RU2571320C1

RU2571320C1 - Gutter for sloping roof of multi-storey house

Info

Publication number: RU2571320C1
Application number: RU2014135627/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Геннадьевич Емельянов; Виталий Иванович Колчунов; Наталья Витальевна Клюева; Николай Сергеевич Кобелев; Юлия Васильевна Панюкова; Екатерина Викторовна Голева; Алексей Валерьевич Стариков
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2015-12-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: pneumatic-hydraulic generator includes a propeller with a device to generate and accumulate electric energy, besides, the propeller is located inside the gutter and is made in the form of at least four blades bent backwards relative to direction of rain water motion, and the device to generate and accumulate electric energy is located outside the gutter.

EFFECT: resource-saving operation of a building due to use of non-conventional generated power for lighting of lobbies and auxiliary rooms during hours of darkness by means of gutter equipment with a pneumatic and hydraulic generator.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в покрытиях многоэтажных зданиях.The invention relates to construction and can be used in coatings of multi-storey buildings.

Известен водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания (см. а. с. СССР №798259, кл. Е04Д 13/04),включающий размещенные по краям крыши водосборные лотки со сливными отверстиями и трубы внутреннего водостока.Known drainage system for the pitched roof of a multi-storey building (see a.s. USSR No. 798259, class E04D 13/04), including drainage trays located on the edges of the roof with drain holes and pipes of the internal drain.

Недостатком известного решения является отсутствие подогрева зоны сливных отверстий, что может способствовать переполнению водосборных лотков талой водой в ранневесенний период из-за образования ледяных пробок во сливных отверстиях. A disadvantage of the known solution is the lack of heating of the drainage area, which can contribute to the overflow of drainage trays with melt water in the early spring due to the formation of ice plugs in the drainage holes.

Известен водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания (см. патент РФ №2130536. МПК Е04Д 13/04,опубл. 20.05.1999), включающий размещенные по краям крыши водосборные лотки со сливными отверстиями и примыкающими к ним сливными трубками, систему подогрева зоны сливных отверстий и трубы внутреннего водостока, отличающийся тем, что система подогрева выполнена в виде замкнутой металлической утепленной оболочки, отстоящей от наружной поверхности сливной трубки, с патрубками для пропуска обратной воды отопления здания. Known drainage system for the sloping roof of a multi-storey building (see RF patent No. 2130536. IPC E04D 13/04, publ. 05.20.1999), including drainage trays located along the edges of the roof with drain holes and drain pipes adjacent to them, a heating system for the drain hole zone and pipes of the internal drain, characterized in that the heating system is made in the form of a closed metal insulated shell, spaced from the outer surface of the drain pipe, with pipes for passing back water to the heating of the building.

Недостатком является высокая ресурсоемкость эксплуатации многоэтажного здания из-за непроизводительных затрат электрической энергии для дежурного освещения в темное время суток подъездов и вспомогательных помещений и определяемая как отбором энергии из типовых электрических сетей, так и необходимостью использования оборудования, понижающего напряжение. The disadvantage is the high resource consumption of the operation of a multi-storey building due to the unproductive costs of electric energy for emergency lighting of porches and auxiliary rooms at night, and is determined both by the selection of energy from typical electrical networks and the need to use voltage-reducing equipment.

Технической задачей предлагаемого изобретения является ресурсосберегающая эксплуатация многоэтажного здания за счет использования для освещения в темное время суток подъездов и вспомогательных помещений нетрадиционно вырабатываемой электрической энергии путем снабжения водоотвода пневмогидрогенератром, расположенным в его верхней части. Пневмогидрогенератор включает крыльчатку с устройством выработки и аккумулирования электрической энергии, причем крыльчатка расположена внутри водоотвода и выполнена в виде не менее четырех лопастей, загнутых назад относительно направления движения дождевой воды, а устройство выработки и аккумулирования электрической энергии размещено вне водоотвода. The technical task of the invention is the resource-saving operation of a multi-storey building due to the use of non-traditionally generated electric energy for illumination in the dark at night by supplying a drainage system with a pneumohydrogen generator located in its upper part. The pneumohydrogenerator includes an impeller with a device for generating and storing electric energy, the impeller being located inside the drainage system and made in the form of at least four blades bent backward relative to the direction of rainwater movement, and the device for generating and storing electric energy is located outside the drainage system.

Технический результат по обеспечению ресурсосберегающей эксплуатации многоэтажного здания достигается тем, что водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания, включающий размещенные по краям крыши водосборные лотки со сливными отверстиями и примыкающими к ним сливными трубками, систему подогрева зоны сливных отверстий и трубы внутреннего водостока, при этом система подогрева выполнена в виде замкнутой металлической утепленной оболочки, отстоящей от наружной поверхности сливной трубки, с патрубками для пропуска обратной воды отопления здания. The technical result of ensuring resource-saving operation of a multi-storey building is achieved by the fact that the drainage system for the pitched roof of a multi-storey building, including drainage trays located along the edges of the roof with drain holes and drain pipes adjoining them, a heating system for the drain area and an internal drain pipe, is provided with a heating system made in the form of a closed metal insulated shell, spaced from the outer surface of the drain pipe, with nozzles for passing back water from Lenia building.

На чертеже 1 изображен водоотвод с пневмогидрогенератором. The drawing 1 shows a drainage system with a pneumohydrogen generator.

Водоотвод для скатной крыши многоэтажного здания содержит размещенные по краям утепленной крыши 1 водосборные лотки 2 со сливными отверстиями 3 и примыкающими к ним сливными трубками 4, а также трубы внутреннего водостока 5. Сливная трубка 4 выполнена с отстоящей от ее наружной поверхности замкнутой металлической оболочкой 6 и размещена внутри элемента утепленной крыши 1. Оболочка 6 снабжена входным 7 и выходным 8 патрубками для пропуска обратной воды отопления, а также продольной перегородкой 9, улучшающей циркуляцию горячей воды вдоль трубки 4. The drainage system for the pitched roof of a multi-storey building contains drainage trays 2 with drain holes 3 and drain pipes 4 adjacent to them and drain pipes 4 located along the edges of the insulated roof 1, and a drain pipe 4 made with a closed metal sheath 6 spaced from its outer surface and placed inside the element of the insulated roof 1. The shell 6 is equipped with an inlet 7 and an outlet 8 nozzles for passing reverse heating water, as well as a longitudinal partition 9, which improves the circulation of hot water along the pipes ki 4.

Горячая вода из обратной трубы отопления 10 мансардного помещения пропускается через оболочку 6, нагревая сливную трубку 4 и зону сливного отверстия 3, а затем возвращается в обратную трубу отопления 10. Пневмогидрогенератор 11 включает крыльчатку 12, устройство выработки и аккумулирования электроэнергии 13. Крыльчатка расположена внутри водосточного лотка 2 и выполнена в виде не менее четырех лопастей 14, загнутых назад относительно движения дождевой воды, а устройство выработки и аккумулирования электроэнергии 13 размещено вне водоотвода, при этом в трубе 5 водостока нижнее основание 15 расположено вблизи основания многоэтажного здания.Hot water from the return heating pipe 10 of the attic is passed through the shell 6, heating the drain pipe 4 and the drain hole 3, and then returns to the heating return pipe 10. The pneumohydrogen generator 11 includes an impeller 12, an electric power generation and storage device 13. The impeller is located inside the drain tray 2 and made in the form of at least four blades 14, bent backward relative to the movement of rainwater, and the device for generating and storing electricity 13 is placed outside the drainage system, and in the drain pipe 5, the lower base 15 is located near the base of the multi-story building.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В светлое время суток труба внутреннего водостока 5 прогревается под воздействием солнечной радиации, что приводит к повышению температуры воздуха, находящегося во внутреннем объеме трубы внутреннего водостока 5. Наличие температурного перепада между воздухом у основания многоэтажного здания и, соответственно, в нижней части 15 трубы внутреннего водостока 5 и слоями воздуха по высоте трубы внутреннего водостока 5, при отсутствии атмосферных осадков в виде дождя, приводит к перемещению потока атмосферного воздуха за счет свободной конвекции с возрастающей скоростью в результате изменения его плотности, достигая максимально возможной скорости к водосточному лотку 2 трубы внутреннего водостока 5, т. е. перед крыльчаткой 12. При воздействии на лопости 14, загнутые вперед относительно движущегося воздушного потока, достигается наибольший вращательный момент на устройство выработки и аккумулирования электроэнергии 13 при непосредственном использовании или для последующего ее аккумулирования. In the daytime, the pipe of the internal drain 5 warms up under the influence of solar radiation, which leads to an increase in the temperature of the air inside the pipe of the internal drain 5. The temperature difference between the air at the base of a multi-story building and, accordingly, in the lower part 15 of the pipe of the internal drain 5 and layers of air along the height of the pipe of the internal drain 5, in the absence of atmospheric precipitation in the form of rain, leads to a movement of atmospheric air flow due to free convection with increasing speed as a result of changes in its density, reaching the maximum possible speed towards the drain tray 2 of the inner drain pipe 5, i.e., in front of the impeller 12. When exposed to the blades 14, bent forward relative to the moving air flow, the greatest rotational moment on the device is achieved generation and storage of electricity 13 during direct use or for its subsequent storage.

В темное время суток труба внутреннего водостока 5 прогревается под воздействием теплоты, передаваемой теплопроводностью от наружных ограждений многоэтажного здания, что приводит к повышению температуры воздуха, находящегося во внутреннем объеме трубы внутреннего водостока 5, с последующим уменьшением его плотности. Восходящий воздушный поток, возникший за счет разности плотностей воздуха как у основания многоэтажного здания, т.е. в нижней части 15 трубы внутреннего водостока 5, так и на различных уровнях по мере этажности здания, перемещается в водосточный лоток 2 водоотвода, достигая максимально возможной скорости перед крыльчаткой с последующей выработкой электрической энергии. At night, the pipe of the internal drain 5 warms up under the influence of heat transferred by the heat conduction from the outer fences of the multi-storey building, which leads to an increase in the temperature of the air inside the pipe of the internal drain 5, with a subsequent decrease in its density. Upward air flow arising due to the difference in air densities at the base of a multi-story building, i.e. in the lower part 15 of the pipe of the internal drain 5, and at various levels, as the number of storeys of the building, it moves into the drain tray 2 of the drainage system, reaching the maximum possible speed in front of the impeller with the subsequent generation of electric energy.

В связи с тем, что спуск воды по трубе внутреннего водостока 5 в течение года имеет случайно-вероятностный промежуток времени, а перемещение воздуха вследствие разности плотностей, обусловленных особенностью многоэтажного здания, у основания 15 трубы внутреннего водостока 5 и водосточного лотка 2, вызванное изменяющейся суточной температурой в течение суток при эксплуатации здания, имеет преимущественное значение, то форма лопастей 14 крыльчатки 12 выбирается загнутыми вперед. Тогда при поступлении дождевой воды из водосточного лотка 2 в трубу внутреннего водостока 5 сверху вниз, лопасти 14 крыльчатки 12, загнутые назад относительно перемещающегося потока жидкости, обеспечивают получение наилучшего КПД гидравлического (см., например, стр.45 Попов В.М. "Рудничные водоотливные установки" М.: Недра 1983 - 203 с., ил.), а при поступлении воздуха в трубу внутреннего водостока 5 снизу вверх, особенно для многоэтажных зданий и уникальных сооружений, когда наблюдается существенная разница температуры воздуха у нижней части основания 15 трубы внутреннего водостока 5 и водосточного лотка 2, воздействие воздушного потока на лопасти 14 крыльчатки 12, которые относительно перемещающегося воздуха загнуты вперед, обеспечивают максимально достижимый для свободной конвекции температурно-скоростной режим (см., например, стр.202 Исаченко В.П. и др. "Теплопередача" М.: Энергоиздат 1981 г.- 418 с., ил.) и, соответственно, наибольший для данных условий вращающий момент устройства выработки и ее аккумулирования 13. В результате размещения крыльчатки 12 в водосточном лотке 2 с лопастями 14 в количестве не менее четырех и загнутых назад относительно движения дождевого потока обеспечивается достаточно равномерное в течение года производство электрической энергии, например, используемой для освещения в темное время суток вспомогательных помещений, многоэтажных сооружений, в том числе и подъездов жилых зданий. Due to the fact that the discharge of water through the pipe of the internal drain 5 during the year has a randomly probable period of time, and the movement of air due to the difference in densities due to the peculiarity of a multi-storey building, at the base 15 of the pipe of the internal drain 5 and drain tray 2, caused by a changing daily temperature during the day during the operation of the building, is of primary importance, then the shape of the blades 14 of the impeller 12 is selected bent forward. Then, when rainwater flows from the gutter tray 2 into the pipe of the internal drain 5 from top to bottom, the impeller blades 14, bent backward relative to the moving fluid flow, provide the best hydraulic efficiency (see, for example, p. 45 Popov V.M. drainage installations "M .: Nedra 1983 - 203 s., ill.), and when air enters the pipe of the internal drain 5 from the bottom up, especially for high-rise buildings and unique structures, when there is a significant difference in air temperature at the bottom of the base 15 pipes of the internal drain 5 and the drain tray 2, the effect of the air flow on the impeller blades 14, which are bent forward relative to the moving air, provide the temperature and speed regime that is maximally achievable for free convection (see, for example, p. 202 Isachenko V.P. . and others. "Heat transfer" M .: Energoizdat 1981 - 418 pp., ill.) and, accordingly, the greatest torque for the production device and its accumulation for these conditions 13. As a result of placing the impeller 12 in the gutter 2 with blades 14 if The EU ETS is not less than four and bent backward relative movement is provided by rainwater flow sufficiently uniform in the course of the year the production of electrical energy, for example, is used for illumination in the dark auxiliary premises, multi-storey buildings, including entrances of apartment buildings.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что достигается снижение энергоемкости многоэтажного здания путем устранения энергозатрат централизованной энергосистемы за счет освещения вспомогательных помещений, подъездов, лестничных клеток и т. д. электрической энергией, вырабатываемой пневмогидрогенератором, использующим энергию движущегося потока воздуха, или перемещающейся дождевой воды в водоотводе, вследствие размещения в водосточном лотке крыльчаток с загнутыми лопастями и устройства выработки и аккумулирования электроэнергии, расположенного вне водоотвода. The originality of the invention lies in the fact that the energy intensity of a multi-storey building is reduced by eliminating the energy consumption of a centralized power system by lighting auxiliary rooms, porches, stairwells, etc. with electric energy generated by a pneumohydrogen generator that uses the energy of a moving air stream or moving rainwater in drainage, due to the placement of impellers with curved blades in the gutter tray and the generation device and accumulator Ania electricity located outside the drainage.

Claims

A drainage system for the pitched roof of a multi-storey building, including drainage trays located at the edges of the roof with drain holes and drain pipes adjoining them, a heating system for the drain holes and an internal drain pipe, the heating system being made in the form of a closed metal insulated shell spaced from the outer surface drain pipe, with nozzles for passing the return water of the building heating, characterized in that the spillway is equipped with a pneumohydrogen generator, including an impeller from devices m and generate electricity storage, wherein the impeller is disposed within the drainage tray and is in the form of at least four blades curved backwards relative moving rainwater, and the device and generating electricity storage voodootvoda is taken.