ДЫМОВАЯ ТРУБА

Данное техническое решение относится к строительству, в частности к конструкциям сборных дымовых труб, выполненных из отдельных секций. Оно характеризуется модульностью исполнения дымовой трубы, имеющей множество взаимозаменяемых отдельных средних секций, нижнюю приемную секцию и верхнюю выходную секцию. Элементы, входящие в состав каждой средней секции трубы, также являются взаимозаменяемыми.
Из зарубежной патентной документации известны дымовые трубы, содержащие соединенные между собой нижнюю и верхнюю секции, средние секции, при этом каждая секция содержит внутреннюю стальную оболочку, установленную в теплоизолирующей оболочке, снаружи которой расположен прямоугольный короб, выполненный из отдельных соединенных между собой панелей (FR 2604204 А1, 12.25.1988. FR 2617526 А1, 01.06.1989. US 4616457, 14.10.1986. WO 2009/015463 А1, 05.02.2009. US 4731967, 22.03.1988). В патенте US 4731967 панели соединены между собой винтами.
Из российской патентной документации известен модуль (варианты) дымовой трубы, выполненной по принципу «труба в трубе» и собираемой (наращиваемой) по раструбной схеме. Модуль содержит наружный металлический ствол и внутреннюю металлическую газоотводящую трубу, зазор между которыми заполнен теплоизоляционным материалом, по меньшей мере две прокладки, плотно закрывающие указанный зазор сверху и снизу, и расположенное снизу модуля опорное приспособление, при этом теплоизоляционный материал является нерасширяющимся при нагревании, наружная боковая поверхность прокладок имеет форму внутренней поверхности наружного ствола, внутренняя боковая поверхность прокладок имеет форму наружной поверхности газоотводящей трубы, высота прокладок составляет 0,01-0,15 высоты газоотводящей трубы, прокладки выполнены из твердого теплоизоляционного материала, коэффициент теплопроводности которого близок к коэффициенту теплопроводности теплоизоляционного материала, наружный металлический ствол выполнен в виде полой детали переменного сечения, а металлическая газоотводящая труба выполнена в виде усеченного конуса, причем они установлены зауженными частями в противоположных направлениях и снабжены ограничителями (RU 2495214 C2, 27.03.2013). Техническое решение, описанное в патенте, имеет аналоги RU 106640 U1, 20.07.2011. RU 91589 U1, 20.02.2010. RU 39353 U1, 27.07.2004. GB 2099972 А, 15.12.1982. DE 3413192 А1, 24.10.1985.
Известна дымовая труба для печи, преимущественно для обогрева банных помещений, содержащая вертикально ориентированный корпус, предпочтительно выполненный из материала на основе сплава железа с углеродом, нижняя входная часть которой соединяется с источником горячих газов, предпочтительно, продуктов сгорания топлива в печи, верхняя выходная - с окружающей атмосферой, причем в нижней части корпуса трубы установлена обечайка с днищем, образующая с корпусом трубы преимущественно кольцевую емкость для парообразующей жидкости, преимущественно, воды, предпочтительно, с ароматизирующими добавками, и теплообменного материала, предпочтительно, камней, при этом верхняя выходная часть указанной емкости закрыта крышкой, преимущественно в виде усеченного конуса, причем между упомянутой крышкой и корпусом трубы выполнен зазор, предпочтительно, кольцевой, при этом над указанной емкостью, в непосредственной близости от нее, коаксиально с корпусом трубы, установлен цилиндрический кожух, преимущественно, цилиндрический, состоящий из, как минимум, двух обечаек, внутренней и наружной, установленных коаксиально с кольцевым радиальным зазором по отношению к корпусу трубы и друг к другу, причем кольцевые радиальные зазоры между корпусом трубы и внутренней обечайкой и между внутренней и наружной обечайками кожуха соединены с внутренней полостью кольцевой емкости для воды через упомянутый кольцевой зазор между крышкой и корпусом трубы, при этом кожух с торцов закрыт профилированными перфорированными днищами. Технический результат: повышение теплоотдачи продуктов сгорания топлива, увеличение времени работы печи при неизменном расходе топлива, возможность получения перегретого пара с регулируемой температурой и влажностью (RU 2490548 C2, 20.09.2012) с аналогами: RU 2250417 С2, 20.04.2005. RU 2005263 С1, 30.12.1993. RU 47494 U1, 27.08.2005. ЕР 2107315 А2, 07.10.2009.
Известен модуль дымовой трубы содержит наружный металлический ствол, внутренний металлический газоотводящий ствол и теплоизоляционный материал между ними. Теплоизоляционный материал с торцов плотно закрыт заглушками. Заглушки выполнены из теплоизоляционного жесткого материала на основе вермикулита. В качестве жесткого теплоизоляционного материала на основе вермикулита использованы изделия теплоизоляционные жесткие вермикулитовые (ИТЖВ). Объем между наружным стволом и газоотводящим стволом заполнен вспученным вермикулитом или базальтовой ватой. Внутренний металлический газоотводящий ствол выполнен из нержавеющей стали, а наружный металлический ствол выполнен из нержавеющей или оцинкованной стали (RU 106640 U1, 20.07.2011).
Известен модуль дымовой трубы, содержит металлический газоотводящий ствол и экран, выполненный из металла, повторяющий контур трубы и имеющий больший по сравнению с газоотводящим стволом диаметр. Газоотводящий ствол жестко соосно соединен с экраном с помощью фиксаторов, экран выполнен перфорированным или из металлической сетки. Зазор между металлическим газоотводящим стволом и экраном может быть заполнен теплоаккумулирующей загрузкой. Газоотводящий ствол и экран выполнены из нержавеющей стали (RU 91589 U1, 20.02.2010).
Известна дымоходная труба включает металлические трубы с внешней и внутренней стороны и футеровочный слой между ними. В качестве футеровочного слоя применена минеральная плита или труба на основе базальтового волокна или комбинация базальтового волокна и материала типа «Supersil», а внутренняя труба выполнена толщиной 0,6-1,0 мм из нержавеющей стали. Материал типа «Supersil» применен толщиной 10,0-12,5 мм, а минеральные плиты или трубы толщиной 50-100 мм, которые между внешней и внутренней трубами образуют обжатый слой толщиной 30-60 мм. Конструкция дымоходной трубы позволяет повысить эксплуатационные качества дымоходных труб, а именно теплоизоляционную стойкость, безопасность в эксплуатации, упрощение монтажа и обслуживания (RU 39353 U1, 27.07.2004).
Известна дымовая труба содержит газоотводящий ствол, снабженный защитным слоем из теплоизоляционного материала. Дымовая труба выполнена из блоков, каждый из которых содержит тело в виде прямоугольного параллелепипеда из полистиролбетона с центральным вертикальным отверстием, в котором установлена - замоноличена керамическая труба с раструбом - муфтой в верхней части, формирующая газоотводящий ствол, и с боковыми отверстиями, симметрично расположенными по периферии, которые при монтаже образуют сквозные вертикальные каналы, заполняемые бетонным раствором с образованием несущего стержневого каркаса. Технический результат: упрощение процесса изготовления дымовой трубы для отвода дымовых газов из отопительных печей (RU 2352743 С1, 20.04.2009) с аналогами: RU 2045709 С1, 10.10.1995. FR 2265949 А1, 24.10.1975. US 4616457 А, 14.10.1986. DE 2521692 А1, 18.11.1976. DE 2440427 А1, 07.10.1976. FR 2339721 А1, 26.08.1977. US 5934035 А, 10.08.1999. DE 2415281 А1, 09.10.1975.
Известен газоотводящий ствол дымовой трубы, состоящий из панелей с обращенными наружу стыковочными боковыми отбортовками, расположенных кольцевыми поясами по его высоте, выполненных из композиционного материала на основе искусственного армирующего волокна и полимерного связующего, и механических средств крепления указанных панелей друг с другом, отличающийся тем, что его панели выполнены недеформируемыми криволинейными или плоскими, каждая панель снабжена дополнительно стыковочными торцевыми отбортовками, обращенными перпендикулярно наружу до смыкания с ее стыковочными боковыми отбортовками, с образованием замкнутой корытообразной конструкции, а механические средства крепления размещены в отверстиях всех ее отбортовок, при этом каждая панель, при необходимости, снабжена, по меньшей мере, одним ребром жесткости, расположенным снаружи или изнутри между ее стыковочными торцевыми отбортовками, выполненным в виде пултрузионного профиля из композиционного материала. Ствол выполнен цилиндрическим из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента цилиндра, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу и ствол выполнен в виде усеченного конуса из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде сегмента усеченного конуса, при этом ее стыковочные боковые отбортовки обращены радиально наружу, или он выполнен в виде правильного многогранника постоянного сечения из недеформируемых плоских панелей постоянной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника, или ствол выполнен в виде правильного многогранника переменного сечения, преимущественно усеченной призмы, из недеформируемых плоских панелей переменной ширины, стыковочные боковые отбортовки каждой из которых обращены в направлении радиуса окружности, вписанной в поперечное сечение многогранника, или ствол выполнен в виде многогранника с числом граней не менее пяти, или он выполнен в виде трубы фасонного постоянного сечения из недеформируемых криволинейных панелей, каждая из которых выполнена в виде арки, а ее стыковочные отбортовки обращены в направлении радиуса трубы, проходящего через точку ее контакта со смежной аркой. Панели ствола в смежных поясах расположены строго друг над другом или со смещением относительно друг друга, или панели скреплены между собой болтовым соединением через герметизирующую прокладку. В качестве искусственного волокна композиционного материала панели и пултрузионного профиля ребра жесткости использовано стеклянное, базальтовое, углеродное или полимерное волокно или их комбинация, а в качестве полимерного связующего использовано связующее на основе полимерных смол, преимущественно эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной, фенольной, полиуретановой или их комбинации. Полимерное связующее упомянутых панели и/или профиля содержит до 40 об. % наполнителя, в качестве которого использованы мел, доломит, микрокальцит, тальк, каолин, микросферы, микрошарики или их комбинация. Полимерное связующее содержит до 40 об. % антипиреновых добавок. Пултрузионный профиль ребра жесткости выполнен сплошным или полым. Поперечное сечение пултрузионного профиля ребра жесткости выполнено прямоугольным, треугольным, трапецеидальным, круглым, кольцевым, в виде сектора овала, эллипса или окружности. На каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса пултрузионный профиль ребра жесткости расположен по диагонали. На соседних панелях одного кольцевого пояса указанные профили расположены по расходящимся диагоналям с образованием из профилей всех панелей зигзагообразного рисунка. На каждой недеформируемой плоской панели, по меньшей мере, одного кольцевого пояса упомянутые профили расположены попарно и расходятся лучами от крайней точки панели на ее вертикальной оси в ее противолежащие углы. Упомянутый профиль снаружи закрыт, по меньшей мере, одним слоем ткани, мата или холста, скрепленным с панелью связующим. Панель и пултрузионный профиль ребра жесткости, закрепленный на ней, выполнены из композиционного материала на основе одинаковых искусственных волокон и полимерных связующих. Панель и пултрузионный профиль ребра жесткости, закрепленный на ней, выполнены из композиционного материала на основе различных искусственных армирующих волокон и/или различных полимерных связующих. Пултрузионный профиль ребра жесткости имеет наружное и/или внутреннее защитное покрытие. Ствол выполнен с наружным и/или внутренним лакокрасочным покрытием. Ствол выполнен с наружным и/или внутренним теплоизоляционным покрытием, преимущественно на основе минерального, базальтового или стеклянного волокна или их комбинации или пеноматериалов. Ствол выполнен с огнезащитным покрытием (RU 2007105859 А, 27.08.2008).
Известна дымовая труба, содержащая наружную трубу и внутренний составной металлический газоотводящий ствол, секции которого выполнены с возможностью вхождения и размещения друг в друге по принципу "матрешки" и подвешены относительно друг друга и относительно верхней части наружной трубы, отличающаяся тем, что внутренний газоотводящий ствол содержит, по крайней мере, один дополнительный комплект секций, при этом все комплекты расположены последовательно по высоте трубы, а для подвешивания верхних секций дополнительных комплектов на внутренней поверхности наружной трубы предусмотрены опорные элементы. Секции выполнены цилиндрическими. Смежные секции частично перекрывают друг друга и жестко связаны между собой. Смежные секции соседних комплектов в зоне перекрытия соединены между собой посредством болтового соединения и дополнительно содержат отгибаемые в сторону наружной секции нащельники, выполненные в виде полоски из металлической ленты с пазами для установки на стержень болта под гайки, при этом между наружной секцией и нащельником нанесен слой герметика (RU 99103067 А, 27.11.2000).
Известна дымовая труба, содержащая наружную оболочку и внутренний металлический газоотводящий ствол, состоящий из связанных друг с другом секций, выполненных с возможностью вхождения каждой верхней секции в смежную нижележащую, при этом наружный диаметр нижнего конца каждой секции больше внутреннего диаметра верхнего конца нижележащей секции, отличающаяся тем, что все секции выполнены с возможностью свободного вхождения и размещения друг в друге, нижний конец каждой секции выполнен расширенным в виде заплечиков, а верхний конец - суженным, причем весь ствол является подвешенным относительно верхнего конца наружной оболочки (RU 96111433 А 10.03.1998).
Известен модуль дымовой трубы, содержащий цилиндрический металлический газоотводящий ствол и цилиндрический экран из металлической решетки, диаметр экрана больше диаметра газоотводящего ствола, экран и газоотводящий ствол установлены соосно посредством первого фиксатора, расположенного в области торца металлического экрана, отличающийся тем, что дополнительно содержит первую обечайку, охватывающую снаружи цилиндр металлической решетки и расположенную напротив первого фиксатора. Модуль дополнительно содержит вторую обечайку, охватывающую снаружи цилиндр металлической решетки на торце цилиндрического экрана, противоположном торцу, на котором расположена первая обечайка. Первый фиксатор выполнен в форме кольца из нержавеющей стали, внутренний диаметр кольца больше внешнего диаметра газоотводящего ствола, внешний диаметр кольца меньше внутреннего диаметра цилиндрического экрана из металлической решетки. Газоотводящий ствол, обечайка и экран выполнены из нержавеющей стали. Экран из металлической решетки выполнен из перфорированного листа или в виде сетки из металлической проволоки. Модуль дополнительно содержит второй фиксатор в виде металлических прутков, расположенный между второй обечайкой и газоотводящим стволом. Металлические прутки второго фиксатора имеют прямоугольное сечение (RU 129542 U1, 27.06.2013).
Известен другой модуль дымовой трубы, содержащий наружную и внутреннюю газоотводящие трубы, расположенные коаксиально с образованием кольцевого зазора, заполненного термостойким материалом, отличающийся тем, что внутренняя газоотводящая труба выполнена из керамического термостойкого материала с внутренним диаметром 100÷250 мм и толщиной стенки 3÷12 мм, при этом ширина зазора между наружной и внутренней трубами составляет, по меньшей мере, 30 мм. Наружная труба выполнена из коррозионно-стойкой стали. Внутренняя газоотводящая труба выполнена переменного сечения. В качестве теплоизоляционного материала использован термостойкий гранулированный или волокнистый материал (RU 125608 U1, 10.03.2013).
Известен также модуль дымовой трубы, имеющий конструкцию типа «труба в трубе», содержащий наружный металлический ствол и внутреннюю металлическую газоотводящую трубу, зазор между которыми заполнен теплоизоляционным материалом, по меньшей мере две прокладки, плотно закрывающие указанный зазор сверху и снизу, и расположенное снизу модуля опорное приспособление, отличающийся тем, что теплоизоляционный материал является нерасширяющимся при нагревании, наружная боковая поверхность прокладок имеет форму внутренней поверхности наружного ствола, внутренняя боковая поверхность прокладок имеет форму наружной поверхности газоотводящей трубы, высота прокладок составляет 0,01-0,15 высоты газоотводящей трубы, прокладки выполнены из твердого теплоизоляционного материала, коэффициент теплопроводности которого близок к коэффициенту теплопроводности теплоизоляционного материала, наружный металлический ствол выполнен в виде полой детали переменного сечения, а металлическая газоотводящая труба выполнена в виде усеченного конуса, причем они установлены зауженными частями в противоположных направлениях и снабжены ограничителями (RU 113289 U1, 10.02.2011).
Известна дымоходная труба, содержащая наружный металлический ствол, внутренний металлический газоотводящий ствол, который выполнен из нержавеющей стали, и теплоизоляционный материал, отличающаяся тем, что в качестве теплоизоляционного материала используется вспученный перлит. Стыковые швы внутренней трубы выполнены сваркой в стык в защитной газовой аргоновой среде (RU 111180 U1, 10.12.2011).
Известен также модуль дымовой трубы, содержащий наружный металлический ствол, внутренний металлический газоотводящий ствол и теплоизоляционный материал между ними, который с торцов плотно закрыт заглушками, отличающийся тем, что заглушки выполнены из теплоизоляционного жесткого материала на основе вермикулита. В качестве жесткого теплоизоляционного материала на основе вермикулита использованы теплоизоляционные жесткие вермикулитовые элементы. Объем между наружным стволом и газоотводящим стволом заполнен вспученным вермикулитом. Объем между наружным стволом и газоотводящим стволом заполнен базальтовой ватой. Внутренний металлический газоотводящий ствол выполнен из нержавеющей стали. Наружный металлический ствол выполнен из нержавеющей или оцинкованной стали (RU 106640 U1, 20.07.2011).
Известен модуль дымовой трубы, содержащий наружный металлический ствол, внутренний металлический газоотводящий ствол и теплоизоляционный материал, отличающийся тем, что модуль с двух концов плотно закрыт заглушками, а в качестве теплоизоляционного материала используется вспученный вермикулит (RU 75412 U1, 10.08.2008).
Известна дымовая труба, включающая несущий ствол и металлические газоотводящие стволы внутри него, разделенные воздушным зазором, отличающаяся тем, что несущий ствол в виде металлической трубы имеет примыкающий к ее внутренней поверхности слой термостойкого негорючего теплоизолирующего материала, а газоотводящие стволы выполнены из тонколистовой нержавеющей стали и закреплены в несущем стволе через теплоизолирующие элементы. Несущий ствол содержит поперечные, расположенные на некотором расстоянии друг от друга усиливающие элементы, на которых через теплоизолирующие элементы прикреплены газоотводящие стволы. Поперечные усиливающие элементы выполнены из швеллера. Газоотводящие стволы состоят из нескольких секций, верхний конец каждой из которых жестко закреплен на соответствующем поперечном усиливающем элементе, а нижний конец свободно входит в верхний конец последующей секции, образуя сплошную трубу, каждая секция которой способна свободно вертикально перемещаться под действием тепловых расширений. Несущий ствол выполнен в виде наружной сплошной металлической трубы и внутренней трубы из металлической сетки, между которыми расположен слой из термостойкого негорючего теплоизолирующего материала. Теплоизолирующим материалом является материал на основе базальтового волокна в форме матов (RU 60111 U1, 10.01.2007).
Известен ствол дымовой трубы, включающий наружную и внутреннюю оболочки, разделенные воздушным зазором, к которому присоединено устройство подачи атмосферного воздуха, отличающийся тем, что устройство подачи атмосферного воздуха выполнено в виде проемов в наружной оболочке, снабженных обратными клапанами, ориентированными на подачу воздуха в зазор. Между наружной и внутренней оболочками расположена концентрическая силовая оболочка с теплоизоляционным слоем, сопряженная с воздушным зазором с одной стороны и с внутренней оболочкой с другой стороны. Воздушный зазор содержит плитный утеплитель, дискретно расположенный по поверхности концентрической силовой оболочки и скрепленный с ней и наружной оболочкой. Наружная оболочка выполнена в виде защитного кожуха, например металлического. Наружная оболочка выполнена силовой, например железобетонной (RU 55403 U1, 10.08.2006).
Известна дымовая труба, содержащая несущий ствол с футеровкой газоотводящего канала, отличающаяся тем, что несущий ствол имеет трехслойную конструкцию стенки, состоящую из трех скрепленных между собой несущих стволов, из которых внешний конструктивно-технологический ствол выполнен из набора состыкованных цилиндрических тонкостенных оболочек, скрепленных друг с другом, по крайней мере, с внутренней стороны кольцевыми цилиндрическими муфтами, замурованными в срединный несущий ствол, внутренний конструктивно-технологический ствол выполнен из набора состыкованных цилиндрических тонкостенных оболочек из коррозионностойкого жаропрочного конструкционного материала, скрепленных друг с другом цилиндрическими кольцевыми муфтами с внешней стороны, замурованными в срединный несущий ствол, а срединный несущий ствол выполнен из негорючего теплостойкого жесткого прочного при сжатии материала, способного перерабатываться в изделия литьевыми методами при нормальной температуре (RU 2002114923 А, 27.02.2004).
Из известных дымовых труб близкой к представленной в данном описании дымовой трубе является дымовая труба, содержащая нижнюю секцию, верхнюю секцию, по меньшей мере одну среднюю секцию, при этом секции соединены между собой, каждая секция содержит внутреннюю металлическую круглую в поперечном сечении оболочку, которая охвачена по периметру термоустойчивой теплоизолирующей оболочкой, при этом дымовая труба содержит наружный кожух, имеющий в поперечном сечении прямоугольную форму, кожух выполнен из соединенных между собой панелей (RU 2002114923 А, 27.02.2004).
Данная известная конструкция дымовой трубы не в полной мере отвечает требованиям надежности, герметичности и безопасности, при этом конструкция трубы предопределяет такую массу секций трубы, которая усложняет монтаж трубы, повышает его трудоемкость, масса секций трубы ограничивает возможности крепления секций на перекрытиях и стенах строительных сооружений. В известной трубе отсутствуют средства, исключающие перегрев трубы, что не исключает ее возможный чрезмерный нагрев после теплового пробоя теплоизоляции и выгорание. Это снижает надежность трубы.
Из известных дымовых труб наиболее близким техническим решением к представленному в данном описании техническому решению является дымовая труба, содержащая нижнюю и верхнюю секции, по меньшей мере, одну среднюю секцию и одну рядовую среднюю секцию, секции соединены между собой, причем нижняя секция имеет входной патрубок, верхняя секция имеет выходной патрубок с надетыми на нем фартуком и грибком, каждая секция содержит внутреннюю металлическую круглую в поперечном сечении оболочку, установленную в твердой теплоизолирующей оболочке из легкого материала, которая расположена в кожухе, имеющем в поперечном сечении предпочтительно прямоугольную форму, при этом между теплоизолирующими оболочками каждой секции и кожухом образованы воздушные каналы, расположенные в угловых зонах кожуха, последний образован соединенными по периметру трубы панелями, каждая из которых выполнена из силикат-кальция., при этом верхний торец каждой панели имеет прямоугольное ступенчатое углубление, расположенное с внутренней стороны кожуха, а нижний торец каждой панели имеет прямоугольное ступенчатое углубление, расположенное с наружной стороны кожуха, указанные углубления зеркально расположены по отношению друг к другу и их размеры выбраны с возможностью плотного вхождения углублений панелей одной секции в углубления панелей смежной секции при монтаже трубы, боковые стороны панелей соединены между собой клеем, а торцы панелей одной секции соединены с торцами смежных с ними секций трубы, в панелях средних секций трубы выполнены воздуховыпускные отверстия, сообщенные с воздушными каналами, расположенными в угловых зонах кожуха трубы (RU 145321 U1, 11.08.2014 - прототип).
В опытных образцах конструкции дымовой трубы по патенту RU 145321 U1 использовался кожух, собранный на производстве из отдельных панелей Silka. В зависимости от толщины панели вес секции дымовой трубы составлял 12-18 кг. При этом в секциях использовались одноконтурные трубы из нержавеющей стали, образующие внутреннюю оболочку, а при изготовлении термоизолирующей оболочки использовалась вата Rockwool с использованием в ней органического связующего. Как показали эксплуатационные испытания данной дымовой трубы, большой вес отдельных секций кожуха приводил к неудобству сборки дымовой трубы и большим трудозатратам при ее монтаже, при этом была установлена недостаточная жесткость конструкции дымовой трубы и недостаточное термическое сопротивление термоизолирующей оболочки, выполненной с использованием органических связующих. Органические связующие секций в процессе эксплуатации дымовой трубы выгорали. В итоге дымовая труба не отвечала повышенным требованиям ее безопасности и надежности.
Техническим результатом дымовой трубы является повышение ее надежности и безопасности.
Технический результат получен дымовой трубой, содержащей нижнюю и верхнюю секции, по меньшей мере, одну среднюю секцию и одну рядовую среднюю секцию, секции соединены между собой, причем нижняя секция имеет входной патрубок, верхняя секция имеет выходной патрубок, каждая секция содержит внутреннюю металлическую круглую в поперечном сечении оболочку, установленную в твердой теплоизолирующей оболочке из легкого материала, которая расположена в кожухе, имеющем в поперечном сечении предпочтительно прямоугольную форму, при этом между теплоизолирующими оболочками каждой секции и кожухом образованы воздушные каналы, расположенные в угловых зонах кожуха, последний образован соединенными по периметру трубы панелями, причем каждая секция трубы оснащена ложементами и взаимодействующей с ними внешней оболочкой, в которой расположена теплоизолирующая оболочка, причем ложементы расположены в воздушных каналах в угловых зонах кожуха. Каждый ложемент выполнен из негорючего теплоизолирующего материала. Каждый ложемент зажат между поверхностью внешней оболочки 7 дымовой трубы и внутренними поверхностями панелей так, что в этом положении обеспечена неподвижная связь между внешней оболочкой и внутренней поверхностью.
На фиг. 1 показана средняя рядовая секция дымовой трубы на виде спереди;
На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;
На фиг. 3 - средняя рядовая секция в пространственном изображении на виде сверху с разрезом панелей короба по его оси;
На фиг. 4 - средняя рядовая секция в пространственном изображении;
На фиг. 5 показана средняя секция трубы на виде спереди в продольном разрезе;
На фиг. 6 - средняя секция трубы в пространственном изображении на виде сверху;
На фиг. 7 - средняя секция в пространственном изображении с разрезом панелей короба по его оси;
На фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 5;
На фиг. 9 показана нижняя опорная секция трубы в пространственном изображении на виде сверху;
На фиг. 10 - нижняя опорная секция трубы в пространственном изображении на виде снизу;
На фиг. 11 - нижняя секция трубы на виде спереди в продольном разрезе;
На фиг. 12 - разрез В-В на фиг. 11;
На фиг. 13 показана верхняя секция трубы в пространственном изображении на виде сверху;
На фиг. 14 - верхняя секция трубы на виде спереди в продольном разрезе;
На фиг. 15 - верхняя секция трубы в пространственном изображении, внешний короб снят;
На фиг. 16 - разрез Г-Г на фиг. 14;
На фиг. 17 - дымовая труба в сборе с грибком (подвесной вариант трубы);
На фиг. 18 - дымовая труба в сборе в пространственном изображении, грибок не показан;
На фиг. 19 - один из вариантов нижней секции с элементами ее крепления к перекрытию дома;
На фиг. 20 - вариант нижней секции с элементами ее крепления к перекрытию дома в продольном разрезе;
На фиг. 21 - вид Д на фиг. 19;
На фиг. 22 - вариант нижней секции с элементами ее крепления к полу дома;
На фиг. 23 - вариант нижней секции с элементами ее крепления к полу дома в продольном разрезе;
На фиг. 24 - разрез Е-Е на фиг. 23;
На фиг. 25 - секция подсоединения патрубка печи к напольной секции дымохода в пространственном изображении;
На фиг. 26 - секция подсоединения патрубка печи к напольной секции дымохода в продольном разрезе;
На фиг. 27 - разрез И-И на фиг. 26;
На фиг. 28 - дымовая труба (секция кожуха дымовой трубы);
На фиг. 29 - дымовая труба в сборе, вид спереди;
На фиг. 30 - дымовая труба в сборе в пространственном изображении.
Дымовая труба (фиг. 17) содержит нижнюю опорную секцию 1, верхнюю секцию 2, по меньшей мере, одну рядовую среднюю секцию 3 и, по меньшей мере, одну среднюю секцию 4. Секции установлены одна на другой так, что в направлении снизу вверх труба имеет предыдущую и последующую секции, которые состыкованы и герметично соединены между собой.
Каждая секция содержит внутреннюю металлическую круглую в поперечном сечении оболочку 5 (фиг. 1), выполненную преимущественно из нержавеющей стали, и круглую в поперечном сечении жесткую теплоизолирующую оболочку 6 (фиг. 2), охватывающую металлическую оболочку 5. Теплоизолирующая оболочка 6 выполнена твердой, из легкого термоустойчивого материала, при этом оболочка 5 установлена в оболочке 6 без зазоров между ними, а оболочка 6 установлена в наружной трубчатой металлической оболочке 7.
Каждая секция имеет кожух, имеющий в поперечном сечении предпочтительно прямоугольную форму, при этом кожух образован соединенными по периметру трубы панелями 8, каждая из которых выполнена из силикат-кальция. Каждая панель 8 имеет внутреннюю поверхность 9, контактирующую с наружной внешней оболочкой 7 трубы.
Верхний торец каждой панели (фиг. 3) имеет прямоугольное ступенчатое углубление 10 («четверть»). Углубление 10 расположено с внутренней стороны кожуха. Нижний торец 11 (фиг. 15) каждой панели также имеет прямоугольное ступенчатое углубление 10 («четверть»), расположенное с наружной стороны кожуха. Углубления 10 зеркально расположены по отношению друг к другу и их размеры выбраны с возможностью плотного вхождения углублений панелей одной секции «четверти» этой панели в углубления панелей смежной секции «четверти» смежной секции при их соединении. Каждая панель 8 имеет боковые стороны (фиг. 13), которые соединены клеем или саморезами с боковыми сторонами смежных панелей. Клеем соединены торцы 11 каждой панели 8 одной секции дымовой трубы с торцами смежных с ними панелей 8 других секций дымовой трубы. Между внутренними поверхностями панелей 8 и поверхностью теплоизолирующей оболочки 6 установлены ложементы 12, контактирующие с внутренними поверхностями панелей 8 теплоизолирующей оболочки в поджатом к ним состоянии. Каждая пара смежных секций, выполненная из оболочек 5-7, соединена между собой путем охвата конца одной секции концом другой секции и в местах их соединения концы смежных секций стянуты стальными хомутами 13 (фиг. 7).
Между внутренней поверхностью 9 кожуха (фиг. 3) и наружной поверхностью внешней оболочки 7 трубы образованы сообщенные между собой воздушные вентилируемые каналы 14. Эти каналы предназначены для охлаждения теплоизолирующей оболочки 6 и внешней оболочки 7 с наружной стороны. Каналы 14 сообщены с воздухозаборным патрубком 15 (фиг. 7), расположенным в нижней части трубы. В панелях секций трубы выполнены воздуховыпускные отверстия 16 (фиг. 13) для выхода нагретого воздуха наружу.
Нижняя секция 1 трубы имеет входной патрубок 17 (фиг. 10), верхняя секция 2 трубы имеет выходной патрубок 18 (фиг. 13) с надетыми на нем фартуком 19. Дымовая труба имеет внешний короб 20, устанавливаемый на кровле дома. Нижняя секция 1 и верхняя секция 2 (фиг. 17) имеют крышки 21 и 22, соответственно, при этом нижняя секция имеет кронштейны 23 для крепления трубы к стене строения. Кронштейнов может быть несколько, в зависимости от высоты трубы и ее конфигурации. В случаях, если труба имеет большую высоту или сложную конфигурацию, кронштейнами 23 оснащаются другие секции трубы.
Верхняя секция дымовой трубы имеет металлокаркас 24 внешнего кожуха (фиг. 17) для крепления трубы к кровле. Для установки дымовой трубы на полу дома дымовая труба имеет опору 25, закрепленную на нижней секции дымовой трубы (фиг. 22). Для соединения с трубой печи или камина (не показана), которая расположена под наклонным углом к оси дымовой трубы, имеется наклонный патрубок 26 (фиг. 25), входящий в конструкцию дополнительной нижней секции 27 дымовой трубы. Для соединения с трубой печи или камина (не показана), которая расположена под прямым углом к оси дымовой трубы, имеется патрубок 28 (фиг. 22), входящий в конструкцию другой дополнительной нижней секции 29 дымовой трубы. Для прохода дымовой трубы через сгораемое перекрытие используются дополнительные силикатные плиты 30 (фиг. 19) в качестве дополнительной теплоизоляции. Плиты 30 охватывают собой панели 8 и герметично соединены с ними.
В нерабочем положении секций дымовой трубы патрубки 26 и 28 закрыты заглушками 31 (фиг. 22 и 25), также заглушкой 31 закрыт прочистной патрубок 32 (фиг. 22), расположенный в нижней части нижней секции дымовой трубы. Сверху дымовая труба закрыта зонтом 33 (фиг 29), закрывающим выходной торец дымовой трубы от осадков.
Таким образом, в случае присоединения трубы печи или камина к дымовой трубе под прямым или наклонным углами используют дополнительные секции 27 или 29 (фиг. 22, 25), которые расположены под нижней секцией 1 и пристыкованы к ней (при напольном варианте дымовой трубы). Позицией 34 (фиг. 17) показана вентиляционная решетка, которая закрывает воздухозаборный патрубок 15.
Все секции дымовой трубы в местах их соединения по высоте дымовой трубы стянуты стальными хомутами 35 (фиг. 17), напротив которых расположены ложементы 12 (фиг. 3, 22) так, что ложементы оказываются зажатыми между поверхностью наружной оболочки 7 дымовой трубы и внутренними поверхностями 9 панелей 8. Это обеспечивает жесткую связь между наружной оболочкой 7 и панелями 8 при сжатии мест соединения секций хомутами 35, каждый из которых оснащен стяжками (не показаны). При этом ложементы исключают повреждение указанных поверхностей благодаря конструкции ложементов, их расположению с противоположных четырех сторон от внешней оболочки 7 и благодаря выбору теплостойкого материала, из которого выполнены эти ложементы. Каждый хомут 35 имеет на виде сверху прямоугольную форму, он выполнен из полосы нержавеющей стали.
Для фиксации кожуха нижней секции относительно крышки 21 (фиг. 17, 18) дымовая труба имеет вставки-фиксаторы 36, выполненные из силикатного материала. Вставки-фиксаторы 36 расположены на крышке 21 дымовой трубы и закреплены на ней. Панели 8 каждой секции кожуха дополнительно саморезами соединены между собой встык по вертикали так, что между саморезами по высоте трубы образован шаг 100-150 мм (точки соединений панелей саморезами не показаны). Все металлические элементы дымовой трубы выполнены из нержавеющей стали. Соединенные между собой секции кожуха образуют собой шахту, в которой расположены оболочки 5-7 дымовой трубы.
Данная дымовая труба рассчитана на использование преимущественно при устройстве облегченного дымохода над камином или твердотопливным котлом, при необходимости удаления тепла от дымовой трубы в атмосферу, а также необходимости устройства дымовой трубы внутри дома с возможностью отделки дымоходной шахты отделочными материалами. Конструкцией предусмотрено, что внутренняя оболочка 5 каждой секции трубы, в зависимости от варианта применяемого теплогенерирующего аппарата, выполнена из стали марок A310, А309, A316 и 444 с толщиной листа от 0,5 до 1,0 мм, а внешняя оболочка 7 дымовой трубы выполнена из стали A304 или 444 с толщиной листа 0,5 мм.
В качестве утеплителя между двумя трубными оболочками 5 и 7 используется твердая оболочка 6 из базальтовой ваты с температурой применения до 1000°C при условии, что органические связующие в вате не используются. При соединении панелей 8 используется термостойкий клей для склеивания панелей в местах их соединения.
В итоге в статическом исполнении данная компоновка обеспечивает получение жесткой конструкции дымовой трубы, использование теплоизолирующей оболочки без связующего и исключение его выгорания, упрощение и снижение трудоемкости сборки без специальных инструментов, упрощение комплектации и поставки на объект составных частей дымовой трубы. При этом в одном варианте дымовая труба подвешивается на несущую стену или на потолочное перекрытие дома непосредственно над камином (подвесной вариант), а в случае дымовая труба устанавливается рядом с камином (напольный вариант).
Монтаж дымовой трубы производят следующим образом. Перед началом сборки трубы в перекрытии и в конструкции кровли выполняют отверстия. При проходе через деревянные перекрытия и через конструкцию кровли, размер люка для прохода дымохода выполняют увеличенным на 60-80 мм с каждой стороны (в зависимости от толщины используемых панелей для внешней оболочки). Пространство между дымовой трубой и обрамляющими ее деревянными элементами строения дополнительно изолируют панелями из силикат-кальция толщиной 40-60 мм, при условии, что расстояние от внешней поверхности оболочки 7 не должно быть меньше 130 мм. Монтаж трубы осуществляют, начиная с монтажа нижней секции. В зависимости от типа дымовой трубы нижняя секция может быть установлен на консолях 25 (фиг. 22) над каминам или подвешена на перекрытии, или она может быть установлена на опорную площадку рядом с камином. Дымовую трубу собирают в проектное положение из отдельных секций в следующей последовательности. Три панели 8 нижней секции (фиг. 12) кожуха дымовой трубы устанавливают на монтажную площадку, а затем на них устанавливают панели 8 последующей секции 4, после чего секции соединяют клеем и саморезами. Оболочки 5-7 устанавливают в ярус, соединяют между собой хомутами 13 (фиг. 5). После этого устанавливают четвертые панели кожуха, которые соединяют клеем и саморезами к трем предыдущим панелям 8 кожуха. Далее равномерно по периметру трубы устанавливают с натягом ложементы 12 (фиг. 9) между внутренней поверхностью 9 панелей 8 кожуха и наружной поверхностью внешней оболочки 7, после чего процесс наращивания снизу вверх оболочек 5-7 и панелей 8 кожуха повторяют.
Предусмотрено, что в одном из вариантов, после монтажа дымовой трубы в местах соединения ее секций, снаружи дымовой трубы, на ее кожухе устанавливают хомуты 35, концы которых стяжками (не показаны) притягивают друг к другу до момента сжатия с заданным усилием ложементов 12, защемленных между внутренними поверхностями 9 панелей 8 и наружнными поверхностями оболочек 7. При этом труба приобретает необходимую для безопасности жесткость, а панели 8 притягиваются друг к другу, что обеспечивает заданную герметичность соединений. В другом исполнении хомуты 35 не кожухе не устанавливают.
После проведенных операций кожух дымовой трубы крепят к металлокаркасу 24, который предварительно собирают в проектном положении при помощи болтов, двух рам и связывающих их элементов, выполненных из профильных стальных труб. Металлокаркас 24 крепят предварительно к несущим конструкциям кровли, его устанавливают между кожухом и конструкцией дымохода источника тепла. В зависимости от типа дома, в котором устанавливается дымовая труба используют соответствующие варианты верхней секции дымохода. Так как конструкция дымовой трубы вентилируемая, то в рядовой секции выше места подсоединения камина выполняют отверстия, в которые устанавливают вентиляционные решетки, а в верхней секции дымовой трубы в кожухе выполняют отверстия для выхода теплого воздуха в атмосферу. Соответствующие отверстия должны быть выполнены также в кожухе на кровле.
Установлено, что при эксплуатации дымовой трубы для отвода дыма от камина, печи или котла, в которых используется качественное топливо, внутренняя поверхность оболочки 5 дымовой трубы из полированной нержавеющей стали практически не загрязняется продуктами горения и ее чистка не требуется. Однако при использовании некачественного топлива с поверхности оболочки 5 необходимо периодически удалять загрязнение. Для очистки дымовую трубу чистят через топку и через прочистной патрубок 32 (фиг. 22).
Работает дымовая труба следующим образом. При горении топлива дым поступает через входной патрубок 17 (фиг. 17) нижней секции трубы в дымовой канал, образованный оболочками 5-7. Дым поднимается вверх за счет воздушной тяги в дымовом канале и выходит наружу через выходной патрубок 18 верхней секции трубы (фиг. 13). При этом дымовой канал и его оболочки 5 нагреваются, тепло от оболочек 5 передается теплоизолирующей оболочке 6, задерживается ею в большей части, а оставшаяся часть тепла передается на наружную оболочку 6 трубы. После прохождения тепла через теплоизолирующую оболочку 6 и внешнюю оболочку 7 тепло передается в воздушные каналы 14 (фиг. 3), и выходит наружу через сообщенные с каналами 14 воздуховыпускные отверстия 16 (фиг. 13). В каналах 14 образуется воздушная тяга, которая выносит нагретый в каналах 14 воздух наружу и охлаждает оболочки 5-7 от перегрева. При этом холодный воздух в каналы 14 поступает через воздухозаборный патрубок 15 (фиг. 5) и по существу осуществляется вентиляция полости каналов 14. Такая вентиляция каналов исключает нагрев кожуха сверх допустимой температуры.
При работе дымовой трубы она нагревается и оболочки 5-7 расширяются. При этом труба испытывает собственные и внешние колебания, от которых появляются на трубе изгибающие нагрузки. Поскольку каждая секция оболочек 5-7 за счет сил трения соединена с кожухом дымовой трубы через ложементы 12, то указанные колебания передаются на ложементы 12, которые передают нагрузки на панели 8 кожуха и на хомуты 35 (фиг. 18). Последние за счет их гибкости передают указанные колебания и смещения элементов трубы на кожух трубы в продольном и поперечном направлениях, что снижает концентрации напряжений и повышает стойкость дымовой трубы, ее надежность и безопасность.