RU2694646C1

RU2694646C1 - Sandwich-pipe for chimney

Info

Publication number: RU2694646C1
Application number: RU2018130000A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Палей
Original assignee: Алексей Алексеевич Палей
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2019-07-16

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering, in particular, to chimneys for discharge of flue gases from heating devices, such as furnaces and fireplaces. Sandwich-pipe for chimney includes coaxially installed with a gap relative to each other and interconnected by heat-insulating material inner and outer pipes. In the gap between the pipes there is a heating element made in the form of an electric ring heater fixed on the outer surface of the internal pipe. At the ends of the internal and external pipes there made are structural elements of the spigot connection with internal and external pipes of similar sandwich-pipes.

EFFECT: increased draft of flue pipe of heating device.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к дымовым трубам для овода дымовых газов от отопительных приборов (печей, каминов) и может быть использовано для повышения тяги отопительных устройств без усложнения технологии их изготовления и монтажа.The invention relates to energy, in particular to chimneys for flue gas gadfly from heating devices (stoves, fireplaces) and can be used to increase the thrust of heating devices without complicating the technology of their manufacture and installation.

Известно вытяжное устройство (см. патент №2359172 Ru) отопительного прибора, функционирующее на углеводородном топливе, состоящее из вертикальной трубы (дымохода) с дымовым каналом различной конфигурации, задвижки, управляющей движением дымовых газов в дымовом канале, внутри которого смонтирован нагревательный элемент, вентилятор с электроприводом и ветроприводом и элементы управления положением задвижки, оборотами вентилятора, нагревателем (датчики температуры, датчики положения задвижки, датчик оборотов вентилятора, микрочип, светодиод состояния тяги). Известное устройство позволяет выполнить поставленную перед ним задачу и технически обеспечивает увеличение тяги отопительного прибора. Однако, в известном устройстве вентилятор с электроприводом и нагревательный элемент установлены внутри дымохода дымовой трубы. В условиях бытового использования нагревательных приборов не предусматривается очистка дымовых азов, и содержащиеся в дымоходе вентилятор с электродвигателем и нагревательный элемент в процессе эксплуатации обрастут сажей, что, в лучшем случае, повлечет за собой снижение естественной тяги, а в случае ее перегрева, и к воспламенению. Кроме того, известная конструкция отличается сложностью, и для ее монтажа требуются высококвалифицированные специалисты.Known exhaust device (see patent No. 2359172 Ru) heating device, functioning on hydrocarbon fuel, consisting of a vertical pipe (chimney) with a smoke channel of various configurations, a valve that controls the movement of flue gases in the smoke channel, inside which is mounted a heating element, a fan with electric and wind driven and valve position controls, fan speed, heater (temperature sensors, valve position sensors, fan speed sensor, microchip, LED d state of thrust). The known device allows you to perform the task before him and technically provides an increase in the thrust of the heater. However, in the known device, an electric fan and a heating element are installed inside the chimney flue. In domestic conditions, heating devices do not provide for cleaning the smoke base, and the fan with an electric motor and the heating element contained in the chimney will accumulate soot during operation, which, at best, will result in a decrease in natural draft, and in case of overheating, and ignition . In addition, the well-known design is complex, and for its installation requires highly qualified specialists.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому относится сэндвич-труба для дымохода. См., например, https://experttrub.ru/dymovye/sendvich-truba-dlva-dymoxoda.htmlThe closest technical solution to the proposed is a sandwich pipe for the chimney. See, for example, https://experttrub.ru/dymovye/sendvich-truba-dlva-dymoxoda.html

Сэндвич-труба для дымохода выполнена в виде удобного для транспортировки ограниченной длины модуля, снабженного элементами стыковки с другими унифицированными модулями и проведения ручного монтажа дымохода отопительного прибора. Сэндвич-труба для дымохода содержит две отдельные коаксиально друг относительно друга установленные трубы, разделенные и скрепленные между собою теплоизолирующим материалом. На противоположных краях каждой отдельной трубы выполнены конструктивные элементы раструбно-профильного соединения сэндвич-труб между собой, а также для соединения ее с другими отдельными модулями дымохода отопительного прибора (коленами, отводами, зонтом и пр.). Такое конструктивное выполнение сэндвич-трубы обеспечивает ее заводское изготовление и позволяет спроектировать и смонтировать устройство для отвода дымовых газов практически для любых отопительных приборов, устанавливаемых в различных постройках. Устройство для отвода дымовых газов с использованием известных сэндвич-труб может быть выполнено из набора отдельных модулей, обеспечивая сборку и монтаж дымохода любой формы, размеров и требуемой высоты трубы. Вместе с тем, как и для всех труб дымоходов отопительных приборов, эксплуатация которых производиться не на постоянной основе, известная сэндвич-труба практически не обеспечивает никакой тяги в момент растопки отопительного прибора после длительного перерыва в его эксплуатации.The sandwich pipe for the chimney is designed as a limited-length module convenient for transportation, fitted with docking elements with other unified modules and for carrying out manual installation of the heater chimney. The sandwich pipe for the chimney contains two separate coaxially installed relative to each other pipes, separated and fastened together with a heat-insulating material. At the opposite edges of each individual pipe, structural elements of a socket-shaped sandwich-pipe joint are made, as well as to connect it with other individual heater chimney modules (elbows, outlets, umbrella, etc.). Such constructive performance of a sandwich pipe provides its factory production and allows to design and mount a device for flue gas removal for practically any heating devices installed in various buildings. A device for the removal of flue gases using known sandwich pipes can be made from a set of individual modules, ensuring the assembly and installation of a chimney of any shape, size and required pipe height. At the same time, as with all pipes of chimneys of heating devices, which are not operated on a permanent basis, the well-known sandwich pipe provides almost no traction at the time of heating the heating device after a long interruption in its operation.

Целью предполагаемого изобретения является повышение тяги трубы дымохода отопительного прибора.The aim of the proposed invention is to increase the thrust of the chimney of the heating device.

Для достижения заявленной цели известная сэндвич-труба для дымохода, содержащая коаксиально установленные с зазором друг относительно друга и скрепленные между собой теплоизолирующим материалом внутреннюю и внешнюю трубы с выполненными на их концах элементами раструбного соединения соответственно с внутренней и внешней трубой аналогичных сэндвич-труб, снабжена нагревательным элементом, установленным в зазоре между внешней и внутренней трубой;To achieve the stated goal, a well-known sandwich pipe for a chimney, containing inner and outer pipes coaxially installed with a gap relative to each other and bonded to each other with heat insulating material, is provided with heating elements at the ends of the bell-shaped joint with an inner and outer pipe element installed in the gap between the outer and inner pipe;

нагревательный элемент выполнен в виде электрического кольцевого (хомутового) нагревателя и закреплен на внешней поверхности внутренней трубы.The heating element is designed as an electric annular (clamp) heater and is attached to the outer surface of the inner tube.

Технический эффект достигается за счет того, что при подаче напряжения на электрический кольцевой (хомутовый) нагреватель, происходит нагрев поверхности внутренней трубы сэндвич-трубы дымохода. Находящийся внутри ее воздух нагревается, поднимается вверх, чем и обеспечивается увеличение тяги.The technical effect is achieved due to the fact that when a voltage is applied to an electric annular (clamp-type) heater, the surface of the inner pipe of the chimney sandwich pipe is heated. The air inside it heats up, rises upwards, and this increases the thrust.

На фиг. 1 представлена условная схема предлагаемой сэндвич трубы для дымохода, ее продольный разрез. Сэндвич-труба для дымохода содержит внутреннюю 1 и внешнюю 2 коаксиально с зазором друг относительно друга установленные трубы, скрепленные между собою теплоизолирующим материалом 3. Длина внутренней трубы 1 ровна длине внешней трубы 2, и их торцы совмещены в одних плоскостях. Внутренняя труба 1 является дымоходом и выполнена площадью поперечного сечения, соответствующей площади поперечного сечения дымохода отопительного прибора. Внешняя труба 2 выполняет роль защитной оболочки и обеспечивает защиту внутренней дымовой трубы 1 от внешнего атмосферного воздействия и ее термоизоляцию. Зазор между внутренней поверхностью внешней трубы 2 и внешней поверхностью внутренней трубы 1 заполнен термоизоляционным материалом 3. Внутренняя труба 1 и внешняя труба 2 выполнены одинаковой длины и скреплены между собой теплоизолирующим материалом таким образом, чтобы их торцевые поверхности находились в одной плоскости. На противоположных краях каждой отдельной трубы выполнены конструктивные элементы раструбно-профильного соединения сэндвич-труб между собой, а также для соединения ее с другими отдельными модулями дымохода отопительного прибора (коленами, отводами, зонтом и пр.). Раструб внутренней трубы 4 на глубину не менее 50 мм выполнен диаметром не менее чем на 1 мм большим, чем диаметр участка противоположного края внутренней трубы 5, выполненный также на высоту не менее 50 мм. Технологически раструб внутренней трубы 4 может быть выполнен путем механического присоединения (приварки) обечайки соответствующего размера к внутренней трубе, либо соответствующей развальцовкой. Противоположный край внутренней трубы 5 может быть выполнен также либо присоединением обечайки соответствующего размера, либо путем гофрирования цилиндрической поверхности у края трубы. Аналогичные конструктивные элементы раструб 6 и соответствующее ему уменьшение диаметра участка края трубы 7 выполнены и на внешней трубе 2. Конкретные размеры выполнения раструбов и технология выполнения концевых участков труб должны производиться исходя из конкретных технологических возможностей производства и требованиям по надежности выполнения раструбно-профильного соединения. В кольцевом зазоре между внутренней 1 и внешней 2 трубам, на внешней поверхности внутренней трубы 1 закреплен электрический нагреватель 8. В качестве электрического нагревателя может быть использован любой электрический нагреватель, например, см. httр://роlуmеrnаgrеv.ru/khоmutоvуе-nagrеvаtеli: или, например, http://www.symmetron.ru/suppliers/heaters/heaters-ring.shtml. Требуемая мощность электрического нагревателя не менее 250 вт, рабочая температура не менее 100°С. Предварительные расчеты показали, что при данных параметрах нагревателя в течение 10 минут его работы воздух прогревается во внутренней трубе и обеспечивает увеличение тяги отопительного прибора до значений, при которых практически не наблюдается выхода дымовых газов вовнутрь помещения в процессе растапливания отопительного прибора. Конкретный тип нагревателя, рабочий диапазон его температур и мощность определяются на стадии проектирования сэндвич-трубы, исходя из требуемых значений предполагаемого повышения тяги и стойкости к перегреву используемого термоизоляционного материала 3.FIG. 1 shows the conventional scheme of the proposed sandwich pipe for the chimney, its longitudinal section. A sandwich pipe for a chimney contains internal 1 and external 2 coaxially installed pipes with a gap relative to each other, bonded between each other by insulating material 3. The length of the internal pipe 1 is equal to the length of the external pipe 2, and their ends are aligned in the same planes. The inner pipe 1 is a chimney and is made with a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the flue of the heater. The outer pipe 2 acts as a containment shell and protects the inner chimney 1 from external atmospheric exposure and its thermal insulation. The gap between the inner surface of the outer pipe 2 and the outer surface of the inner pipe 1 is filled with insulating material 3. The inner pipe 1 and the outer pipe 2 are made of the same length and bonded to each other with heat insulating material so that their end surfaces are in the same plane. At the opposite edges of each individual pipe, structural elements of a socket-shaped sandwich-pipe joint are made, as well as to connect it with other individual heater chimney modules (elbows, outlets, umbrella, etc.). The spout of the inner tube 4 to a depth of not less than 50 mm is made with a diameter of not less than 1 mm larger than the diameter of the portion of the opposite edge of the inner tube 5, also made to a height of not less than 50 mm. Technologically, the socket of the inner tube 4 can be made by mechanically attaching (welding) the shell of the appropriate size to the inner tube, or by appropriate flaring. The opposite edge of the inner pipe 5 can also be made either by attaching a shell of the appropriate size, or by corrugating a cylindrical surface at the edge of the pipe. Similar structural elements of the socket 6 and the corresponding reduction in the diameter of the pipe edge 7 are made on the outer pipe 2. The specific dimensions of the socket and the technology for the end sections of the pipes must be made on the basis of the specific technological capabilities of production and requirements for reliability of the socket-profile connection. In the annular gap between the inner 1 and outer 2 pipes, an electric heater 8 is fixed on the outer surface of the inner pipe 1. Any electric heater can be used as an electric heater, for example, see https://www.hrlumernagrev.ru/khomututovu-nagrevаtli: or , for example, http://www.symmetron.ru/suppliers/heaters/heaters-ring.shtml. The required power of the electric heater is not less than 250 W, the working temperature is not less than 100 ° C. Preliminary calculations showed that with these heater parameters, for 10 minutes of its operation, the air warms up in the inner tube and provides an increase in the heater thrust to values at which there is practically no discharge of flue gases into the room during the heating process of the heater. The specific type of heater, its working temperature range and power are determined at the design stage of the sandwich pipe, based on the required values of the expected increase in thrust and overheating resistance of the used thermal insulation material 3.

Работа предлагаемой сэндвич-трубы дымохода осуществляется следующим образом. Предлагаемая сэндвич-труба монтируется на любом из прямолинейных участков дымохода отопительного прибора. В зависимости от мощности электрического нагревателя 8, индивидуальных свойств отопительного прибора (аэродинамического сопротивления прохождению дымовых газов через дымовые каналы самого отопительного прибора) и параметров дымохода подпирается количество предлагаемых сэндвич-труб в дымоходе. Заблаговременно, минут за 10 до использования отопительного прибора подается электропитание на электрический подогреватель 8. Воздух во внутренней трубе разогревается и, поднимаясь вверх, что и обеспечивает формирование тяги в отопительном приборе. В зависимости от особенностей конструкции отопительного прибора, его внутреннего сопротивления, динамики разогрева и пр. факторов, а также метеорологических условий вне помещения, определяющих тягу отопительного устройства регулируется время работы электрического нагревателя. При достаточном прогреве отопительного устройства, обеспечивающего его работу без задымления отапливаемого помещения, электрический нагреватель выключается. При необходимости, может быть разработана автоматическая система регулирования работой электронагревателя, исходя из условия обеспечения предварительно задаваемых значений тяги отопительного устройства.The work of the proposed sandwich pipe chimney as follows. The proposed sandwich pipe is mounted on any of the straight sections of the chimney of the heating device. Depending on the power of the electric heater 8, the individual properties of the heater (aerodynamic resistance to the passage of flue gases through the flue channels of the heater itself) and the parameters of the chimney, the number of proposed sandwich pipes in the chimney is supported. In advance, 10 minutes before using the heater, power is supplied to the electric heater 8. The air in the inner tube is heated and rising upwards, which ensures the formation of thrust in the heater. Depending on the design of the heating device, its internal resistance, the dynamics of heating and other factors, as well as meteorological conditions outdoors, which determine the traction of the heating device, the operating time of the electric heater is regulated. With sufficient heating of the heating device, which ensures its operation without smoking the heated space, the electric heater is turned off. If necessary, an automatic system for regulating the operation of an electric heater can be developed, based on the condition of providing pre-set values for the draft of the heating device.

Таким образом, предлагаемое устройство, благодаря новым, ранее неизвестным признакам, обеспечивает повышение тяги трубы дымохода отопительного прибора, что позволяет достичь цели предполагаемого изобретения.Thus, the proposed device, thanks to new, previously unknown features, provides increased thrust pipe of the heating device, which allows to achieve the goal of the proposed invention.

Claims

1. Sandwich pipe for chimney containing coaxially installed with a gap relative to each other and bonded between each other heat-insulating material, the inner and outer pipes with elements of a socket connection made at their ends, respectively, with inner and outer pipes of similar sandwich pipes, characterized in that heating element installed in the gap between the outer and inner tubes;

2. Sandwich pipe for chimney under item 1, characterized in that the heating element is designed as an electric annular (clamp) heater and mounted on the outer surface of the inner pipe.