Результат интеллектуальной деятельности: Сэндвич-труба для дымохода

Изобретение относится к энергетике, в частности к дымовым трубам для овода дымовых газов от отопительных приборов (печей, каминов) и может быть использовано для повышения тяги отопительных устройств без усложнения технологии их изготовления и монтажа.

Известно вытяжное устройство (см. патент №2359172 Ru) отопительного прибора, функционирующее на углеводородном топливе, состоящее из вертикальной трубы (дымохода) с дымовым каналом различной конфигурации, задвижки, управляющей движением дымовых газов в дымовом канале, внутри которого смонтирован нагревательный элемент, вентилятор с электроприводом и ветроприводом и элементы управления положением задвижки, оборотами вентилятора, нагревателем (датчики температуры, датчики положения задвижки, датчик оборотов вентилятора, микрочип, светодиод состояния тяги). Известное устройство позволяет выполнить поставленную перед ним задачу и технически обеспечивает увеличение тяги отопительного прибора. Однако, в известном устройстве вентилятор с электроприводом и нагревательный элемент установлены внутри дымохода дымовой трубы. В условиях бытового использования нагревательных приборов не предусматривается очистка дымовых азов, и содержащиеся в дымоходе вентилятор с электродвигателем и нагревательный элемент в процессе эксплуатации обрастут сажей, что, в лучшем случае, повлечет за собой снижение естественной тяги, а в случае ее перегрева, и к воспламенению. Кроме того, известная конструкция отличается сложностью, и для ее монтажа требуются высококвалифицированные специалисты.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому относится сэндвич-труба для дымохода. См., например, https://experttrub.ru/dymovye/sendvich-truba-dlva-dymoxoda.html

Сэндвич-труба для дымохода выполнена в виде удобного для транспортировки ограниченной длины модуля, снабженного элементами стыковки с другими унифицированными модулями и проведения ручного монтажа дымохода отопительного прибора. Сэндвич-труба для дымохода содержит две отдельные коаксиально друг относительно друга установленные трубы, разделенные и скрепленные между собою теплоизолирующим материалом. На противоположных краях каждой отдельной трубы выполнены конструктивные элементы раструбно-профильного соединения сэндвич-труб между собой, а также для соединения ее с другими отдельными модулями дымохода отопительного прибора (коленами, отводами, зонтом и пр.). Такое конструктивное выполнение сэндвич-трубы обеспечивает ее заводское изготовление и позволяет спроектировать и смонтировать устройство для отвода дымовых газов практически для любых отопительных приборов, устанавливаемых в различных постройках. Устройство для отвода дымовых газов с использованием известных сэндвич-труб может быть выполнено из набора отдельных модулей, обеспечивая сборку и монтаж дымохода любой формы, размеров и требуемой высоты трубы. Вместе с тем, как и для всех труб дымоходов отопительных приборов, эксплуатация которых производиться не на постоянной основе, известная сэндвич-труба практически не обеспечивает никакой тяги в момент растопки отопительного прибора после длительного перерыва в его эксплуатации.

Целью предполагаемого изобретения является повышение тяги трубы дымохода отопительного прибора.

Для достижения заявленной цели известная сэндвич-труба для дымохода, содержащая коаксиально установленные с зазором друг относительно друга и скрепленные между собой теплоизолирующим материалом внутреннюю и внешнюю трубы с выполненными на их концах элементами раструбного соединения соответственно с внутренней и внешней трубой аналогичных сэндвич-труб, снабжена нагревательным элементом, установленным в зазоре между внешней и внутренней трубой;

нагревательный элемент выполнен в виде электрического кольцевого (хомутового) нагревателя и закреплен на внешней поверхности внутренней трубы.

Технический эффект достигается за счет того, что при подаче напряжения на электрический кольцевой (хомутовый) нагреватель, происходит нагрев поверхности внутренней трубы сэндвич-трубы дымохода. Находящийся внутри ее воздух нагревается, поднимается вверх, чем и обеспечивается увеличение тяги.

На фиг. 1 представлена условная схема предлагаемой сэндвич трубы для дымохода, ее продольный разрез. Сэндвич-труба для дымохода содержит внутреннюю 1 и внешнюю 2 коаксиально с зазором друг относительно друга установленные трубы, скрепленные между собою теплоизолирующим материалом 3. Длина внутренней трубы 1 ровна длине внешней трубы 2, и их торцы совмещены в одних плоскостях. Внутренняя труба 1 является дымоходом и выполнена площадью поперечного сечения, соответствующей площади поперечного сечения дымохода отопительного прибора. Внешняя труба 2 выполняет роль защитной оболочки и обеспечивает защиту внутренней дымовой трубы 1 от внешнего атмосферного воздействия и ее термоизоляцию. Зазор между внутренней поверхностью внешней трубы 2 и внешней поверхностью внутренней трубы 1 заполнен термоизоляционным материалом 3. Внутренняя труба 1 и внешняя труба 2 выполнены одинаковой длины и скреплены между собой теплоизолирующим материалом таким образом, чтобы их торцевые поверхности находились в одной плоскости. На противоположных краях каждой отдельной трубы выполнены конструктивные элементы раструбно-профильного соединения сэндвич-труб между собой, а также для соединения ее с другими отдельными модулями дымохода отопительного прибора (коленами, отводами, зонтом и пр.). Раструб внутренней трубы 4 на глубину не менее 50 мм выполнен диаметром не менее чем на 1 мм большим, чем диаметр участка противоположного края внутренней трубы 5, выполненный также на высоту не менее 50 мм. Технологически раструб внутренней трубы 4 может быть выполнен путем механического присоединения (приварки) обечайки соответствующего размера к внутренней трубе, либо соответствующей развальцовкой. Противоположный край внутренней трубы 5 может быть выполнен также либо присоединением обечайки соответствующего размера, либо путем гофрирования цилиндрической поверхности у края трубы. Аналогичные конструктивные элементы раструб 6 и соответствующее ему уменьшение диаметра участка края трубы 7 выполнены и на внешней трубе 2. Конкретные размеры выполнения раструбов и технология выполнения концевых участков труб должны производиться исходя из конкретных технологических возможностей производства и требованиям по надежности выполнения раструбно-профильного соединения. В кольцевом зазоре между внутренней 1 и внешней 2 трубам, на внешней поверхности внутренней трубы 1 закреплен электрический нагреватель 8. В качестве электрического нагревателя может быть использован любой электрический нагреватель, например, см. httр://роlуmеrnаgrеv.ru/khоmutоvуе-nagrеvаtеli: или, например, http://www.symmetron.ru/suppliers/heaters/heaters-ring.shtml. Требуемая мощность электрического нагревателя не менее 250 вт, рабочая температура не менее 100°С. Предварительные расчеты показали, что при данных параметрах нагревателя в течение 10 минут его работы воздух прогревается во внутренней трубе и обеспечивает увеличение тяги отопительного прибора до значений, при которых практически не наблюдается выхода дымовых газов вовнутрь помещения в процессе растапливания отопительного прибора. Конкретный тип нагревателя, рабочий диапазон его температур и мощность определяются на стадии проектирования сэндвич-трубы, исходя из требуемых значений предполагаемого повышения тяги и стойкости к перегреву используемого термоизоляционного материала 3.

Работа предлагаемой сэндвич-трубы дымохода осуществляется следующим образом. Предлагаемая сэндвич-труба монтируется на любом из прямолинейных участков дымохода отопительного прибора. В зависимости от мощности электрического нагревателя 8, индивидуальных свойств отопительного прибора (аэродинамического сопротивления прохождению дымовых газов через дымовые каналы самого отопительного прибора) и параметров дымохода подпирается количество предлагаемых сэндвич-труб в дымоходе. Заблаговременно, минут за 10 до использования отопительного прибора подается электропитание на электрический подогреватель 8. Воздух во внутренней трубе разогревается и, поднимаясь вверх, что и обеспечивает формирование тяги в отопительном приборе. В зависимости от особенностей конструкции отопительного прибора, его внутреннего сопротивления, динамики разогрева и пр. факторов, а также метеорологических условий вне помещения, определяющих тягу отопительного устройства регулируется время работы электрического нагревателя. При достаточном прогреве отопительного устройства, обеспечивающего его работу без задымления отапливаемого помещения, электрический нагреватель выключается. При необходимости, может быть разработана автоматическая система регулирования работой электронагревателя, исходя из условия обеспечения предварительно задаваемых значений тяги отопительного устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство, благодаря новым, ранее неизвестным признакам, обеспечивает повышение тяги трубы дымохода отопительного прибора, что позволяет достичь цели предполагаемого изобретения.