Дымоход

Полезная модель относится к строительному комплексу и, в частности, к устройствам дымоходов для одноэтажных и многоэтажных зданий, отоплению помещений с помощью индивидуальных теплогенераторов, и предназначена для отвода отработанных топочных газов от теплогенерирующего прибора.
Известен дымоход для отвода отработанных газов из топочного пространства, выполненный из последовательно установленных готовых монолитных блоков. Он размещен горизонтально, а боковые стенки блоков снабжены отверстиями для выпуска газов, выполненными с возможностью их перекрытия (см., напр., RU 2089788, опубл. 10.09.1997).
Известен дымоход отопительного прибора в виде вертикальной трубы, содержащий вытяжное устройство. Он составлен из нескольких отрезков металлической трубы и каждый из отрезков снабжен винтовым вкладышем, заключенным в цилиндрический металлический кожух и выполненным в виде металлического стержня с приваренной одним краем к нему по спирали металлической лентой. Внешний край ленты плотно прилегает к стенке кожуха, а шаг спирали составляет величину не менее ширины ленты. Кожух со встроенным винтовым вкладышем размещен внутри рубашки дымохода с цилиндрическим зазором по всей высоте вкладыша (см., напр., RU 109269, опубл. 10.10.2011).
Известен дымоход для отвода продуктов сгорания, содержащий дымовую трубу предпочтительно в виде полого тонкостенного цилиндра, состоящего, по меньшей мере, из двух соединенных между собой секций, предпочтительно трех и более. Дымовая труба преимущественно имеет устройства для перекрытия ее проходного сечения и для входа/выхода продуктов сгорания. По крайней мере, одна секция дымохода, предпочтительно соединяющая зону горения с дымовой трубой, выполнена с возможностью ее вращения вокруг продольной оси дымохода и последующей фиксации в выбранном положении. Оси входной и выходной частей указанной секции выполнены пересекающимися, предпочтительно лежащими в одной плоскости с осью дымохода (см., напр., RU 110820, опубл. 27.11.2011).
В качестве наиболее близкого аналога выбран дымоход, включающий дымовые элементы, смонтированные в виде преимущественно вертикального канала и выполненные с возможностью крепления к стене здания (см., напр., RU 61319, опубл. 27.02.2007).
Недостатками вышеописанных устройств являются относительно низкое качество вентиляции и долговечность дымоходов. Конструкции трудоемки в исполнении.
Задачей полезной модели является создание устройства повышенной долговечности, применение которого обеспечит повышение качества отвода отработанных топочных газов.
Поставленная задача решается за счет того, что дымоход, включающий дымовые элементы, смонтированные в виде преимущественно вертикального канала и выполненные с возможностью крепления к стене здания, согласно техническому решению, включает смонтированные в единую конструкцию по высоте здания основу дымовой трубы с конденсатоотводчиком, трубу с ревизией, тройник 90° с отводом для подвода воздуха в дымоход, трубы с минеральной теплоизоляцией и, по крайней мере, один тройник 87° с отводом раструб для подключения теплогенератора, коническое окончание и зонт, при этом все дымовые элементы выполнены из кислостойкой нержавеющей стали и соединены таким образом, чтобы верхний элемент дымохода входил внутрь нижнего.
Трубы могут быть выполнены в виде коаксиальных труб, при этом дымоход снабжен верхней и нижней турбонасадкой.
Трубы могут быть выполнены одностенными.
Трубы могут быть выполнены двустенными с минеральной теплоизоляцией между ними.
В качестве кислотостойкой нержавеющей стали может быть выбрана сталь марки 1.4404, или сталь марки 1.4301, или сталь марки 1.4541, или сталь марки 1.4878 толщиной 0.5-1 мм.
Дымовые элементы могут быть выполнены с возможностью крепления к стене здания с помощью настенных хомутов.
Настенные хомуты могут быть выполнены регулируемыми.
Техническим результатом данной полезной модели является улучшение эффективности отвода дымовых газов с одновременным увеличением срока его службы за счет снижения концентрации конденсата в канале дымохода, образованного, преимущественно из труб с, по крайней мере, одним тройником 87° с отводом раструб для подключения теплогенератора, благодаря выполнению всех дымовых элементов из кислотостойкой нержавеющей стали и их соединению таким образом, чтобы верхний элемент дымохода входил внутрь нижнего, а также за счет снабжения устройства смонтированными в единую конструкцию по высоте здания основой дымовой трубы с конденсатоотводчиком, трубой с ревизией, тройником 90° с отводом для соединения с воздушным каналом, коническим окончанием и зонтом.
Образование конденсата в канале дымохода является основной причиной, влияющей на тягу и долговечность всего дымохода. Конденсат в трубе дымохода образуется из водяных паров, содержащихся в воздухе и топливе. Изначальная температура газов в канале постепенно снижается, это приводит к оседанию на стенках труб дымохода находящегося в газах водяного пара. Влага соединяется с другими продуктами горения, образуя агрессивные концентрированные растворы кислот с примесями смол и сажи, налипающие на стенки труб дымохода с шершавой или пористой поверхностью. Образуются наросты, в результате чего диаметр канала, по которому осуществляется отвод дымовых газов, уменьшается, что в свою очередь влияет с одной стороны на скорость прогрева дымохода, с другой стороны на снижение тяги в канале, препятствуя свободному прохождению дыма. А недостаточная скорость нагрева стенок дымохода и слабая тяга в его канале в свою очередь влияет на повышение концентрации конденсата на его стенках. Такой процесс приводит к постепенному разрушению материала дымохода с одновременным снижением эффективности отвода дымовых газов. Кроме того, при высокой температуре сажа в дымоходе может загореться и вызвать растрескивание стенок дымохода, что также приведет к его разрушению.
В заявленном техническом решении все дымовые элементы выполнены из кислотостойкой нержавеющей стали, которая характеризуется стойкостью к разрушению под действием химического влияния. Ее применение обеспечивает гладкость внутренней поверхности стенок дымохода и выбор минимально допустимой толщины стенок труб и других дымовых элементов. Тонкостенные элементы из кислотостойкой нержавеющей стали, утепленные минеральной теплоизоляцией, быстро нагреваются дымовыми газами и продолжительное время держат тепло. Так как скорость нагрева стенок дымохода высокая, то точка росы будет проходиться так быстро, что конденсат не будет успевать образовываться из дымовых газов, или будет образовываться в минимальных концентрациях. Способность заявленного материала в сочетании с минеральной теплоизоляцией держать тепло позволяет дымовым газам, которые, перемещаясь по дымоходу, постепенно охлаждаются, не охладиться ниже точки росы, что также препятствует выпадению конденсата. Гладкость внутренней поверхности стенок дымохода, обусловленная выбором заявленного материала, поддерживает исходную тягу в дымоходе и обеспечивает беспрепятственное прохождение дымовых газов по каналу, не снижая скорости их вылета, что также препятствует образованию конденсата. При этом, благодаря кислотостойкости, отсутствию впитывания конденсата стенками дымохода и гладкой поверхности дымоходные элементы позволяют стекать жидкости вниз по дымовому каналу, в отличие от дымоходных элементов с шершавой или пористой поверхностью, что также влияет на сохранность материала конструкции.
Соединение всех дымовых элементов таким образом, чтобы верхний элемент дымохода входил внутрь нижнего, другими словами, «по конденсату» в сочетании с гладкостью стенок дымохода, обеспечит беспрепятственное стекание образовавшегося конденсата в конденсатоотводчик основы дымовой трубы, которым снабжено заявляемое устройство, откуда тот удаляется.
С целью снижения концентрации конденсата дымоход снабжен коническим окончанием и зонтом для защиты канала дымохода от попадания в него атмосферной влаги, затекающей в дымоход во время дождя или снегопада.
При недостаточной скорости движения дымовых газов по дымоходу повышается риск перехода паров в воду с образованием конденсата. При высокой скорости (тяге) пары просто вылетают из трубы, не успевая сгуститься и трансформироваться в жидкость. Для обеспечения нужной тяги дымоход снабжен тройником 90° с отводом для подвода воздуха в дымоход, а также трубой с ревизией для очистки канала от сажи, необходимой для поддержания исходного диаметра сечения трубы.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен дымоход, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сбоку.
Дымоход включает дымовые элементы, смонтированные в виде преимущественно вертикального канала и выполненные с возможностью крепления к стене здания. Дымовые элементы смонтированы в единую конструкцию по высоте здания в определенной последовательности таким образом, чтобы верхний элемент дымохода входил внутрь нижнего. Внизу дымохода устанавливают основу 1 дымовой трубы с конденсатоотводчиком. Далее устанавливают трубу 2 с ревизией, а потом тройник 90° 3 с отводом для подвода воздуха в дымоход. Далее дымоход собирается из труб 4 с минеральной теплоизоляцией и тройников 87° 5 с отводом раструб для подключения теплогенератора 6. Количество тройников 87° 5 с отводом раструб зависит от количества теплогенераторов 6, которые необходимо подключить к дымоходу. В головной части дымохода устанавливаются коническое окончание 7 и зонт 8. Все дымовые элементы выполнены из кислостойкой нержавеющей стали.
Сборку дымохода производят методом соединения дымовых элементов между собой. Для этого каждый дымовой элемент выполнен с раструбным окончанием таким образом, чтобы верхний элемент дымохода входил внутрь нижнего, т.е. «по конденсату». Для обеспечения плотности и надежности соединения при сборке используют жаростойкий герметик, который в процессе эксплуатации затвердевает и дымоход становиться единой конструкцией. Монтаж дымохода производят путем крепления к стене здания с помощью настенных хомутов 9, которые выполнены регулируемыми, и монтажных площадок 10 с консолями.
Минеральная теплоизоляция, например, минеральная вата, предохраняет дымоход от быстрого остывания и сохраняет тепло, вследствие чего обеспечивается хорошая скорость выброса продуктов сгорания и более эффективной работа теплогенератора. Толщина минеральной теплоизоляции - 25, 50 или 100 мм. Минеральная теплоизоляция предохраняет дымоход от быстрого остывания и сохраняет тепло, вследствие чего обеспечивается хорошая скорость выброса продуктов сгорания и более эффективная работа теплогенератора 6.
При использовании дымохода в качестве вставки в уже существующий традиционный дымовой канал здания применяют трубы 4, выполненные одностенными. В этом случае минеральную теплоизоляцию монтируют на внешнюю поверхность труб 4 с помощью проволоки, или с помощью армированной оцинкованной сетки, или с помощью хомутов. Перед монтажом дымохода в существующем дымовом канале здания удаляют оторванные фрагменты кирпичной кладки и выступающий строительный раствор, а также излишки оставшихся в нем продуктов сгорания. С целью обеспечения ввода длинномерных и профильных дымовых элементов дымохода выполняют соответствующие отверстия в нижней части дымового канала здания, в месте подключения к теплогенератору, а также в местах монтажа дополнительных контрольных профилей, всевозможных изгибов и непроходимых мест дымового канала здания. Дымовые элементы монтируют вставным методом по центру дымового канала здания сверху или, при наличии такой возможности, снизу.
При использовании дымохода в качестве самостоятельной конструкции применяют трубы 4, выполненные двустенными с минеральной теплоизоляцией между стенками.
Для обеспечения подачи воздуха в теплогенератор с целью поддержания процесса горения топлива трубы 4 выполняют в виде коаксиальных труб. В этом случае дымоход дополнительно снабжают верхней турбонасадкой (на чертежах условно не показано) и нижней турбонасадкой (на чертежах условно не показано) для забора воздуха из внешней среды.
Предпочтительно в качестве кислотостойкой нержавеющей стали применять сталь марки 1.4404, или сталь марки 1.4301, или сталь марки 1.4541, или сталь марки 1.4878 толщиной 0.5-1 мм. Эти параметры выбирают в зависимости от расчетного диаметра дымохода, находящегося в диапазоне 80 мм-1000 мм, и вида топлива.
Принцип работы дымохода.
В результате работы теплогенератора 6 выделяются дымовые газы, которые через тройник 87° 5 с отводом раструб попадают в дымоход, устремляются вверх, нагревая при этом стенки дымовых элементов, в частности труб 4. Благодаря выбору материала дымовых элементов и обусловленной таким выбором минимальной толщине стенок дымохода, нагрев стенок дымовых элементов происходит с высокой скоростью, моментально проходя температуру точки росы и превышая ее в несколько раз. При таком нагреве дымовые газы не успевают выделить конденсат. Минеральная теплоизоляция труб 4 препятствует их контакту с внешней средой и охлаждению уже нагретых труб 4, что позволяет поддерживать достаточно высокую температуру в дымоходе и предотвращает охлаждение дымовых газов до точки росы на всем пути их следования по дымоходу. При этом конденсат не успевает выделяться из дымовых газов или выделяется в минимальных концентрациях, оседая на стенках труб 4.
Гладкость внутренней поверхности стенок дымохода, в том числе труб 4, также обусловленная выбором заявленного материала, позволяет конденсату, не оставляя отложений на стенках дымохода, беспрепятственно скатываться по ним в основу 1 дымовой трубы с конденсатоотводчиком, откуда влага удаляется при обслуживании дымохода. Соединение всех дымовых элементов таким образом, чтобы верхний элемент дымохода входил внутрь нижнего, другими словами, «по конденсату», позволяет скатывающейся влаге не скапливаться в стыках дымовых элементов. Отсутствие на стенках дымохода отложений в виде смол и сажи, присутствующих в конденсате, позволяет поддерживать исходную тягу в дымоходе и обеспечивать беспрепятственное прохождение дымовых газов по каналу, не снижая скорости их вылета, что также исключает образование конденсата. Для улучшения тяги периодически производят чистку дымохода и устранение заторов на пути движения дымовых газов, для чего дымоход снабжен трубой 2 с ревизией. При хорошей тяге водяные пары не задерживаются в трубе, вылетая наружу с дымовыми газами. Для обеспечения нужной тяги дымоход снабжен тройником 90° с отводом для подвода воздуха в дымоход из внешней среды, при этом происходит выравнивание давления.
Коническое окончание 7 и зонт 8 защищают внутреннее пространство дымохода от попадания в него сверху атмосферной влаги, затекающей в дымоход во время дождя или снегопада.
В варианте выполнения устройства, где трубы 4 выполняют в виде коаксиальных труб, то есть труб, выполненных по принципу труба в трубе, дымовые газы транспортируются по внутренней трубе так, как это описано выше, а по внешнему кольцеобразному каналу, образованному стенками двух труб, в теплогенератор 6 подается с улицы воздух, необходимый для горения топлива. Он нагревается от внутренней трубы, по которой транспортируются дымовые газы в обратном направлении.
Заявленный дымоход можно применять как при строительстве новых зданий, так и при реконструкции построенных ранее жилых многоквартирных зданий и встроенных в них помещений общественного назначения, отапливаемых с применением теплогенераторов.