, и, как следствие, увеличивается тяга дымоходной трубы.

Таким образом, применение предложенного устройства позволяет повысить эффективность использования энергии ветра для усиления тяги в дымоходной трубе, что обеспечивает следующие преимущества:

- тепловые объекты могут брать большие нагрузки (снимается ограничение по тяге);

- увеличивается высота подъема дымового факела, что увеличивает радиус выброса вредных веществ;

- снимается эффект «задувания» дымоходной трубы, что снижает вредное воздействие дымовых газов на саму дымоходную трубу.