Устройство для предотвращения образования сосулек на карнизах крыш
DEVICE FOR PREVENTING THE FORMATION OF ICICLES ON THE ROOF CORNICES

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для предотвращения образования сосулек и наледи на карнизах кровель зданий и сооружений.
Известно электромеханическое  устройство для удаления снега и льда с краев кровли, представляющее собой источник механических вибраций и импульсов, соединенного с вибропроводом (патент на полезную модель РФ № 110789, МПК Е04D13/064, 2010).
Известно также устройство, представляющее собой источник механических колебаний, выполненный в виде закрепленного на здании вала с электродвигателем и эксцентриками (патент РФ на полезную модель № 110790, МПК E04D 13/076, 2010).
Недостатками известных устройств являются сложность конструкции вследствие необходимости использования виброприводов, кинематических исполнительных механизмов, отсутствие возможности полной автоматизации процесса удаления наледи и сосулек и большие энергозатраты.
Наиболее близким по выполнению к заявленному устройству является система для удаления сосулек с карнизов крыш здания, состоящая из трансформатора с изменяемой скважностью подключения первичной обмотки для выбора частоты вибрации карниза за счет датчика обратной связи и короткозамкнутой вторичной обмоткой, в качестве которой используется металлический карниз. При возникновении необходимости удаления сосулек с карниза крыши здания на него устанавливают заявляемое устройство, при этом два кабеля крепятся к карнизу и подключаются к трансформатору. Датчик обратной связи устанавливается на карнизе и соединительным кабелем подключается к управляемому источнику питания. При его включении карниз начнет нагреваться и разогревать лед, что уменьшит прочность льда, а разница в коэффициентах линейного расширения льда и материала поверхности карниза (например, стали) приведет к появлению сдвиговых деформаций на границе их раздела, т.е. уменьшит их адгезию. Изменяемая скважность подключения первичной обмотки трансформатора обеспечит вибрацию карниза. С помощью управляемого источника питания и датчика обратной связи производится настройка частоты вибрации на частоту собственных колебаний обледеневшего карниза, что вызовет резонансное увеличение амплитуды колебаний и, как следствие,  очистку карниза  (патент на изобретение РФ № 2541967, МПК E04D 13/076, 2015).
Недостатком устройства-прототипа является необходимость приведение в состояние вибрации карниза крыши, что приводит к её изнашиванию. Недостатком является также его конструктивная сложность за счёт использования трансформатора, соединённого кабелями с источником питания, невозможность его использования для кровель с шиферным покрытием и открытая часть токопроводящего устройства – карниза.
Техническим результатом является предотвращения образования сосулек на карнизе крыши без приведения её в состояние вибрации, а также упрощение конструкции за счёт отсутствия необходимости использования силового трансформатора и возможность использования устройства для кровель с шиферным покрытием.
Технический результат достигается тем, что устройство для предотвращения образования сосулек на карнизах крыш включает вибратор, закрепленный на подложке, выполненной с возможностью крепления её на кронштейнах / кронштейне, устанавливаемых / устанавливаемом на здании, и соединённый с блоком управления, соединённым с датчиками температуры и влажности с возможностью их установки на крыше здания.
Блок управления включает предпочтительно гетеродинный приемник, реле, низковольтный источник питания и дистанционный пульт управления.
В качестве подложки может быть использована пластина / полоска, например, из нержавеющего металла шириной 12-15 см.
Подложка устанавливается под карнизом крыши и выполняется выступающей вперед на 5-7 см от переднего края основного карниза, что позволяет каплям стекающей с карниза крыши воды, задерживаясь на подложке, не кристаллизоваться под влиянием её вибрации.
Подложка устанавливается под карнизом крыши так, чтобы расстояние между краем основного карниза и подложкой предпочтительно составляло 2-5 см, что не позволяет образовываться сосулькам.
Вибратор (служащий для деформации полосы с целью разрушения наледи, образующейся в результате таяния снега и последующего его замерзания) крепится к подложке предпочтительно с её нижней стороны, что предохраняет его от влаги.
Отличительными признаками являются наличие вибратора с закреплением его на подложке и с возможностью его установки под карнизом крыши. В прототипе вибратором служит металлический карниз крыши, который соединён с источником питания проводами через трансформатор.
На фиг.1 показана схема электронной части устройства, где 1 - датчик температуры, 2 - датчик влажности, 3 - вибратор (набор минивибраторов), закреплённый на подложке 4, 5 - блок управления, включающий гетеродинный приемник, реле, низковольтный источник питания, 6 - дистанционный пульт управления, 7 - соединительные провода.
На фиг. 2 показана схема установленного на крыше устройства, где 1 - датчик температуры, 2 - датчик влажности, 3 – вибратор, 4 - подложка, 8 - карниз крыши, 9 - кронштейн для крепления подложки (дополнительного карниза).
Устройство для предотвращения образования сосулек на карнизах крыш работает следующим образом.
При температурах и влажности окружающей среды, способствующих образованию наледи и сосулек, сигналы от датчиков температуры 1 и влажности 2, установленные на карнизе крыши 8,  поступают в блок управления 5, включающий гетеродинный приемник и реле, запитанные, например, от 12 вольтового источника постоянного тока. При открывании реле, напряжение питания поступает на вибратор (параллельно соединенные электромеханические вибраторы, например, электромагнитные низковольтные минивибраторы) 3, закрепленный с нижней стороны на дополнительном карнизе (подложке – пластине / полоске, например, из нержавеющего металла шириной 12-15 см) 4, который в свою очередь крепится с помощью кронштейна / кронштейнов 9 к стене под карнизом крыши на расстоянии 2-5 см. Такой  метод крепления позволяет избежать механического контакта с карнизом крыши и предохраняет электромеханические вибраторы от влаги. При температуре близкой к замерзанию воды (+1°С) вибратор включается автоматически и вибрирует подложку, тем самым не давая образовываться на краю этого (выступающую вперед от основного карниза на 5-7 см) дополнительного карниза ледяной корке, от стекающих с основного карниза капель воды. Выход температуры и влажности за пределы, при которых прекращается таяние снега на крыше, приводит к автоматическому выключению устройства. Может быть предусмотрено дистанционное управление устройством с расстояния до 100 м.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет предотвращать появление сосулек на карнизе крыши за счёт вибрации дополнительного карниза (подложки), не давая образовываться на краю этого дополнительного карниза ледяной корке, от стекающих с основного карниза капель воды. Предлагаемое устройство может быть использовано для кровель с шиферным покрытием, так как карниз крыши не служит токопроводящим элементом вибратора. Устройство не требует использования высокоточного силового трансформатора, что упрощает конструкцию.