ДЕФЛЕКТОР ДЛЯ ДЫМОВОЙ ТРУБЫ ИЛИ ВЫХОДНОЙ ТРУБЫ СИСТЕМЫ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
DEFLECTOR FOR STACK OR OUTLET PIPE OF EXHAUST VENTILATION SYSTEM

Техническое решение относится к отоплению и вентиляции, а именно к устройствам для усиления тяги, и может найти применение в бытовых печах для оснащения дымовых труб и в системах вытяжной вентиляции для оснащения выходных воздуховодов (далее выходной трубы).
Известен дефлектор типовой серии 5.904-51; 1.494-32 для систем вентиляции, выпускаемый ООО НЭМЗ «Тайра» (см. приложение) и содержащий зонт для защиты от атмосферных осадков и цилиндрический кожух, закрывающий выход выходной трубы от ветра, при этом зонт и кожух смонтированы на общей оси, прикрепленной к выходу выходной трубы.
Недостатком известного дефлектора является низкая эффективность вытяжки, так как потоки воздуха, хотя и не задувают удаляемый воздух в выходную трубу, но сила их воздействия не используется в процессе удаления, чему препятствует и кожух, охватывающий выход выходной трубы.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является закрывалка «шлем» для защиты дымовой трубы от дождя и снега (Германия), информация о которой приведена в книге М. Орлова «Основы классической ТРИЗ» (Практическое руководство для изобретательного мышления), М., изд. Солон - пресс, 2006 г., с.204. Закрывалка представляет собой коробчатый кожух, который асимметрично закреплен на оси с возможностью поворота и имеет вынесенный хвост, на который воздействует ветер. Ось соединена со средством крепления кожуха к дымовой трубе.
Известное устройство защищает дымовую трубу от задувания в нее дыма, эффективно работая флюгером и зонтом для защиты от атмосферных осадков. Однако устройство малоэффективно как дефлектор, так как практически не обеспечивает принудительной вытяжки дыма.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности работы дефлектора за счет создания условий для эжекции продукта, удаляемого в атмосферу.
Поставленная задача решается тем, что дефлектор для дымовой трубы или выходной трубы системы вытяжной вентиляции, содержащий кожух для защиты указанной трубы от атмосферных осадков с выходным отверстием для удаляемого продукта и средство для крепления кожуха к указанной трубе, причем кожух смонтирован асимметрично с возможностью поворота на оси, связанной с упомянутым средством для его крепления, согласно техническому решению снабжен отводящим оголовком с выходным отверстием для удаляемого продукта, а кожух выполнен в виде согнутой пластины и надвинут на отводящий оголовок, охватывая его так, что между ними образован проход для воздушных потоков. Отводящий оголовок имеет с кожухом жесткую связь, смонтирован на указанной оси кожуха и обращен выходным отверстием для удаляемого продукта внутрь кожуха.
Указанная совокупность признаков обеспечивает образование узкого прохода для воздушных потоков между кожухом и отводящим оголовком, в котором воздушные потоки ускоряются и уплотняются, образуя активную пограничную зону с выходящим из отводящего оголовка удаляемым продуктом, что создает его эжекцию. Учитывая, что кожух служит флюгером, эжекция удаляемого продукта будет происходить при любом направлении воздушных потоков. Принудительная вытяжка повышает эффективность работы дефлектора.
Целесообразно, чтобы отводящий оголовок имел обтекаемую форму, а кожух был согнут в форме арки, при этом форма отводящего оголовка со стороны его выходного отверстия для удаляемого продукта повторяла бы форму арки кожуха.
При таком исполнении уменьшается аэродинамическое сопротивление конструкции, что положительно сказывается на эффективности вытяжки удаляемого продукта.
Целесообразно, чтобы высота Н выходного отверстия для удаляемого продукта у отводящего оголовка отвечала условию
Н≥1,5D,
где D - диаметр указанной трубы цилиндрической формы или длина диагонали поперечного сечения указанной трубы призматической формы.
При соблюдении этого условия достигается значительное уменьшение аэродинамического сопротивления конструкции, активизирующее процесс вытяжки.
Целесообразно, чтобы длина l части кожуха, надвинутой на отводящий оголовок за пределы их жесткой связи, которой соединены стороны отводящего оголовка и кожуха, была выбрана из условия
0,3R≤l≤0,5D,
где R - радиус задней части отводящего оголовка.
Для эффективного захвата и направления воздушных потоков указанная часть кожуха не должна быть короткой, но и не должна быть очень длинной. Указанное отношение обеспечивает интенсивное ускорение и уплотнение воздушных потоков, то есть эффективную вытяжку, при сохранении необходимой парусности кожуха.
Для обеспечения парусности кожуха целесообразно, чтобы длина L остальной части кожуха отвечала условию
L≥51.
Целесообразно также, чтобы при этом ширина b прохода между кожухом и отводящим оголовком отвечала условию
b=0,2-0,25D.
При соблюдении этого условия обеспечивается оптимальное соотношение между количеством поступающего под кожух воздуха и его ускорением в упомянутом проходе.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения дефлектора для дымовой трубы или выходной трубы системы вытяжной вентиляции (далее дефлектор) и фиг.1-5, где показано: на фиг.1 - общий вид дефлектора сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - средство для крепления кожуха к дымовой трубе или выходной трубе в продольном разрезе; фиг.5 - вид В на фиг.4.
Дефлектор содержит кожух 1 (фиг.1) для защиты дымовой трубы или выходной трубы системы вытяжной вентиляции от атмосферных осадков с выходным отверстием 2 для удаляемого продукта, отводящий оголовок 3 с выходным отверстием 4 для удаляемого продукта и средство для крепления кожуха 1 к дымовой трубе / выходной трубе системы вытяжной вентиляции, выполненное, например, в виде патрубка 5 и втулки 6, смонтированной в патрубке 5 с помощью соединителей 7 (фиг.2, 4, 5).
Кожух 1 выполнен в виде пластины, согнутой предпочтительно в форме арки (фиг.2), и смонтирован асимметрично (фиг.1) с возможностью поворота на оси 8, связанной с указанным средством для его крепления к дымовой трубе/выходной трубе системы вытяжной вентиляции. Кожух 1 надвинут на отводящий оголовок 3, охватывая его так, что между ними образован проход 9 для воздушных потоков. Отводящий оголовок 3 имеет с кожухом 1 жесткую связь 10, соединяющую стороны отводящего оголовка 3 и кожуха 1, и жесткую связь 11, соединяющую ось 8 с жесткой связью 10 и задней частью отводящего оголовка 3 (фиг.3). Отводящий оголовок 3 смонтирован на оси 8 кожуха 1 и обращен выходным отверстием 4 для удаляемого продукта внутрь кожуха 1 (фиг.1). Ось 8 и втулка 6 образуют подшипниковую пару.
Отводящий оголовок 3 имеет обтекаемую форму, при этом форма отводящего оголовка 3 со стороны его выходного отверстия 4 для удаляемого продукта повторяет форму арки кожуха 1.
Высоту H выходного отверстия 4 для удаляемого продукта у отводящего оголовка 3 целесообразно выбрать из соотношения
H≥1,5D,
где D - диаметр указанной трубы цилиндрической формы или длина диагонали поперечного сечения указанной трубы призматической формы.
Длина l части 12 кожуха 1, надвинутой на отводящий оголовок 3 за пределы их жесткой связи 10, выбрана из условия
0,3R≤l≤0,5R,
где R - радиус задней части отводящего оголовка 3.
Длина L остальной части кожуха 1 отвечает условию
L≥5l.
Ширина b прохода между кожухом 1 и отводящим оголовком 3 отвечает условию
b=0,2÷0,25D.
Дефлектор работает следующим образом.
Под действием воздушных потоков кожух 1, асимметрично закрепленный на оси 8 (фиг.1), разворачивается по ветру как флюгер, увлекая за собой связанный с ним жесткими связями 10 и 11 отводящий оголовок 3 (фиг.3). Воздушные потоки захватываются частью 12 кожуха, огибают отводящий оголовок 3 и направляются частью 12 кожуха 1 в проход 9 между кожухом 1 и отводящим оголовком 3 (фиг.2). В проходе 9 воздушные потоки ускоряются, и уплотняются, и попадают в активную пограничную зону (фиг.1) с выходящим из выходного отверстия 4 отводящего оголовка 3 удаляемым продуктом (дымовыми газами или выходящим воздухом из системы вытяжной вентиляции). Под действием создаваемой в этой зоне эжекции удаляемый продукт захватывается воздушными потоками и выбрасывается под кожух 1 и с их помощью удаляется в атмосферу через выходное отверстие 2 кожуха 1. Выбранные формы отводящего оголовка 3 и кожуха 1 обеспечивают уменьшение аэродинамического сопротивления конструкции. Этому же способствует выбранное экспериментально соотношение размеров высоты Н выходного отверстия отводящего оголовка 3 и выходного размера дымовой трубы/выходной трубы системы вытяжной вентиляции.
Часть отводящего оголовка 3, выступающая за пределы кожуха 1, так же, как кожух 1, служит для защиты дымовой трубы/выходной трубы от атмосферных осадков.