СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА ИЗ ВОДОСТОКОВ ГОРОДСКИХ ЗДАНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR ICE REMOVAL FROM WATER DRAINS OF URBAN BUILDINGS AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Предлагаемое изобретение относится к области городского коммунального хозяйства и в, частности, предназначено для удаления ледяных образований внутри водостоков городских зданий, возникающих в зимний и весенний периоды.
В настоящее время не существует способа удаления льда, уже образующегося в водостоках городских зданий в зимнее время в периоды перепада наружных температур. Лед в водостоке представляет серьезную опасность для горожан. Так, по простой оценке, при стандартном диаметре трубы водостока 200 мм пятиэтажного городского здания образуется цилиндрическая сплошная льдина весом от 500 до 600 кг. При сбивании сосулек, нависающих на краях горловины водостока, и слабой заделке опорных узлов в фасаде здания очень часто происходит как частичное, так и полное обрушение водостока со всеми вытекающими последствиями.
Существуют способы, позволяющие предотвратить образование сплошной ледяной глыбы в водостоке, как, например, установка петлевого кабеля с электроподогревовом или подогрев входной горловины водостока тем или иным способом. Но такими способами и такими устройствами, как правило, оборудованы дорогие коттеджные дома. Так, устройства с применением тепловых петель поддерживает функционирование водостока за счет образования узкого канала для слива в момент перехода наружных температур от положительных значений к отрицательным, но не предотвращает образования массивной ледяной корки внутри водовода. Т.е. петлевой кабель дает определенное преимущество и защиту от образования сосулек на горловине водостока и сохраняет канал для стока дождевой воды, что тоже не маловажно, но проблему решает только частично. Способов, позволяющих удалить лед из полностью замершего водостока, не существует, кроме гипотетических или прихода весны или длительной оттепели.
Предлагается способ удаления льда из водостоков городских зданий и устройство для его осуществления с использованием СВЧ-излучения, вводимого с нижней стороны водостока с помощью передвижной установки, состоящей из автономного источника переменного тока или подключаемого к электросети здания, силового трансформатора для питания магнетрона, магнетронов или клистронов, гибкого волновода, оснащенного захватывающим креплением для фиксации выхода волновода внутри водостока и защитной сетки, предотвращающей выход СВЧ-излучения из водостока вниз наружу.
В предлагаемом способе используется установка на основе передвижного СВЧ-генератора, включает в себя следующие процедуры:
- доставить и разместить установку в непосредственной близости от слива водостока;
- подсоединить гибкий волновод к установке;
- ввести волновод в сливное отверстие водостока и зафиксировать на нем;
- установить и закрепить защитную сетку и рукав на водостоке для приема вытекающей воды;
- включить СВЧ-генератор и воздействовать СВЧ-излучением на ледяное образование внутри водостока;
- сливать образующую воду в приемный бак установки или непосредственно в канализацию.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Водосток является естественным волноводом для СВЧ-излучения. СВЧ-излучение, поступающее снизу водостока, распространяется вдоль внутренних стенок водостока и активно взаимодействует с водяными молекулами, приводя их в тепловое движение.
Высокочастотное излучение, поглощаемое ледяной массой, приводит ее к постепенному разогреву. Образующаяся вода начинает беспрепятственно вытекать из водостока. Поскольку наиболее быстрое повышение температуры льда идет в зазоре между внутренней стенкой водовода и соприкасающейся с ней ледяной поверхностью ледяной цилиндрической глыбы. За счет этого эффекта происходит быстрое образование зазора между водоводом и ледяной глыбой.
При образовании достаточного зазора между стенками водовода и глыбой, под действием силы тяжести цилиндрическая глыба начинает спускаться вниз. С этого момента можно отсоединить установку от водовода и переходить к удалению ледяного столба, откалывая его по частям, любым приемлемым способом. В редких случаях приходится растапливать ледяную глыбу полностью, при сложных изгибах водостока. Полное растапливание ледяного образования в водоводе энергетически неоправданно, так как энергия полного перехода льда в воду весьма велика.
На фигуре 1 показано устройство удаления льда из водовода, где приняты следующие обозначения:
1. Водосток.
2. Ледяное образование.
3. Зазор.
4. Силовая электрическая установка.
5. Генератор СВЧ-излучения.
6. Волновод.
7. Излучатель.
8. Защитный колпак.
9. Узел подвески водостока.
10. Сетчатый защитный колпак.
11. Хомут.
12. Фасад здания.
13. Основание.
14. Быстросъемное соединение.
15. Рукав.
16. Бак.
17. Сливной кран.
18. Люк.
На фигуре 1 и 2 изображена СВЧ-установка, подсоединенная к водостоку 1, где узел подвески 9 водостока 1 к фасаду здания 12. Ледяное образование 2, заполняющее водосток 1. Силовая электрическая установка 4 и генератор СВЧ-излучения 5. Бак 16 для приема воды из водостока 1 размещен также на переносном основании 13. Гибкий волновод 6 с излучателем 7 подсоединены через быстросъемное соединение 14 к генератору СВЧ-излучения 5. Защитный колпак 8, защищающий волновод и излучатель от попадания стекающей из водостока 1 воды, установлен на верхнем конце излучателя 7.
Устройство удаления льда из водовода работает следующим образом.
Генератор СВЧ 5 и силовая электрическая установка 4., размещенная на основании 13, располагается в непосредственной близости от освобождаемого ото льда водостока 1. Излучатель 7, расположенный на конце гибкого волновода 6, закрыт защитным колпаком 8, прозрачным для СВЧ-излучения, предотвращающим попадание воды в излучатель 7 и волновод 6. Волновод 6 вводится в водосток снизу, надвигается сетчатый колпак. Затем на нижний конец водостока снаружи надвигается сетчатый защитный колпак 10 и крепится хомутом 11 на водостоке 1.
Далее включается питание СВЧ-установки, и СВЧ-излучение поступает внутрь волновода 6. Высокочастотное излучение поглощается ледяным образованием 2, расположенным внутри водостока 1, приводя к постепенному разогреву и переводу в жидкое состояние. Вода начинает беспрепятственно вытекать из водостока. Поскольку наиболее быстрое повышение температуры льда идет в зазоре между внутренней стенкой водовода и соприкасающейся с ней ледяной поверхностью ледяной цилиндрической глыбы. За счет этого эффекта происходит быстрое образование и увеличения зазора между водостоком и ледяным образованием 2. В результате интенсивного таяния льда по контуру ледяной глыбы увеличивается зазор между стенками водостока и глыбой, под действием силы тяжести ледяное образование начинает спускаться вниз. С этого момента можно отсоединить установку от водостока и переходить к удалению ледяного столба, откалывая его по частям, любым приемлемым способом. В редких случаях приходится растапливать ледяную глыбу полностью, при сложных изгибах водостока. Полное растапливание ледяного образования в водоводе энергетически неоправданно, так как энергия полного перехода льда в воду весьма велика.
Защитная сетка предотвращает выход СВЧ-излучения за пределы водостока и не препятствует свободному стоку воды в процессе растапливания льда.
Предлагаемое устройство для удаления льда из водостока позволит снять опасность обрыва водостоков при несвоевременном удалении льда из них. Своевременная очистка водостоков коммунальными службами с помощью предлагаемого устройства позволит сохранить в целости водостоки, станет необходимым мероприятием, устраняющим преждевременное разрушение и повреждение водостоков, и будет хорошей заменой применяемому в настоящее время грубому инвентарю для удаления наледей.
Предлагаемое устройство без особых трудностей может быть освоено на любом предприятии, связанным с производством электрооборудования и металлообработкой. Широкое использование устройства для удаления льда из водостоков экономически оправдано, за счет сохранения водостоков в неповрежденном виде после жестоких процедур удаления льда и сосулек с внешней стороны зданий российскими операторами.