ДЫМОВАЯ ТРУБА ОТОПИТЕЛЬНОЙ КОТЕЛЬНОЙ, РАБОТАЮЩЕЙ НА ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ

Полезная модель относится к дымовым трубам для отвода дымовых газов от котельных агрегатов, сжигающих газообразное топливо.
Широко известны дымовые трубы для отвода продуктов сгорания в атмосферу, (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%Dl%8B%D0%BC%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%B0). Принцип действия дымовой трубы основан на эффекте тяги, который обеспечивает перемещение массы газа в направлении от входного к выпускному отверстию трубы.
Недостатком указанных труб является аэродинамический шум, распространяющийся от верхнего среза трубы котельной с высокофорсированным сжиганием газообразного топлива.
Известна дымовая труба с шумоглушителем (http://entroros.ru/produktsiya/dymovye-truby-i-glushiteli/). Для снижения шума применяют шумоглушители в виде камер, облицованных звукопоглощающим материалом. Трубчатые глушители представляют собой полностью облицованные каналы круглого сечения. Шумоглушители диаметром больше 500 мм могут иметь цилиндрическую вставку, выполненную из перфорированного металла с шумопоглощающим материалом внутри. В зависимости от места установки шумоглушители разделяют на верхний шумоглушитель, устанавливаемый в верхней части ствола и на нижний шумоглушитель, устанавливаемый в нижней части ствола горизонтально или вертикально. Понижение шума зависит от толщины и материала звукопоглощающего слоя, а также длины шумоглушителя.
Недостатком этого технического решения является то, что эффективность глушения шума звукопоглощающим материалом удовлетворительна только в диапазоне частот звуковых волн от 500 до 4000 Гц. При низких частотах эффективность его не достаточна. Требуется удаление жилых домов от котельной с высокофорсированным сжиганием газообразного топлива на значительное расстояние. Это не всегда возможно, особенно, при реконструкции котельной, после которой, в связи с установкой котлов с высокофорсированным сжиганием газообразного топлива, при недостаточной санитарно-защитной зоне, аэродинамический шум в жилых домах превышает допустимый уровень.
Техническим результатом, заявляемой полезной модели является создание дымовой трубы отопительной котельной, работающей на газообразном топливе, с уменьшенным уровнем аэродинамического шума в диапазоне низких частот.
Технический результат достигается тем, что дымовая труба отопительной котельной, работающей на газообразном топливе, содержащая ствол трубы и входной газоход, в нижней торцевой части ствола трубы установлен резонатор Гельмгольца, снабженный сменной диафрагмой с горловиной, при этом камера резонатора Гельмгольца частично заполнена сыпучим материалом и имеет отверстие для загрузки и отверстие для выгрузки сыпучего материала.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На чертеже представлена дымовая труба отопительной котельной, работающей на газообразном топливе, содержащая входной газоход 1, ствол дымовой трубы 2; сменная диафрагма с горловиной 3; камера резонатора 4; отверстие для загрузки 5 сыпучего материала, отверстие для выгрузки 6 сыпучего материала, сыпучий материал 7.
Работа устройства.
При работе котельной установки возникают аэродинамические и корпусные шумы, значительная часть которых может передаваться через систему отвода дымовых газов. Источниками шума являются котлы и горелки, различные насосы и электродвигатели, компрессоры, вентиляторы и дымососы, паропроводы и газопроводы с редукционными установками, трансформаторы и вентиляционные установки. Необходимость принятия мер по шумоглушению зависит от уровня создаваемого шума достигающего жилых домах, близко расположенных к котельной. По мере удаления от выходного отверстия дымовой трубы происходит рассеивание энергии звуковых волн. Волны высокой частоты рассеиваются быстрее, низкой частоты медленнее. Поэтому, низкочастотный шум распространяется на большее расстояние. Предварительно геометрию камеры 4 резонатора Гельмгольца и диафрагмы с горловиной 3 рассчитывают из условия исключения из общего спектра частот звуковых волн выходящих из дымовой трубы, низкой частоты, которые могли бы, при данных условиях, распространиться до жилых домов. Оптимальную геометрию резонатора Гельмгольца подбирают опытным путем при настройке. Настройку осуществляют меняя сменные диафрагмы с горловиной 3 (выбирают диафрагму с оптимальной площадью отверстия и длиной горловины) и/или увеличивая или уменьшая количество сыпучего материала 7 в камере 4 резонатора Гельмгольца, регулируя ее объем. Сыпучий материал 7, например песок или гравий, загружают в камеру 4 резонатора Гельмгольца через отверстие для загрузки 5 сыпучего материала и удаляют излишки через отверстие для выгрузки 6 сыпучего материала.
При падении акустической продольной волны из ствола трубы 2 через диафрагму с горловиной 3 в камеру 4 резонатора Гельмгольца возникают колебания. Возбудив резонатор, энергия колебания рассеивается путем возбуждения акустических волн. Из-за трения в горловине происходит диссипация энергии резонатора. Энергия акустических волн падающих на резонатор переходит в тепло. Если на горловину падает акустическая волна с частотой равной резонансной, то она проходит внутрь камеры 4, теряя энергию на трение в диафрагме с горловиной 3. Обратная волна также выходит и также теряет энергию на трение в диафрагме с горловиной 3. Волны других частот просто отражаются и в камеру резонатора 4 не попадают.
Таким образом, применение дымовой трубы для отопительной котельной, работающей на газообразном топливе обеспечивает снижение уровня аэродинамического шума в диапазоне низких частот. Предлагаемую дымовую трубу целесообразно использовать в сочетании с эффективным глушителем аэродинамического шума высоких и средних частот.