УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК И НАЛЕДИ

Полезная модель относится к устройствам удаления сосулек и наледи на краях крыш зданий и строительных конструкций.
Образование сосулек, происходящее во время оттепелей, представляет большую опасность в первую очередь для людей, а также для транспортных средств, малоэтажных строений и других объектов. Вес сосулек и наледи на свесах крыш может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов. Сосульки могут ломаться и падать вниз, повреждая все, что встречается им на пути.
Существуют следующие основные направления борьбы с сосульками и наледью:
- предотвращение образования сосулек и наледи путем конструктивной доработки крыш, водостоков и чердачных помещений, применения специальных материалов и покрытий;
- удаление сосулек и наледи механическим способом или с использованием тепловой энергии.
Известно устройство для обогревания свесов кровли, содержащее контур из трубопроводов с теплоносителем, устройство обогрева теплоносителя, подключенное к системе центрального отопления, см. а.с. СССР №30417. Недостатком этого устройства является значительная стоимость нагрева теплоносителя - воды из системы центрального отопления - для растапливания наледей на свесах кровли.
Известно устройство для удаления сосулек с крыш, содержащее установленный вдоль карнизов контур из трубопроводов с теплоносителем внутри них в виде электронагревателя от источника электроэнергии, см. патент Японии №4-2150. Недостатками этого устройства являются недостаточная надежность безаварийного функционирования электронагревательного элемента и значительная стоимость потребляемой электроэнергии.
Известно устройство для растапливания снега на крыше дома, содержащее контур из трубопроводов с по крайней мере одним подводящим и одним отводящим трубопроводами с теплоносителем, устройство обогрева теплоносителя в виде бойлера, соединенного с источником нагрева, расширительную емкость, связанную с контуром, циркуляционный насос, устройство управления, см. патент Японии №2840576. Недостатком этого технического решения является использование водяного теплоносителя из бойлерной емкости, который подвержен замерзанию как при низких атмосферных температурах, так и при выходе из строя отопительной системы бойлера.
Известно устройство для удаления снега и льда с карнизного свеса крыши, содержащее закрепленный на наружной кромке кровли замкнутый в поперечном сечении элемент, выполненный в виде листа мягкого металла с расположенным на нем нагревателем, покрытым изоляционным слоем, нагреватель снабжен токоотводами для подсоединения к источнику питания, см. патент РФ №23634.
Недостатками этого устройства являются повышенная опасность из-за применения источника электроэнергии, невысокая эксплуатационная надежность и значительные эксплуатационные затраты при растапливании льда и снега.
Известно устройство для предотвращения обледенения кромки крыши и образования сосулек, содержащее нагреватель кровли, выполненный в виде тепловых труб, зоны испарения которых расположены в вентиляционном канале, а зоны конденсации закрепляются под водостоками и желобами крыши, см. патент РФ №2237220. Недостатком известного устройства является большое аэродинамическое сопротивление пучка зон испарения тепловых труб установленных в вентиляционном канале.
В результате изучения механизма образования льда на скатных крышах выяснено, что снег на крышах тает даже в самую холодную погоду из-за тепла, проникающего с чердачного помещения, и от солнечной радиации. Талая вода стекает к краю крыши (свесу), где, контактируя с холодной поверхностью, обдуваемой воздухом, замерзает и образует ледяную кайму. Здесь лед постепенно накапливается, образуя наледь, из которой начинают вырастать сосульки. Специалисты Государственного океанографического института Росгидромета (ГОИН) отмечают, что в настоящее время предлагаемые способы борьбы с обледенением сводятся либо к постоянному нагреву крыши, либо к использованию специальных методов удаления сосулек и наледи. Однако эти методы предусматривают конструктивную доработку крыш, что требует больших финансовых затрат и большого количества времени на переоборудование крыш в мегаполисах.
Другими способами борьбы с сосульками являются физические способы их удаления со свесов крыш. Например, в Финляндии существуют несколько способов удаления сосулек, начиная от применения скайлифтов, на которых работник поднимается и сбивает лед с крыш в корзину, до срезания сосулек при помощи ультразвука или отпиливания горячим металлом.
В Российской Федерации основной способ борьбы с сосульками - сбивание их с помощью шанцевого инструмента. Этот наиболее распространенный способ чрезвычайно трудоемок, опасен для жизни работников и, как правило, приводит к повреждению кровли. Как правило, работы по удалению сосулек и ледяных образований на свесах кровли проводятся при расположении оператора на крыше здания или другого строительного сооружения с использованием страховочного снаряжения. При этом оператор не имеет возможности видеть непосредственно объекты своей работы, такие как сосульки и ледяные образования, свисающие с краев кровли, что существенно затрудняет проведение работ и увеличивает их трудоемкость.
Задачей полезной модели является создание простого, безопасного, удобного и эффективного устройства, не требующего больших затрат для удаления сосулек и наледи с краев крыш зданий, а также с других строительных сооружений и конструкций.
Актуальность решаемой полезной моделью задачи объясняется большим количеством городских жителей, пострадавших от падения с крыш зданий и строительных конструкций сосулек и наледи, а также большим количеством транспортных средств, подвергшихся деформации в результате падения ледяных образований при наступлении оттепели.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого полезной моделью результата.
Устройство для удаления сосулек и наледи выполнено в виде средства для подачи к месту образования сосулек и наледи на краях крыш зданий и строительных сооружений узконаправленной струи горячего воздуха и включает цепь подачи горячего воздуха из последовательно соединенных компрессора, жесткого воздуховода, гибкого воздуховода и блока нагревателя, блок питания, к первому выходу которого подключена цепь из последовательно соединенных блока защитного отключения и регулятора напряжения, выход которого соединен с входом электропитания блока нагревателя, а вход электропитания компрессора подключен к выходу блока защитного отключения.
Кроме того, заявленное устройство характеризуется рядом факультативных признаков, а именно:
- жесткий воздуховод может быть выполнен в виде трубчатой штанги с рукояткой для оператора на стороне присоединения компрессора и снабжен шарнирным соединением на стороне рабочей части с блоком нагревателя;
- устройство может быть снабжено последовательно соединенными видеокамерой и видеомонитором, входы электропитания которых соединены между собой и подключены ко второму выходу блока питания
- видеомонитор может быть размещен на жестком воздуховоде в области расположения рукоятки со стороны оператора, а видеокамера может быть размещена на блоке нагревателя, причем оптическая ось видеокамеры ориентирована параллельна оси блока нагревателя.
В этом заключается совокупность существенных признаков полезной модели, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленной полезной модели.
За счет реализации отличительных признаков полезной модели достигается технический результат, заключающийся в том, что обеспечивается визуальный контроль для оператора за местами образования и объемом сосулек и наледи на краях крыш зданий и строительных сооружений, и быстрое и эффективное их удаление путем срезания узконаправленной струей горячего воздуха без повреждения кровли и применения иного специального оборудования, например, подъемного оборудования.
Заявленное устройство для удаления сосулек и наледи обеспечивает снижение трудоемкость работ и незначительные, по сравнению с другими известными устройствами, затраты на их проведение.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена структурная схема и конструкция заявленного устройства.
Устройство для удаления сосулек и наледи включает цепь подачи горячего воздуха из последовательно соединенных компрессора 1, жесткий воздуховод 2, гибкий воздуховод 3, блок 4 нагревателя, блок 5 питания, к первому выходу которого подключена цепь из последовательно соединенных блока 6 защитного отключения и регулятора 7 напряжения, выход которого соединен с входом электропитания блока 4 нагревателя, а вход электропитания компрессора 1 подключен к выходу блока 6 защитного отключения, последовательно соединенные видеокамеру 8 и видеомонитор 9, входы электропитания которых соединены между собой и подключены ко второму выходу блока 5 питания.
Устройство работает следующим образом.
ac
При включении блока питания 5, например при запуске бензинового электрогенератора, на его первом выходе вырабатывается напряжение переменного тока, например U=220 В, частоты 50 Гц, которое поступает через блок 6 защитного отключения на компрессор 1, обеспечивая его запуск. Компрессор, например, турбинного типа, всасывает холодный воздух и подает его через жесткий воздуховод 2 и гибкий воздуховод 3 в блок 4 нагревателя. Выходное напряжение блока 6 защитного отключения через регулятор 7 напряжения поступает на вход электропитания блока 4 нагревателя, обеспечивая нагрев сжатого воздуха. Узкая струя горячего воздуха из сопла блока 4 нагревателя при горизонтальном перемещении блока нагревателя обеспечивает, путем местного плавления, срезание ледяных образований на свесах кровли здания, таких, как сосульки или пласты наледи.
peг
Регулятор 7 напряжения питания U блока 4 нагревателя обеспечивает возможность оператору регулировать температуру струи горячего воздуха из сопла блока 4 нагревателя в зависимости от типа и состояния кровли для предотвращения ее повреждения, а также в зависимости от температуры окружающего воздуха. Устройство 7 защитного отключения в цепи питания компрессора 1 и блока нагревателя 4 обеспечивает электробезопасность оператора, выполняющего работу по удалению сосулек и наледи.
dc
Напряжение постоянного тока, например U=12 В, безопасное для оператора, со второго выхода блока 5 питания поступает на входы электропитания видеокамеры 8 и видеомонитора 9, обеспечивая их включение в режим просмотра изображения объектов работы, таких, как сосульки и ледяные образования, свисающие с краев кровли, недоступные для непосредственного обзора. При этом портативная видеокамера 8, например, с углом обзора 120°, передающая видеосигнал изображения на видеоконтрольное устройство 9, например компактный видеомонитор 9 с диагональю 7 дюймов, позволяет оператору оценить весь объем работы и оптимизировать порядок ее выполнения.
Эффективность заявленного устройства состоит в том, что оно значительно снижает трудоемкость работ, обеспечивая визуальный контроль для оператора за местами образования и объемом сосулек и наледи на краях крыш зданий и строительных сооружений, а также быстрое удаление этих ледяных образований путем срезания узконаправленной струей горячего воздуха без повреждения кровли.
Шарнирное соединение блока нагревателя со штангой жесткого воздуховода на рабочей части и гибкий воздуховод обеспечивают возможность углового перемещения блока нагревателя и видеокамеры, что позволяет проводить работы по удалению сосулек и ледяных наростов в труднодоступных местах на свесах кровли.
Для видеоконтроля в составе устройства могут быть использованы недорогая и компактная видеокамера черно-белого изображения матричного типа и соответствующий видеомонитор с диагональю 7-8 дюймов.
Пространственное разнесение компрессора и блока нагревателя за счет длины жесткого воздуховода исключают возможность нагрева рукоятки жесткого воздуховода и потерь тепла в его несущей конструкции, а протяженность штанги жесткого воздуховода позволяет оператору проводить работы по удалению сосулек и наледи на безопасном расстоянии от края крыши здания или другого строительного сооружения.
Компрессор турбовентиляторного типа совместно с регулятором напряжения для электропитания блока нагревателя могут обеспечивать, по аналогии с промышленным феном, регулирование температуры струи горячего воздуха из сопла блока нагревателя от 60 до 250°С. В качестве блока питания в устройстве может быть использован недорогой переносной бензиновый или дизельный электрогенератор мощностью до 1 кВт, обладающий небольшими габаритами и весом, например электрогенератор KIPOR, вырабатывающий напряжение переменного тока 220В и напряжение постоянного тока 12В. Устройство защитного отключения в цепи электропитания компрессора и блока нагревателя, срабатывающее на отключение напряжения 220В при токе утечки, например более 30мА, опасном для человека, обеспечивает электробезопасность оператора.
Заявленное устройство, в связи с наличием в его составе системы видеоконтроля, обеспечивает возможность проведения работ по удалению сосулек и наледи при размещении оператора на крыше здания или другого строительного сооружения и не требует применения специального подъемного оборудования, такого, например, как скайлифт. При этом устройство может быть полностью автономным и мобильным, так как не требует электропитания от внешней питающей электросети.