Эжекционный способ создания тяги в вентиляционных и дымовых трубах с использованием энергии ветра



Эжекционный способ создания тяги в вентиляционных и дымовых трубах с использованием энергии ветра
Эжекционный способ создания тяги в вентиляционных и дымовых трубах с использованием энергии ветра
Эжекционный способ создания тяги в вентиляционных и дымовых трубах с использованием энергии ветра

 


Владельцы патента RU 2447366:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано при строительстве и реконструкции дымовых труб, зданий, сооружений и помещений. Способ состоит в том, что набегающий на наветренную сторону трубы поток воздуха через специально выполненные окна или отверстия в стенках трубы вводят в вентиляционную или дымовую трубу с поворотом потока в сторону ее среза, смешивают его с потоком отсасываемого воздуха и далее удаляют оба потока через срез вентиляционной или дымовой трубы и окна или отверстия на ее подветренной стороне. При предложенном способе создания тяги для более эффективного удаления отсасываемого воздуха используется скоростной поток энергии ветра. 3 ил.

 

Изобретение относится к области искусственной (принудительной) вентиляция и может быть использовано при создании и реконструкции дымовых труб, зданий, сооружений и помещений.

Механическая вентиляция при больших объемах перемещаемого воздуха и преодолении при этом малых сопротивлений во многих случаях нерациональна. Она требует устройства больших вентиляторов, т.е. больших первоначальных затрат, поглощает много энергии и требует повседневного ухода за собой (Малахов М.А. Проект естественно-механической вентиляции жилого дома в Москве. \\ АВОК-2003-№3). При создании тяги в дымовых трубах даже вентиляторы не всегда решают поставленную задачу из-за высокой температуры и агрессивности дыма.

Желание решить вопросы вентиляции за счет природной энергии ветра привело к созданию воздушных дефлекторов. Эти устройства устанавливаются на вентиляционных трубах в зоне их обдува ветром, и они частично или полностью заменяют механические вентиляторы. Простейший дефлектор - это открытый ветру обычный срез дымовой или вентиляционной трубы (фиг.1). Его характеристики по отсосу приведены в «Технических заметках ЦАГИ №123, 1936 г., Б.Г.Мусатов. Вентиляционные дефлекторы». В настоящее время существуют различные конструкции дефлекторов, но действуют они на основании одного принципа. Он заключается в использовании подсасывающего воздействия струи ветра, увлекающей газ из среза вентиляционной трубы за счет турбулентного трения.

Этот способ вентиляции с помощью ветра, взятый за прототип, состоит в использовании понижения давления (создания разрежения) на срезе вентиляционной трубы при обдуве ее перпендикулярным оси потоком. Если срез трубы снабжен некоторым оголовком (зонтом и т.д.), то разрежение изменится, но принцип остается прежним. (В.П.Харитонов. Естественная вентиляция с побуждением. \\ АВОК-2006-№3, стр.46-52). Существующие способы вентиляции помещений с помощью энергии ветра только частично решают двуединую задачу вентиляции и применения энергосберегающих технологий.

Наиболее продуктивным будет полное использование энергии ветра - применение и скоростного напора, и донного разрежения, возникающего в ветровой тени за обдуваемыми ветром предметами (в т.н. аэродинамическом следе). В обычных дефлекторах на зданиях все направления ветра возможны, и это существенно усложняет задачу, поскольку наветренная (со стороны ветра) и подветренная стороны неопределенны и даже меняются местами.

Задача настоящего изобретения - модернизировать и интенсифицировать процесс удаления отсасываемого воздуха за счет использования и донного разрежения, и скоростного напора ветра.

Технический результат - увеличение создаваемого разрежения, увеличение расхода отсасываемого ветром воздуха или дыма, уменьшение габаритов вентиляционных систем.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в способе создания тяги в вентиляционных и дымовых трубах с использованием энергии ветра, включающем создание ветром разрежения на срезе вентиляционной или дымовой трубы, набегающий на наветренную сторону трубы поток воздуха через специально выполненные окна или отверстия вводят в трубу с поворотом потока в сторону ее среза, смешивают его с потоком отсасываемого воздуха и далее удаляют оба потока через срез трубы и окна или отверстия на ее подветренной стороне.

На фиг.1 приведена схема течения отсасываемого воздуха и струй ветра в известной вентиляционной или дымовой трубах и вокруг них (в прототипе).

На фиг.2 приведена схема организации течения отсасываемого воздуха и струй ветра в предлагаемом способе.

На фиг.3 дано распределение относительного статического давления вокруг круговой вентиляционной трубы (цилиндра) при ее поперечном обтекании воздухом.

Схема течения отсасываемого воздуха и струй ветра в вентиляционной или дымовой трубах и вокруг нее в известном способе, например при отсутствии оголовка, приведена на фиг.1. Здесь прямо используется подсасывающее воздействие струи ветра, увлекающей отсасываемый газ из среза вентиляционной трубы 1.

На фиг.2 приведена предлагаемая схема организации течения отсасываемого воздуха и струй ветра в вентиляционной или дымовой трубах и вокруг них. В выступающую в зону ветра часть вентиляционной трубы 1 через специально выполненные в стенке трубы окна или отверстия 2 вводят набегающий воздух. Одновременно эти втекающие струи поворачивают в сторону среза трубы, например, специальными рабочими поверхностями (отражателями) 3. Далее эти струи полностью или частично смешивают с отсасываемым воздухом. За счет энергии ветровых струй напор и расход отсасываемого воздуха увеличиваются. Затем эту смесь удаляют как через срез трубы, так и через окна или отверстия на подветренной стороне трубы (из-за пониженного давления здесь в зоне отрывного течения).

В подтверждение такой возможности на фиг.3 дано распределение относительного статического давления вокруг кругового цилиндра при его поперечном обтекании воздухом (из книги П.Чжен. Отрывные течения. Пер. с англ., изд. «Мир», Москва, 1972, т.1, стр.27). На фиг.3 φ-угол между направлением ветра и радиус-вектором точки на цилиндре (абсцисса в полярной системе координат); φ=0 - на наветренной стороне, φ=180° - на подветренной стороне, в зоне полной ветровой тени. На наветренной стороне в точке φ=0 статическое давление превышает атмосферное давление в невозмущенном потоке на скоростной напор =1. При φ=30° оно уменьшается до атмосферного давления , а уже при φ=60° и далее (до φ=180°) оно становится существенно меньшим атмосферного давления .

Физической основой предлагаемого нового способа вентиляции с помощью ветра является использование процесса дополнительного эжектирования (отсоса) удаляемого воздуха струями вводимого в трубу ветра. Входящие струи сначала отражателями разворачивают от первоначального перпендикулярного оси трубы направления до близкого к осевому направлению. Затем смешивают с удаляемым воздухом, в результате чего струи передают свою энергию и импульс удаляемому воздуху, как в обычном эжекторе, увеличивая развиваемое разрежение.

Кроме того, важным в предлагаемом способе является процесс удаления отсасываемого воздуха на подветренной стороне трубы через окна или отверстия, аналогичные тем, через которые с наветренной стороны вводят воздух. Это значительно увеличивает расход удаляемого воздуха по сравнению с тем, когда удаление производится только через срез вентиляционной трубы. В предлагаемом способе примерно вдвое также увеличивается достигаемое дефлектором предельное разрежение.

Способ создания тяги в вентиляционных и дымовых трубах с использованием энергии ветра, включающий создание ветром разрежения на срезе вентиляционной или дымовой трубы, отличающийся тем, что набегающий на наветренную сторону трубы поток воздуха через специально выполненные в стенке трубы окна или отверстия вводят в трубу с поворотом потока в сторону ее среза, смешивают его с потоком отсасываемого воздуха и далее удаляют оба потока через срез трубы и окна или отверстия на ее подветренной стороне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики, в частности к факельным наконечникам. .

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в естественной канальной вентиляции зданий и сооружений различного назначения: жилых, общественных, промышленных, а также погребов, подвалов, гаражей и др.

Изобретение относится к особому устройству конструктивного элемента, используемого только в печах или плитах, работающих на твердом топливе. .

Изобретение относится к энергетике и направлено на исключение при перемещении агрессивных и дымовых газов дымососов и вентиляторов, особенно в пожаровзрывоопасных производствах.

Дефлектор // 2338960
Изобретение относится к устройствам, применяемым на дымоходных трубах от теплогенерирующего оборудования, а также на вентиляционных трубах, и может быть использовано для увеличения тяги.

Изобретение относится к области труб для выброса дымовых или других отходящих газов. .

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к устройствам для удаления дыма из котлоагрегатов и вентиляции промышленных помещений. .

Изобретение относится к технике очистки и создания тяги газа и может быть использовано в нефтехимической, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности для обработки газов и сепарации газожидкостных потоков.

Дефлектор // 2298136
Изобретение относится к вентиляции, в частности к дефлекторам, осуществляющим естественную вытяжку воздуха из помещений. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для удаления воздуха, промышленных газов в атмосферу и выработки дополнительной механической энергии.

Изобретение относится к области искусственной вентиляции и может быть использовано при создании и реконструкции дымовых труб, зданий, сооружений и помещений

Изобретение относится к устройству промышленных факельных свечевых установок и может быть использовано в нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности для сбросов в атмосферу разрешенных газов. Предлагаемая свеча над обрезом ствола 2 снабжена обтекаемым открытым сверху сборником атмосферных осадков 3. Осадки из сборника 3 конструктивно выходят самотеком за габариты обреза ствола свечи 2. Предусмотрена наружная защитная обечайка 4 вокруг обреза ствола 2 и сборника 3, которая защищает обрез ствола свечи 2 под сборником 3 от атмосферных осадков, поступающих от ветра под углом к вертикали, и направляет выхлоп газов вверх в атмосферу. Защитная обечайка 4 имеет высоту от ниже обреза свечи до выше сборника 3, а выход газов сверху имеет площадь меньше площади входа осадков в сборник 3. Изобретение направлено на защиту внутренней части свечи от атмосферных осадков и для направления выхлопов газов вверх, выше мест пребывания людей. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам, применяемым на дымовых трубах от теплогенерирующего оборудования и на вентиляционных трубах. Использование устройства дает возможность увеличить высоту подъема дымовых газов или воздуха, что позволяет расширить площадь распределения выбрасываемых из трубы веществ, снизить их концентрацию на единицу площади и уменьшить загрязнение окружающей среды. Устройство содержит вертикальную трубу, дефлектор в виде концентрических круговых конусных колец, скрепленных радиальными перегородками, образующих по высоте и окружности конфузоры, патрубок, установленный на расстоянии 10-30 см от наружной поверхности трубы с образованием зазора и жестко соединенный с верхней кромкой нижнего конусного кольца. На перегородках перпендикулярно основанию дефлектора на равном расстоянии друг от друга установлено 8 прямоугольных пластин. В верхних внутренних углах перегородок выполнены крючкообразные уступы, на каждом конусном кольце по нижней кромке жестко прикреплено дополнительное плоское кольцо. Ширина первых дополнительных верхнего и нижнего плоских колец равна ширине прямоугольных пластин, а на верхней кромке каждого конусного кольца жестко прикреплено второе дополнительное конусное кольцо. 7 ил.

Изобретение относится к отоплению и вентиляции - к устройствам для усиления тяги, и может найти применение в бытовых печах для оснащения дымовых труб и в системах вытяжной вентиляции для оснащения выходных труб. Дефлектор содержит кожух для защиты указанной трубы от атмосферных осадков с выходным отверстием для удаляемого продукта и средство для крепления кожуха к указанной трубе. Кожух смонтирован асимметрично с возможностью поворота на оси, связанной с упомянутым средством для его крепления. Дефлектор снабжен отводящим оголовком с выходным отверстием для удаляемого продукта, а кожух выполнен в виде согнутой пластины и надвинут на отводящий оголовок, охватывая его так, что между ними образован проход для воздушных потоков. Отводящий оголовок имеет с кожухом жесткую связь, смонтирован на указанной оси кожуха и обращен выходным отверстием для удаляемого продукта внутрь кожуха. Технический результат - создание условий для эжекции продукта, удаляемого в атмосферу. 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области промышленного оборудования. Рабочее колесо дымососа состоит из центрального диска, двух покрышек, лопаток ступицы и приводного вала. Новым является то, что на боковых сторонах покрышек закреплены пустотелые кольца различного внешнего и внутреннего диаметров, а в них подвижно расположены тела качения шаровой формы. Кольцо и между ним и закраиной расположены тела качения сферической формы. Изобретение направлено на устранение неуравновешенности рабочих колес дымососов. 3 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к газогорелочным устройствам и может применяться для сжигания топлива любой степени насыщенности. Универсальная факельная установка содержит выполненные цилиндрическими и расположенные соосно основание, оголовок с множеством боковых форсуночных отверстий на его боковой поверхности и кожух, расположенный со сквозным радиальным зазором вокруг оголовка. При этом оголовок и основание выполнены в виде единой детали трубопровода. Внутренний диаметр оголовка больше внутреннего диаметра основания, а в верхней части основания установлен первый рассекатель с его форсуночными отверстиями для разделения потока топлива на струи. Второй рассекатель установлен подвижно вдоль оси трубопровода, выполнен в виде диска с хотя бы четырьмя форсуночными отверстиями, одно из которых расположено в центре диска и является выходом газоуравнительной трубки, устанавленной внутрь оголовка с образованием в нем кольцевого торцевого отверстия, и образует с торцом оголовка узкую торцевую щель, почти закрывая торцевое отверстие оголовка при низком давлении топлива в трубопроводе, размер которой увеличивается за счет поднятия рассекателя над торцом оголовка при возрастании давления в оголовке. Изобретение позволяет повысить качество сжигания газа любого состава, экономить топливо высокого качества. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при регулировании концентрации токсичных веществ в газообразных отходах, выбрасываемых в дымовую трубу. Установка регулирования концентрации токсичных веществ в газообразных отходах производства до норм ПДК включает дымовую трубу с снабженным заслонкой и регулирующим шибером отводящим боровом, в котором газообразные отходы производства смешиваются с поступающим в него воздухом. Установка снабжена компрессором, трубопроводом сжатого воздуха, активатором тяги, выполненным в виде труб с одним заглушенным концом и с одним или двумя рядами отверстий вдоль труб, которые выведены в отверстия дымовой трубы, и смесителем, на выходе из которого концентрация токсичных веществ в отходящем газе не превышает ПДК. Изобретение позволяет регулировать концентрацию токсичных веществ путем разбавления отходящих газов сжатым воздухом, подаваемым в дымовую трубу. 1 ил.
Наверх