ВОДОСТОЧНАЯ СИСТЕМА
WATER DRAINAGE SYSTEM

Изобретение относится к области строительства, в частности к инженерному оборудованию зданий - к водосточным системам.
Известен водосток высотного здания (RU 2535587, E04D 13/08, 20.12.2014), включающий воронку водостока, установленную на крыше здания, стояк и патрубок слива. Водосток имеет два запорных устройства, одно из которых размещается ниже воронки, а второе выше сливного патрубка, подводящий патрубок с полумуфтой и запорным устройством и поэтажные патрубки с запорными устройствами и полумуфтами.
Недостаток водостока высотного здания обусловлен тем, что данное устройство предназначено только для отвода воды с крыши и предотвращения образования наледей в водосточной трубе в зимне-весенний период, что обуславливает узкий функциональный диапазон водостока высотного здания.
Известна водосточная система (RU 2226596, E04D 13/064, 10.04.2004), выбранная в качестве прототипа и содержащая связанные друг с другом секции, в верхней части оснащенные водоприемной воронкой, а в нижней части - сливным отливом. Внутри секций по всей длине установлен пластиковый рукав из полимерного материала, закрепленный с помощью раструба. Узкая часть раструба насажена на рукав, а широкая часть оперта на внутреннюю поверхность воронки, которая покрыта гидроизолирующим материалом.
Основным недостатком водосточной системы является недостаточно высокая эффективность работы водосточной системы при обильных осадках в зимне-весенний период.
Перед авторами стояла задача повышения эффективности работы водосточной системы за счет преобразования кинетической энергии движущейся воды в электрическую энергию с последующим преобразованием в тепловую энергию.
Технический результат достигается следующим образом.
В водосточной системе, содержащей связанные друг с другом секции, в верхней части оснащенные водоприемной воронкой, а в нижней части - сливным отливом, внутри секций установлен пластиковый рукав из полимерного материала, закрепленный с помощью раструба, узкая часть раструба насажена на рукав, а широкая часть оперта на внутреннюю поверхность воронки, которая покрыта гидроизолирующим материалом, внутри пластикового рукава установлен жестко прикрепленный к секции электрогенерирующий блок, выполненный в виде статора вертикального асинхронного двигателя, в пазах магнитопровода статора уложена первичная электрическая обмотка с выходными зажимами, к которым подключен электрический нагреватель, жестко закрепленный между внутренней боковой поверхностью секции и внешней боковой поверхностью пластикового рукава, в расточке статора расположен полый цилиндр, на внешней боковой поверхности которого жестко закреплена цилиндрическая периодическая структура из полос радиально намагниченного винила чередующейся полярности, полый цилиндр и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из композиционного антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, на внутренней поверхности полого цилиндра сформированы и жестко связаны с ним напорные лопасти, торцы статора закрыты кольцеобразными крышками.
Заявляемая водосточная система поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид водосточной системы, а на фиг. 2 - продольный разрез электрогенерирующего блока.
Водосточная система содержит связанные друг с другом секции 1, в верхней части оснащенные водоприемной воронкой 2, а в нижней части - сливным отливом 3. Внутри секций 1 установлен пластиковый рукав 4 из полимерного материала, закрепленный с помощью раструба 5, узкая часть раструба 5 насажена на пластиковый рукав 4, а широкая часть оперта на внутреннюю поверхность воронки 2, которая покрыта гидроизолирующим материалом. Внутри пластикового рукава 4 жестко закреплен электрогенерирующий блок 6, выполненный в виде статора 7 (фиг. 2) вертикального асинхронного двигателя. В пазах магнитопровода 8 статора 7 уложена первичная электрическая обмотка 9, выполненная по схеме петлевой двухфазной или трехфазной обмотки, волновой двухфазной или трехфазной обмотки (Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия. 1974. С. 403-431), с выходными зажимами 10, к которым подключен электрический нагреватель 11, например, трубчатый электронагреватель или карбоновый электронагреватель (Иванов C.H., Ким К.К., Кузьмин В.М. Теплогенерирующие электромеханические устройства и комплексы. Монография, издательство "ОМ-Пресс", 2009. С. 20-22), жестко закрепленный между внутренней боковой поверхностью секции 1 и внешней боковой поверхностью пластикового рукава 4. В расточке статора 7 расположен полый цилиндр 12, например, из алюминия, меди или силумина, на внешней боковой поверхности которого жестко закреплена цилиндрическая периодическая структура из полос 13 радиально намагниченного винила чередующейся полярности. Полый цилиндр 12 и магнитопровод 8 разделены дополнительным теплоизолирующим элементом 14 из композиционного антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом 8 и первичной обмоткой 9. Антифрикционный неэлектропроводящий материал включает компоненты, например фтортермопласт (тефлон, фторопласт), обеспечивающие коэффициент трения: между соприкасающимися поверхностями неподвижного магнитопровода 8 и вращающегося полого цилиндра 12 при сухом ходе 0,14-0,15 и не более 0,01-0,02 при наличии воды.
На внутренней поверхности полого цилиндра 10 сформированы и жестко связаны с ним напорные лопасти 15. Торцы статора 7 закрыты кольцеобразными крышками 16.
Стрелками показано направление движения воды.
Устройство работает следующим образом.
При атмосферных осадках вода с крыши улавливается водоприемной воронкой 2 и по пластиковому рукаву 4 секций 1 вода попадает в электрогенерирующий блок 6, в котором она воздействует на напорные лопасти 15. В результате, полый цилиндр 12, несущий цилиндрическую периодическую структуру из полос 12 радиально намагниченного винила чередующейся полярности, начинает вращаться. Магнитное поле, созданное полосами 13, пересекает проводники первичной электрической обмотки 9, и в последней индуцируется электродвижущая сила. В результате ее действия по цепи, состоящей из первичной обмотки 9 и электрического нагревателя 11, начинает протекать электрический ток. Под действием тепла, генерируемого электрическим нагревателем 11, происходит нагрев секции 1 и пластикового рукава 4 и образование наледи внутри последнего значительно затрудняется.
Следует отметить, что вместо/вместе электронагревателя 11 в качестве нагрузки может использоваться, например, осветительная сеть подъезда.
Как можно заметить, из-за появления возможности преобразования кинетической энергии воды в тепловую энергию появляется возможность препятствовать образованию наледи при обильных осадках в весенне-зимний период, что определяет повышение эффективности работы водосточной системы.