ТРОЙНИК ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ КОТЛА

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к системам и оборудованию для воздуховодов и дымоходов, в частности, к тройнику для направления отходящих газов котла.
Уровень техники
При монтаже дымоходов котлов часто используют различные соединительные элементы для прокладывания дымохода необходимым образом внутри и/или снаружи здания, в котором установлен такой котел. При этом при монтаже дымохода необходимо учитывать возможность последующего осмотра и обслуживания дымохода. Для этих целей используют тройники, в боковой патрубок которого поступают отходящие газы котла, и затем они протекают в верхний патрубок. При этом к нижнему патрубку тройника прикрепляют различные насадки, например, для подключения газоанализатора, для отвода конденсата и т.п. В иных случаях нижний патрубок может быть закрыт заглушкой. В любом случае нижний патрубок при съеме заглушки или иной насадки может быть использован для осмотра и обслуживания дымохода.
Например, известен тройник преимущественно для дымохода (Патент РФ на изобретение №2731725, опубл. 08.09.2020, МПК F23J 11/02, E04F 17/02, E04H 12/28), содержащий полый корпус с по меньшей мере одной рубашкой, выполненной с образованием ее стенками проточного объема корпуса и соединенной сварными швами с тремя присоединительными патрубками, причем первый и второй патрубки приварены по концам осевой части корпуса, расположенной вдоль оси корпуса, а третий патрубок - на конце боковой части корпуса, расположенной под углом к оси корпуса.
Недостатком известного тройника является образование завихрений отходящих газов в области соединения бокового и нижнего патрубков с полым корпусом, что может привести к снижению тяги и как следствие неэффективному отведению отходящих газов в таком тройнике для дымохода, а также осаждению сажи.
Для устранения указанного недостатка полезным может быть расположение в полом корпусе тройника направляющей заслонки, обеспечивающей более равномерное протекание отходящих газов из бокового патрубка в верхний патрубок при эксплуатации тройника.
Также в уровне техники известен тройник для воздуховода, ближайший по своей технической сущности к заявляемой полезной модели (https://domwent.pl/pl/p/Przepustnica-pod-silownik-szczelna-trojnik-160-z-obejsciem-GWC/955). Известный тройник выполнен из оцинкованного стального листа и содержит полый корпус, ограничивающий проточный объем корпуса, и три присоединительных патрубка, причем два патрубка расположены соосно с полым корпусом, а третий патрубок расположен под углом к оси полого корпуса, при этом в полом корпусе расположена направляющая заслонка из оцинкованного стального листа, выполненная с возможностью регулирования своего положения посредством выступающего элемента, расположенного снаружи на полом корпусе, к которому крепится рукоятка для ручного регулирования положения или электропривод для автоматизированного регулирования положения заслонки. Благодаря наличию направляющей заслонки частично уменьшаются завихрения отходящих газов, присущие другим известным тройникам.
Однако выбранный в качестве прототипа тройник характеризуется большими массогабаритными показателями по причине использования стали при изготовлении, а также наличию выступающих элементов для крепежа и регулирования положения направляющей заслонки.
Другим недостатком известного устройства является по-прежнему не в достаточной мере эффективное направление потока отходящих газов по причине использования простой плоской заслонки с резиновым уплотнителем по периметру, что вызывает завихрения и увеличивает сопротивление потока отходящих газов.
Таким образом, по-прежнему существует проблема образования завихрений отходящих газов в области соединения нижнего патрубка с полым корпусом, что приводит к неэффективному отведению отходящих газов в тройниках для направления отходящих газов котла, а также осаждению сажи в таких тройниках.
Сущность полезной модели
Настоящая полезная модель направлена на снижение массогабаритных показателей выбранного в качестве прототипа тройника, при этом не должно ухудшаться отведение отходящих газов, в частности, из-за образования завихрений отходящих газов в области соединения нижнего и бокового патрубков с полым корпусом.
В предложенной полезной модели достигается технический результат, состоящий в снижении массогабаритных показателей тройника для направления отходящих газов котла.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в тройнике для направления отходящих газов котла полый корпус и три присоединительных патрубка выполнены за одно целое из первого полимерного материала, и направляющая заслонка выполнена из второго полимерного материала, при этом направляющая заслонка выполнена с пазами для размещения опорных выступов, расположенных симметрично на стенке полого корпуса с образованием поворотной оси для направляющей заслонки.
Таким образом, тройник выполнен из более легкого материала в сравнении с прототипом, а корпус тройника не содержит каких-либо выступающих элементов для крепежа и регулирования, т.к. заслонка надежно закреплена внутри полого корпуса посредством соответствующих пазов и опорных выступов, которые обеспечивают возможность регулирования ее положения.
Достигаемый технический результат и другие преимущества предложенной полезной модели подробнее раскрыты в последующем описании.
Краткое описание чертежей
Предложенная полезная модель проиллюстрирована на фигурах чертежей, на которых:
Фиг. 1 иллюстрирует разрез тройника на виде сбоку без установленной направляющей заслонки.
Фиг. 2 иллюстрирует тройник на виде сверху без установленной направляющей заслонки.
Фиг. 3 иллюстрирует вид сбоку направляющей заслонки.
Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху направляющей заслонки.
Следует понимать, что фигуры чертежей выполнены в приблизительном масштабе, какие-то из элементов могут быть показаны более крупно, а какие-то могут быть показаны упрощенно или не показаны совсем для лучшего понимания сущности предложенной полезной модели.
Описание предпочтительных вариантов осуществления полезной модели
Настоящая полезная модель относится к системам и оборудованию для воздуховодов и дымоходов, в частности, к тройнику для направления отходящих газов котла. Предпочтительным является использование предложенного тройника для монтажа дымохода для низкотемпературного котла.
Предложенная полезная модель проиллюстрирована на фиг. 1-4, где показан тройник 1 для направления отходящих газов котла, содержащий полый корпус 2, ограничивающий проточный объем корпуса, и три присоединительных патрубка 3, 4, 5, причем нижний и верхний вертикальные патрубки 3, 4 расположены соосно с полым корпусом 2, а боковой патрубок 5 расположен под углом α к оси полого корпуса, при этом в полом корпусе 2 расположена регулируемая направляющая заслонка 6, отличающийся тем, что полый корпус 2 и три присоединительных патрубка 3, 4, 5 выполнены за одно целое из первого полимерного материала, и направляющая заслонка 6 выполнена из второго полимерного материала, при этом направляющая заслонка 6 выполнена с двумя симметрично расположенными пазами 8 для размещения опорных выступов 7, расположенных симметрично на стенке полого корпуса 2 с образованием поворотной оси для направляющей заслонки 6.
При изготовлении тройника 1 первый и второй полимерные материалы выбирают из термоустойчивых полимеров и полимерных материалов, к которым следует отнести такие промышленные элементоорганические полимеры, как фторпласты и полиорганосилоксаны, а также большую группу карбоциклических (полиарилены) и гетероциклических (полигетероарилены) полимеров, которые являются химически устойчивыми при нагревании до 400-550°С. Указанные полимеры характеризуются высокими теплоустойчивостью и рабочей температурой. Для карбоциклических полимеров: поликарбоциклы, полифенилены, полиарилены, - она составляет до 220-250°С. Для гетероциклических полимеров: полигетероциклы, полигетероарилены, - до 250-350°С, полиимиды, полибензоксазолы, полиимидазолы, политиазолы, полихиноксалины, - в интервале 250-550°С. При этом следует понимать, что первый и второй материалы могут быть выбраны одинаковыми. Выбор и комбинирование различных материалов зависит от температурного режима работы котла, и в целом направлено на снижение общей массы изделия.
Для низкотемпературных котлов возможно использование гомополимера полипропилена (PPH). Он обладает хорошей устойчивостью к изнашиванию, кислотам щелочам и слабым растворителям, благодаря чему повышается срок службы.
Выпускные концы патрубков 3, 4, 5 снабжены резьбой или иными крепежными элементами (например, показаны на фиг. 1, но не обозначены) для присоединения к другим элементам дымохода и присоединения дополнительного оборудования, например, газоанализатора, насадки для отвода конденсата и т.п.
В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного тройника 1 направляющая заслонка 6 выполнена с возможностью фиксации в положении под углом 45° к оси бокового патрубка 5 и в положении под углом 90° к оси бокового патрубка 5. Таким образом, при снижении массогабаритных показателей в предложенном тройнике по-прежнему обеспечивается эффективное направление отходящих газов котла при надежной фиксации направляющей заслонки в положении под углом 45° к оси бокового патрубка, а в положении под углом 90° к оси бокового патрубка обеспечивается возможность осмотра и обслуживания дымохода.
Кроме того, в одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного тройника 1 форму направляющей заслонки 6 задают такой, чтобы периметр направляющей заслонки 6 соответствовал сечению полого корпуса 2 плоскостью, расположенной под углом 45° к оси бокового патрубка 5. Благодаря этому направляющая заслонка плотно прилегает к стенкам полого корпуса в положении под углом 45° к оси бокового патрубка. Таким образом, в предложенном тройнике по-прежнему обеспечивается эффективное направление отходящих газов котла, при этом отсутствует необходимость использование каких-либо дополнительных уплотнительных элементов, что также позволяет снизить массогабаритные показатели изделия.
В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного тройника 1 направляющая заслонка 6 выполнена с верхней поверхностью вогнутой формы, образующей непрерывную поверхность со стенками бокового патрубка 5 и полого корпуса 2 при фиксации в положении под углом 45° к оси бокового патрубка 5. Благодаря этому в предложенном тройнике уменьшены завихрения и срывы потока отходящего газа, что способствует более эффективному направлению отходящих газов котла, при этом также уменьшаются массогабаритные показатели изделия за счет того, что расходуется меньшее количество материала на изготовление такой направляющей заслонки.
В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного тройника 1 направляющая заслонка 6 выполнена с нижней поверхностью вогнутой формы. Благодаря этому в предложенном тройнике увеличивается проходное сечение в положении под углом 90° к оси бокового патрубка 5 для обеспечения более широкого проема для облегчения осмотра и обслуживания дымохода. При этом также уменьшаются массогабаритные показатели изделия за счет того, что расходуется меньшее количество материала на изготовление такой направляющей заслонки.
В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного тройника 1 один из опорных выступов 7 имеет круглую форму в поперечном сечении, а второй из опорных выступов 7 в поперечном сечении имеет форму, выбранную из: круга, овала, треугольника, квадрата, многоугольника или звезды. При этом углубление одного из пазов 8 имеет круглую форму, а углубление второго из пазов 8 имеет форму, выбранную из: круга, овала, треугольника, квадрата, многоугольника или звезды, ответную для формы поперечного сечения соответствующего опорного выступа 7.
Благодаря такой конфигурации выступов 7 и пазов 8 обеспечивается более надежная фиксация направляющей заслонки 6 в положении под углом 45° к оси бокового патрубка и в положении под углом 90° к оси бокового патрубка. Соответственно, направляющая заслонка 6 является более стабильной в каждом из обозначенных положений, и в положении под углом 45° к оси бокового патрубка в еще большей степени уменьшаются завихрения отходящих газов котла при прохождении через тройник, например, при повышенном режиме работы котла, приводящем к бурному и скоростному потоку отходящих газов.
Одновременно с этим при стабилизации направляющей заслонки 6 в положении под углом 90° к оси бокового патрубка 5 снижается трудоемкость проведения технологических операций по осмотру и обслуживанию дымохода за счет исключения действий по удержанию заслонки в необходимом положении или возврату в такое положение. При этом следует отметить, что за счет выбранной конфигурации опорных выступов 7 и пазов 8 можно дополнительно снизить массогабаритные показатели изделия.
Например, при одном и том же габаритном размере выступа 7 в поперечном сечении выполнение выступа 7 в виде круга или овала приводит к расходу меньшего количества материала, чем выполнение в виде квадрата или прямоугольника (в которые вписаны круг или овал), а выполнение в виде звезды или треугольника приводит к расходу меньшего количества материала, чем выполнение в виде круга или овала (в которые вписаны звезда или треугольник).
В дополнительных вариантах осуществления тройника 1 может быть предусмотрена более сложная конфигурация паза 8. Например, он может быть сквозным, т.е. проходить на всю толщину стенки направляющей заслонки 6, в которой он выполнен, как это проиллюстрировано на фиг. 3-4. Также размер паза может меняться по своей длине. Например, изменяться ступенчато или плавно, расширяясь или сужаясь от своего начала (от проема, в который вводится опорный выступ 7). Выбор той или иной конфигурации паза 8 будет способствовать меньшему расходу материала, а следовательно, приводить к большему снижению массогабаритных показателей всего изделия.
Как проиллюстрировано на фиг. 3-4, направляющая заслонка 6 в одном из вариантов осуществления тройника 1 выполнена с пазом 8, который выполнен более узким в начале и постепенно расширяется переходя в по существу круглую форму. Стенка паза 8 образует угол β с осью, проходящей через центр направляющей заслонки 6 перпендикулярно продольной оси симметрии направляющей заслонки 6 (см. фиг. 4). Указанный угол β составляет от 67° до 70°, и наиболее предпочтительно 69°. Благодаря такому расширению паза по его длине, как и было указано выше, обеспечивается меньший расход материала, а следовательно, снижаются массогабаритные показатели тройника в целом. Более того, указанная конфигурация пазов 8 направляющей насадки 6 обеспечивает возможность ее посадки в натяг на соответствующие опорные выступы 7, предусмотренные в полом корпусе 2 тройника 1. Это позволяет надежно закрепить направляющую насадку 6 в полом корпусе 2 тройника 1 и обеспечить ее фиксацию в положении под углом 45° к оси бокового патрубка и в положении под углом 90° к оси бокового патрубка, как было описано выше.
В одном из дополнительных вариантов осуществления предложенного тройника 1 боковой патрубок 5 расположен под углом α, составляющем более 87° и менее 88° к оси полого корпуса, измеряемым от нижнего патрубка (см. фиг. 1). В наиболее предпочтительном варианте осуществления угол α составляет 87,5°. Благодаря такой конфигурации отходящие газы не застаиваются в боковом патрубке 5, например, при пониженном режиме работы котла, приводящем к медленному потоку отходящих газов. Соответственно, в такой конфигурации по-прежнему снижаются завихрения отходящих газов, способствуя их более эффективному отведению. Одновременно с этим, обеспечивается снижение массогабаритных показателей тройника 1 за счет уменьшения длины, на которую продолжается боковой патрубок 5 от полого корпуса 2, в сравнении с его перпендикулярным положением.
Таким образом, во всех вариантах осуществления предложенной полезной модели достигается технический результат, состоящий в снижении массогабаритных показателей тройника для направления отходящих газов котла.
Предложенный тройник изготавливается на стандартном оборудовании с применением стандартных методов изготовления полимерных изделий, например, литьем под давлением, включая инжекционный метод, интрузионный метод, инжекционно-прессовый метод и другие подходящие методы. Вначале изготавливают за одно целое полый корпус и три присоединительных патрубка, и отдельно изготавливают направляющую заслонку. Затем на заводе-изготовителе направляющую заслонку устанавливают в полом корпусе тройника посредством двух симметрично расположенных пазов для размещения опорных выступов, расположенных симметрично на стенке полого корпуса с образованием поворотной оси для направляющей заслонки.