ВЫТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЫМОХОДА ДЫМОВОЙ ТРУБЫ
EXHAUST SYSTEM FOR CHIMNEY

Изобретение относится к дымовым трубам, в частности к устройствам для отводов дымовых газов, например дымоходам. Под дымовыми газами обычно понимается смесь газов, содержащих свободный кислород, ускоряющий и поддерживающий горение.
Для обогрева как жилых, так и хозяйственных помещений в нашей стране используются отопительные приборы, в своем большинстве печи и камины, в которых сгорают твердые виды топлива, выделяющие не только тепло, но и дымовые газы. Но вне зависимости от конструкции печей и каминов важной их составляющей является дымовая труба, основным элементом которой является дымоход.
Самый неприятный и непредсказуемый процесс горения - это растопка камина или печи на твердом топливе. Особенно растопка камина или печи осложняется после длительного перерыва, когда все элементы отопительного прибора приобретают температуру холодного помещения. Важным моментом при начальной растопке твердого топлива является наличие тяги в дымовой трубе, которая зависит от многих факторов. Рассматривая полностью исправную печь или камин, при ее растопке, тяга может присутствовать или же полностью отсутствовать. Причина в том, что при растопке камина или печи важным моментом является перепад температур наружного воздуха и температуры в дымоходе дымовой трубы, которая установилась после полного остывания камина или печи, а также изотерма этого перепада. Тяга будет присутствовать после открытия задвижек, если температура воздуха в дымоходе камина или печи будет на несколько градусов выше, чем температура наружного воздуха в момент розжига теплового прибора, то есть сразу начнется движение воздуха по коленам камина или печи по дымоходу дымовой трубы вверх, так как горячий воздух легче наружного воздуха и образуется перепад давления, что увеличивает тягу. Но нередко такой благоприятный момент отсутствует, так как наружный атмосферный воздух теплее, чем устоявшаяся температура в помещении, где находится камин или печь. В этом случае наблюдается «обратная» тяга, при которой камин или печь растопить невозможно, не создав искусственно дополнительную тягу за счет быстрого горения топлива во вьюшке. И это не всегда удается без задымления помещения.
В настоящее время хорошая тяга в дымовой трубе камина или печи целиком зависит от мастерства печника и его опыта при укладке дымоходов камина или печи. Автору не известна из библиографических источников и патентного фонда конструкция вытяжного устройства, обеспечивающая надежную тягу при розжиге камина или печи и дальнейшем горении топлива, не зависящую от перепадов температуры в помещении и наружного атмосферного воздуха вне трубы.
Целью изобретения является создание такой тяги в дымовой трубе, которая обеспечила бы быстрое возгорание твердого топлива и поддержание устойчивого горения в начальный период розжига топливного прибора за счет создания дополнительной тяги путем отсоса газов в дымоходе с помощью вентилятора и/или их подогрева в начальной стадии розжига камина или печи и исключения задымления помещения вредными для человеческого организма продуктами горения - газами.
Простейшими вариантами устройств создания тяги являются вытяжные устройства с использованием вентилятора, размещенного в дымоходе, или электрического нагревателя - теплового элемента, который нагревает воздух дымохода, заставляя его подниматься вверх по дымоходу, увлекая за собой холодный воздух, находящийся во внутренних каналах камина или печи. Вентилятор вытяжного устройства приводится в движение с помощью электродвигателя или ветропривода, например ротора «Дарье».
Наиболее совершенным устройством для создания тяги в дымоходе является комбинация из описанных выше устройств, оснащенная датчиками и управляющим микрочипом.
Сущностью предлагаемого устройства для создания тяги в дымоходе состоит в том, что в вытяжное устройство дополнительно введен ветропривод - ротор, например ротор «Дарье», и датчик оборотов, помещенные на общей оси с вентилятором и электродвигателем, введен подогреватель воздуха, также в дымоходе установлены датчик положения задвижки и датчики температуры ниже задвижки и в верхней части дымоходной трубы, причем датчики температуры, датчик положения задвижки и датчик оборотов подключены к микрочипу, к которому подключены также электродвигатель и светодиоды состояния тяги в отопительном приборе. Задвижка оснащена электроприводом, управление вытяжным устройством производится дистанционно по каналу Wi-Fi или Blue tooth и может быть включено в контур автоматического управления домом.
Другим упрощенным вариантом может быть, когда в дымоходе дымовой трубы установлен нагреватель на изоляционной подложке и термореле, подключенные к контактам устройства управления, состоящего из пускового реле, кнопки «Пуск» и светодиода с гасящим резистором.
На фиг.1 и 2 приведены две конструкции вытяжных устройств, где:
1. Дымовая труба.
2. Дымоход.
3. Основание вытяжного устройства.
4. Защитный колпак.
5. Ротор.
6. Вентилятор.
7. Лопасти.
8. Ось.
9. Опора оси.
10. Изолятор.
11. Нагреватель.
12. Термореле.
13. Реле.
14. Резистор.
15. Светодиод.
16. Кнопка «Пуск».
17. Электродвигатель.
18. Датчик температуры.
19. Задвижка.
20. Датчик оборотов.
21. Микрочип.
22. Датчик положения задвижки.
23. Пульт дистанционного управления.
24. Электропривод.
25. Канал связи.
26. Устройство управления.
На фиг.1 изображена конструкция вытяжного устройства на основе ротора «Дарье», расположенного в дымоходе, где верхняя часть дымовой трубы (1), дымоход (2), основание вытяжного устройства (3), защитный колпак (4), ротор (5), вентилятор (6), вертикальная ось (8), опоры оси (9). Электродвигатель (17) расположен под защитным колпаком (4), механически соединен с вертикальной осью (8) и управляется дистанционно.
Вытяжное устройство этой конструкции работает следующим образом: поток воздуха (ветер) попадает на лопасти (7) и закручивает ротор (5), связанный вертикальной осью (8) с вентилятором (6). Лопасти (7) вентилятора (6) при своем вращении создают разрежение в дымоходе (2). Под действием этого разрежения в дымоходе возникает и поддерживается вертикальное движение газов, т.е. возникает тяга. При отсутствии ветра включается электродвигатель (17) и поддерживает тягу в дымоходе за счет вентилятора (6).
Дополнительная тяга необходима при топке каминов, когда малое сечение дымохода или низкая труба не обеспечивают необходимого отсоса продуктов горения из зон горения.
На фиг.3 показан вариант устройства для создания тяги за счет подогрева воздуха в дымоходе перед началом топки печи (камина) и показано размещение двух основных элементов устройства в дымоходе - термореле (12) и подогревателя (11).
На фиг.2 приведена электрическая схема устройства, изображенного на фиг.3, состоящая из следующих элементов: нагревателя (11), термореле (12), реле (13), гасящего резистора (14), светодиода (15) и кнопки «Пуск» (16).
Электрическая часть устройства для создания тяги работает следующим образом: открывается задвижка в дымоходе (2) печи или камина, затем нажимается кнопка «Пуск» (16), напряжение электрической сети поступает на контакт К2 термореле (12) и через него на катушку реле (13), нагреватель (11) и гасящий резистор (14), включенный последовательно со светодиодом (15). Светодиод (15) индицирует, что устройство подогрева включилось. Одновременно замыкается контакт К1 реле (13) и оно становится на самоблокировку. Начинается разогрев нагревателя (11) внутри дымохода. Температура воздуха, соприкасающегося с нагревателем, возрастает, теплый воздух начинает подниматься вверх по дымоходу, создавая тягу. Термореле (12) отрегулировано на отсчет времени, необходимого для создания устойчивой тяги в канале дымохода, и при достижении заданной температуры контакт К2 прервется и произойдет сброс напряжения на нагревателе (11), резисторе (14) и реле (13). Светодиод (15) погаснет, информируя, что цикл прогрева дымохода завершен.
Возможно, полезное усложнение схемы устройства создания тяги, изображенного на фиг.3, за счет применения термореле с ручным или автоматическим способом изменения времени рабочего цикла. Электрическая схема может быть также улучшена за счет введения датчиков температуры и микрочипа, что позволит предупреждать пользователя, когда подогрев дымохода просто необходим, если разность температур внутри помещения (печи) и наружного воздуха не обеспечивает достаточно надежную тягу без подогрева воздуха в дымоходе.
На фиг.4 изображено более совершенное устройство создания тяги в дымоходе с устройством управления на микрочипе.
Устройство, изображенное на фиг.4, состоит из следующих основных частей: дымоход (2) с задвижкой (19), в котором размещены: нагреватель (11), вентилятор (6), электродвигатель (17), датчики температуры (18) и датчик оборотов (20). Устройство управления (26) содержит микрочип (21), подключенный к датчикам температуры (18), датчику оборотов (20), датчику положения задвижки (22) и электроприводу (24) задвижки (19), а также к нагревателю (11) и электродвигателю (17).
Устройство создания тяги работает следующим образом: исходным сигналом для включения в работу устройства создания тяги вляется перемещение задвижки (19). Сигнал поступает с датчика положения задвижки (22) на микрочип (21), микрочип (21), обработав информацию с датчиков температуры (18), расположенных ниже и выше задвижки (19), определяет величину ожидаемой тяги, и если она достаточна, устройство управления (26) выдает сигнал на разрешающий светодиод (15) зеленого цвета. Можно растапливать печь или камин. Если тяга недостаточна для нормального функционирования отопительного прибора, то засвечивается светодиод (15) желтого цвета - «Ожидание». При этом включатся подогреватель (11) и вентилятор (6). После достижения условий нормальной тяги загорается зеленый светодиод (15).
Если устройство создания тяги укомплектовано электродвигателем, то включение электродвигателя (17) производится микрочипом (21), когда обороты ротора (5) ветропривода, вращающего вентилятор (6), недостаточны для создания заданной тяги в дымоходе (2).
Конструктивно вытяжное устройство с ротором «Дарье» выполнено в виде легкосъемного завершенного узла, устанавливаемого на горловине вытяжной трубы, что позволяет при необходимости без дополнительных трудностей провести трубочистные работы.
Применение предлагаемого изобретения целесообразно проводить в комплексе, что раз и навсегда позволит снять зависимость тяги топливных приборов, размещаемых в дачных домиках и коттеджах при непостоянном проживании в них, от состояния погоды, перепада температур и прочих отрицательных факторов, влияющих на эксплуатацию тепловых приборов на твердом топливе.
При использовании в нагревательных приборах на газе целесообразно провести отдельную газовую магистраль малого сечения для подогрева воздуха в дымоходе выше печной задвижки.
Применение указанного изобретения в бытовых топливных приборах повышает уровень комфорта, сведя растопку отопительных приборов на твердом топливе к простой рутинной процедуре.