Дымовая труба Советский патент 1981 года по МПК F23J11/00 

(34) ДЫМОВАЯ ТРУБА

Изобретение относится к устройствам дпя удаления дымовых и вентиляциокньос выбросов в атмосферу и моксет быть ис пош зовано в различных отраслях народно го хозяйства дпя наименьшего рассеивания отбросов в районе их выброса. Известно устройство для удаления zibiмовых газов, включающее дымоход, на конце которого установлен вращающийся кону сообразны оголовок, на внутренней поверхности которого имеется спиральная канавка и лопасти, установленные между ее витками Г 1 J . Недостатком известного устройства для удаления дымовых газов является небольшая высота подъема газов над устьем конусного оголовка вследствие вращательного движения выбрасываемых дымовых газов в горизонтальной плоскости, неблагоприятных аэродинамических условий выхода из оголовка и адаптации вихря дымо вых газов в П1 ободной атмосфере; относительно высокого гидравлического сопротив ления нячинки конусообразного оголовка и неоправданных затрат энергии на закрутку атмосферного воздуха, подсасываемого во внутрь восходящего вихря пымовьгх газов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуттьтату к предлагаемому устройству является дымовая труба промышленных зданий и сооружений, включающая ствол и смонтированный в верхней части ускоритель выброса газов, состояютй из камеры и установленного внутри цилиндра. Цилиндр снабжен входными и выходными отверстиями, а в нижней части - гибкой диафрагмой, соединенной с генератором возвратно-поступательных колебаний 2 . Недостатком известной дь мовой трубы является небольшая высота подъема газов над выходным отверстием цилиндра по следующим причинам: а) постоянного сообщения полости цилиндра ускорителя выброса газов с атмосАеро;Р через выходное отверстие, что снижает полноту передачи ихтттульса количества движения диaфpeгiv ы иортш Еы6расыва екш1к газов, а также создает подсос аТ мосферного воздуха в полость цилиндра при движении диафрагмы сверху вниз; б) периодичного удаления дымовых га зов из ствола дымовой трубы, так как щшфрагма перекрывает входные отверстия щотиндра при выталкивании очерёдной пор ции, газов в атмосферу; з) относительно высокого гидравтшчес кого сопротивпення вслействие дополнительного перетока газов из камеры в по лосггь цилиндра перед выбросом в атмосферу, а необходимости увеличения размеров цилиндра при эвакуации больших объемов дымовых газов. Цель изобретения - повышение высоты выброса газов в атмосферу. Поставленная пель достигается тем, что дымовая труба, содержащая ствол и смонтированный в верхней части ускоритель выброса газов, выполненный в виде камеры с генератором возвратно-колебательных движений, снабжена установленным внзггри камеры и соединенным с генератором возвратно-колебатепьных движений вертикальным механическим волноводом с ра.змещенным в нижней его част ускорителем колебаний, а в верхней - га сите1 ем. Кроме того, камера ускорителя выбро са газов выполнена расширяющейся сверху вниз и прямоугольной в поперечном сечении, две боковые с-тенки которой параплельны между собой, расшираютс кни зу и ВЫДВИТГ7ТЫ над верхним срезом двух друтчдх стенок. Ка фиг. 1 изображено схематично уст ройство, поперечный разрез; на фиг. 2 то же. продольный разрез; на фиг. 3 вог(новод, поперечный разрез; на Лиг. 4 вариант выполнения трубьт, разрез А-А н йиг. 5; на фиг. 5 - то же, разрез Б-Б н (Ьиг. 4. Дымовая труба включает ствол 1 и смонтированный в верхней части его уск ритель выброса газов, выполненный из к меры 2, вертикального механического зогшовода 3 и генератора 4 возвратноколебательных движений. Камера 2 выполнена расширяющейся книзу и прямоугольной в поперечном сечении, две боковые стенки 5 которой па. раг1пельны между собой, расширяются кни зу к выдвинуты над верхним срезом двух других стенок ь, имеюишх изгиб согласо ванный с поперечно-волновым изгибом волттовода 3. Механический волковоц 3 ус- -аиО|ален ертикально внутри кe,fe0ы 2 и вь-псзлнен лоским и утТруГО Гкб115М, Ti;-.,---JM ЩТйНу, ущественно большу о чеч: высота камеры . Пример Быпо.;гненик 5;олнозода 3: карас 7 во тновода 3 набирается из лентоой пружинной термооЗработанной стали, оторая продольно упаковывается в шахатном поряшсе по топг.-ине каркаса 7. ричем толщина утакоЕтш каркаса 7 уменьается снизу вверх по его ялике. Каркас обкладывается с обеих сторон войлоом 8. Для стабилизации образование, и ускорения движения снизу вверх пог еречной волны механический вошювод 3 снабйсен образователем-уско э п-8лем 3, который крепится к нижней части волновода 3 и имеет протяжекно /гь более ;1/3 его сита-ны. Образователь-усЕсритель 9 выполня ется из гибкого и постаточко массивного материала, например металлических цепей. Кроме этого, для мяткого снятия ВЭлкообразного изгиба и ссхзанения .пучности волны вверху волновос.а 3 установлен гаситель 10. который гзвляется продолжением волновода 3, огрениче} юпько зысгупаюшимк 1фомкамк стс-тюк .5 камеры 2 и выполнен легки -л и г--бким. нвпример из резины или войлока. Нижняя KpoivKa волновода 3 гфепится по всей своей ширине к слвржшо 11 геке-. ратора 4 иоперечнсй ЕОЛКЫ, который преобразует вращатель нее движе ше вала электродв ггателя 12 :з коле(в:т&Иг,кые дай.жений BOji-HOBOfla 3. FScs оснастка генератора 4 крепится к 1 .госрсдством монтажной площадх.и i 3. FimTpn камеры 2 волновод 3, имекзщи и протяженность несколько больигую, чем высота камеры 2, подвеьиен при помо.щи гибких подвесок 14 (например капроновых или стельных тросиков малого 0ламетр-а), зэ.крегц1ен1-агл на стенках 5 и выполненных д.кньь что не .мешает выполнить BorraoBbie ЦБГааенкя волноводу 3, Камера 2 1фег;ктся к ствопу 1 при помощи ребер 15 жесткости. Для лучшего скоггьжения волновода .3 по внутрен ей поверхности стенок 5 пре усматрикается возможкость или покрытия их материалами, имеющими низкий коэффициент трения скольжения, нбпример drroponjiacTOM н др., а нижняя внутренке.й поверхности стенок 6 покрывается смягчающим уцар материалом, например толстым войлоком к др., необ годи.мым для мягкой работы об-азователяускорителя 9 поперечной волны вопно i вода 3. В другом варианте выполнения дымовая труба включает ствол 1 с установлен ной на нем камерой 2, которая выполнен расширяющейся сверху вниз и прямоуголь ной в поперечном сечении и поделена на четыре отсека перегородками 16 {предусматривается возможность выполнения ка Я1еры 2 в виде кольцевого многогранника и деление ее на большее количество частей). Внутри каждого отсека установлен на подвесках 17 волновод 3, соединенны с генератором 4 его поперечной волнь:. У каждого отсека камеры 2 внешняя, имеющая наименьший размер стенка 5, несколько выступает над верхним срезом камеры 2Для стабилизации поперечной волны :. каждый волновод 3 снабжен образователем-ускорителем Э в нижней части и гасителем 10 в верхней. Генератор 4 поперечной волны волновода 3 имеет один общий для всех гибкий вал 18, к которому при помощи стер ней 11 и рычагов 19 крепятся нижние кромки волноводов 3. Вал 18 приводится в колебательное движение приводом 2О. Камера 2 крепится к стволу 1 посредством ребер 15 жесткости. Дымовая труба работает сле уютаим образом. При включении ге сератора 4 нижней кромке волновода 3 сообщаются возвратно-колебательные движения между стенками 6 или противоположными стенками отсеков внутри камеры 2. Колебания выполняются до соприкосновения нижней части волновода 3 с внутренней поверхностью стенок 6. После соприкосновения образе-, ватель-ускоритель 9 поперечной волны, сохраняя полученную направленность движения и в силу своей повьпиенной инерционности, стремится уложить на вск) свою длину тело волновода 3 вдоль внутренней поверхности стенки 6, причем это происходит с возрастающим ускорением верхнего конца образователя-ускорителя 9 в направлении к стенке 6. При движении нижней части волновода 3 к противополож ной стенке весь этот процесс повторяется В результате этого в полости камеры 2 волновод 3, упруго изгибаясь, образует механические поперечные волны, которые движутся снизу вверх с затухающей ампли тудой. Эти волны возника1Ьт благодаря упруго-гибкой деформации материала волновода 3 и стабилизирующему воздействию образователя-ускорителя 9. 044 В верхней части волновода 3 гаситель Ю поперечной волны выполняет мягкий сброс энергии колебаний, сохраняя при этом пучность и линию поперечной волны волновода 3, вследствие ограниченности только двумя выступающими кромками стенок 5 и своей способности мягко изгибаться. Удаляемые газы, пройдя ствол 1, заполняют впадины, образованные волноводом 3 и огарниченные стенками 5 и 6 камеры 2. В этих впадинах газы завихряются в плоскости распространения веяны, причем закрутка газов во впадине одной волны выполняется в одну сторону, а в другой - в противоположную. Завихрение газов во впадинах происходит в результате: волнообразного движения волновода 3} вязкого трения газов об относительно подвижные поверхности замкнутого пространства впадин; грушевидной формы сече-i ния волнообразной впадины, а также в результате возникающих перетоков газов, развитых от центра к периферии вихря, вследствие высоких скоростей движения газов, находящихся вблизи движущейся поверхности замкнутого пространства впадины. При движении поперечной волны волновода 3 снизу вверх интенсивность скрутки газов в вихревой цилиндрический жгут возрастает за счет увеличения скорости движения волны, так как происходит затухание ее амплитуды; уменьшения объема замкнутого пространства волновой впадины при неизменном количестве заключенных в кей газов, вследствие того, что объем пространства владины уменьшается прямо пропорционально величине затухания амплитуды поперечной волны волновода 3. В момент выхода цилиндрического вихря дымовых газов из полости камеры 2 над верхним срезом стенок 6 осевая часть его, которая находится под разрехсением, остается закрытой некоторый отрезок времени выступающими краями стенок 5. Это позволяет устранить подсос атмосферного воздуха во внутрь вихря и сохранить его от преждевременного разрушения в момент его адаптации в свободной атмосфере. Сохранение вихря происходит также за счет удерживающей силы его осевого разрежения. В процессе адаптации цилиндрического вихря дьгмовых га- зов в атмосфере происходит выведение окружающего воздуха из состояния относятельного покоя в пограничном слое и на.ращивание толщины слоя в границах всего вихря. Все это увеличивает скорость подъема вихря дымовых газов и времй етч существования в атмосЙ1ере. Гаситель 10 поперечной волны волновода 3 выпо.аняет четкое разграничение между выбрасываеьчыми в атмосферу вихрйк-ш газов, не разрушай, а как бы выкатывая из полости камеры 2, подталкивая вверх. Чередование различного направления закрутки удаляемь Х газов создает благо приятьпые аэродинамические условия для правильно организованного обтекания встреч1нымй потоками атмосферного БОЗцуха каждой пары вихрей газов, так как образуется подобие торроидального вихря что увеличивает скорость подъема и время существования в атмос зере каждой пары вихрей удаляемык газов. Таким, образом, удаление дымовых газов в атмосферу гфоисходит в виде выпрыгивающик вверх вихрей, которые груп пируются в пары. Интенсивная эвакуация дымовых газов волноводом 3 создает в полости камеры 2 разрежение, которое сопутствует увели чению тяги и снижению гидравлического сопротивления всего аппарата. Путем изменения амплитуды и частоты колебания волновода 3, изменения высоты камеры 2 и, следовательно, длины волно вода 3, а также изменения VIexaничecкия характеристик материала волновода 3, а значит изменения закона колебания и затухании поперечных вотш поямтяется возможность увачичи&ать высоту подъема удаляемых в атмосферу газов, т. е. уве личивать производЕтеттьность аппарата. Вьшолнеггие дь мовой трубы предлагав мой конструкции обеспечрхвает: а)выброс в атмосферу уже готового Бихря дымовых газов за счет оснащекгая ускорителя аыброса газов вертикальным механическим во.гшоводом, который создает в полости камеры поперечные волны двигающиеся снизу вверх с затухающей амплитудой; б)повышенную интенсивность закрутк Б вихрь удапяемык газов и высокую скорость выброса их в атмосферу, как реаультат выпатнения камеры ускорителя газов прямоугольной в поперечном сече кни к снабжения во,тгяовода образователе ускорителем его поперечной волны; в)благоприятные аэродинамические усповия выхода в атмосферу и адаптации 048 S ней вихря удаляемъпс газов йа-;едствие перекрытия торцов вккря гааоь вь ступаю щими кромками двух пар.аплвтьных стенок камеры ускорителя выброса газов и оснаЩения верхней час-ги &огггюзол;а гасителем егЪ поперечной волны, а также вьтолнения закрутки каждого последующего вихря газов в сторон , противопологкную закрутке гфецыдущегс зихря. г) возможность выполнения регугагров™ ки высоты подъема и атмоссЬеру удаляемь Х газов и производительности аппарата; так как можно грутширозать ускорители выброса газов в кольцевой к-шогог-ранник, создавая торроиаальный вихрь газов в атмосфере, меняя интенсивность .закрутки удаляемых газов в ви:гфь путэм изменения частоты и амплитуды .колебаний генератора поперечной волны во,пг.ковода кпи меке нических характеристик самого всхлгновода, а также используя способность ускорители выброса газов к самостоятйтъной транспортировке газов. Формула о b с е т 1. Дымовая труЬа, содер- гсащаи ствол и смонтированный в верхней нго части ускоритеяг:, выброса газов, вьтопненный в виде камеры с генеоатором 14О.звратноколебательных движений, о т л и ч а ю а я с я тем, что, с целью лое-ьплекий высоты выброса газов в атмосферу, она снабжена установлен,.-, внуток камеры к coem-iHeHHbiM с генератором р.озЕрб. колебательных двяженнй вертикальным механическим волноводом с размеллепны -, в нижней его части ускорителетл колебаний, а в веркпей - гасителем, 2- Труби по п. 1, о л и ч а ю Щ а Я с я тем, что камера выпаянена расширяющейся csepxs вниз и прямоу;--ольной в поперечном сечении, две боковые стсгнхи которой параллельны между собо, расширяются книзу и выдвинуты над вер- ким срезом. двух, других (Г)-енок. Источншй кн(|х рмации, принятые во Е.нимание при экспертизе 1.,Двторское свидетельство СССР № 309211, кл. f 23 Т 11/00, 1969, 2.Ангорское свидетепьствс СССР Nb 319725, кл, Е 04 Н 12/00, 1971.

Iff

/J