RU2809809C1 - Mounted motorized chimney - Google Patents

Mounted motorized chimney Download PDF

Info

Publication number
RU2809809C1
RU2809809C1 RU2023116633A RU2023116633A RU2809809C1 RU 2809809 C1 RU2809809 C1 RU 2809809C1 RU 2023116633 A RU2023116633 A RU 2023116633A RU 2023116633 A RU2023116633 A RU 2023116633A RU 2809809 C1 RU2809809 C1 RU 2809809C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chimney
umbrella
head
attached
ground
Prior art date
Application number
RU2023116633A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Горюшкин
Валерий Иванович Ларин
Никита Сергеевич Зайцев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2809809C1 publication Critical patent/RU2809809C1/en

Links

Abstract

FIELD: chimney engineering.
SUBSTANCE: means intended for removing gaseous products of fuel combustion and other gaseous industrial and household wastes into the atmosphere, in particular during smog. A mounted motorized chimney, designed to increase the height of an existing above-ground chimney, contains a barrel, the lower end of which during smog is attached to the head of the existing above-ground chimney, made telescopic from cylindrical sections with outer and inner collars, and the internal diameter of the lower section exceeds the diameter of the head existing above-ground chimney. At least three solenoids are attached to the wall of the lower section, evenly spaced around the circumference, the ferromagnetic cores of which are extended towards the head, and in the transport state of the mounted motorized chimney, the cores are extended in the opposite direction, entering the holes on the wall of the upper section. At the same time, a biconvex pot made of hollow cones connected to each other by their bases is attached to the upper section on top of the rods, and gas analyzers are installed in the pot, the air sampling tubes of which are brought out, while a multicopter drone with at least four driving propellers.
EFFECT: removing gaseous products of fuel combustion and other gaseous industrial and household wastes into the atmosphere.
3 cl, 2 dwg

Description

Насадная моторизованная дымовая труба относится к средствам, предназначенным для удаления в атмосферу газообразных продуктов сгорания топлива и других газообразных промышленных и бытовых отходов, в частности, при смоге. A mounted motorized chimney refers to a means designed to remove gaseous products of fuel combustion and other gaseous industrial and household waste into the atmosphere, in particular during smog.

Смог – ядовитый густой туман с примесью дыма, газовых отходов производства, выхлопных газов автомашин с двигателями, работающими на бензине и дизельном топливе, и с другими газовыми отходами. Приземный смог характеризуется толщиной от нескольких десятков до сотен метров и температурной инверсией, то есть увеличением температуры от десятых долей и до 15 - 20 градусов снизу-вверх по высоте, вместо обычного понижения в земной атмосфере. Температурная инверсия в смоге препятствует вертикальным перемещениям воздуха. Верхние слои смога теплее нижних и являются своеобразным «затвором» для нижних.Smog is a toxic dense fog mixed with smoke, gas waste from production, exhaust gases from cars with engines running on gasoline and diesel fuel, and other gas waste. Surface smog is characterized by a thickness of several tens to hundreds of meters and temperature inversion, that is, an increase in temperature from tenths to 15 - 20 degrees from bottom to top in height, instead of the usual decrease in the earth's atmosphere. Temperature inversion in smog prevents vertical air movement. The upper layers of smog are warmer than the lower ones and act as a kind of “barrier” for the lower ones.

Сильное загрязнение воздуха в больших городах и промышленных центрах наблюдается при штиле или слабом ветре. Также в появлении смога играет роль расположение населенных пунктов в долинах холмов и гор, то есть природно-географическое условие. Например, сильно загрязненными городками в Российской федерации считаются Норильск, Череповец, Новокузнецк и некоторые другие. В них очень часто возникают смоги.Severe air pollution in large cities and industrial centers is observed when there is calm or weak wind. Also, the location of settlements in the valleys of hills and mountains, that is, the natural geographical condition, plays a role in the appearance of smog. For example, Norilsk, Cherepovets, Novokuznetsk and some others are considered highly polluted towns in the Russian Federation. Smog occurs very often there.

Известны дымовые трубы, включающие фундамент, цоколь, ствол и оголовок, которые выполнены из кирпича высотой до 120 метров, или из железобетона (до 300 м), или из стальных листов (не более 40 м). Некоторые дымовые трубы оснащают дополнительно дымососами для создания искусственной тяги. [«Большая Советская Энциклопедия» Т. 8, М.,1972, с. 559.]There are known chimneys, including a foundation, base, trunk and head, which are made of brick up to 120 meters high, or reinforced concrete (up to 300 m), or steel sheets (no more than 40 m). Some chimneys are additionally equipped with smoke exhausters to create artificial draft. [“Great Soviet Encyclopedia” T. 8, M., 1972, p. 559.]

Недостатками дымовых труб являются:The disadvantages of chimneys are:

- малая эффективность работы, связанная с - невозможностью оперативного увеличения высоты действующей трубы, от которой зависит естественная тяга (производительность) трубы;- low operating efficiency associated with - the impossibility of promptly increasing the height of the existing pipe, on which the natural draft (performance) of the pipe depends;

- малая скорость уменьшения концентрации загрязняющих веществ в выбрасываемых трубой дымовых газах в атмосферу естественным путем;- low rate of decrease in the concentration of pollutants in flue gases emitted by the chimney into the atmosphere naturally;

- недостоверность показателей выбросов, несоответствие точек отбора и отсутствие газоочистных установок» [По результатам проверок Госприроднадзора РФ по поручению президента РФ в соответствии с федеральным проектом «Чистый воздух», срок которого продлен до 2026 года].- unreliability of emission indicators, inconsistency of sampling points and lack of gas treatment plants" [Based on the results of inspections by the State Natural Resources Supervision Service of the Russian Federation on behalf of the President of the Russian Federation in accordance with the federal project "Clean Air", the duration of which has been extended until 2026].

Известна дымовая труба (SU 1121542 A МПК F23J 11/00 опубл. 30.10.1984), содержащая ствол, снабженный в верхней части конусным оголовком, в полости которого смонтирован ускоритель выброса газов в виде камеры с входным и выходным отверстиями, в полости которой установлена гибкая диафрагма с приводом осевого перемещения. Камера ускорения выбросов газов выполнена в виде расширяющегося книзу конуса, образованного упруго гибкой спиральной лентой, внешняя кромка каждого витка которой снабжена бортиком, а гибкая диафрагма в нижней части винтовой камеры снабжена грузом и приводом осевого перемещения со спусковым механизмом.A chimney is known (SU 1121542 A IPC F23J 11/00 publ. 10/30/1984), containing a barrel equipped in the upper part with a conical head, in the cavity of which a gas emission accelerator is mounted in the form of a chamber with inlet and outlet openings, in the cavity of which a flexible diaphragm with axial movement drive. The gas emission acceleration chamber is made in the form of a cone expanding downward, formed by an elastically flexible spiral tape, the outer edge of each turn of which is equipped with a side, and the flexible diaphragm in the lower part of the screw chamber is equipped with a weight and an axial movement drive with a trigger mechanism.

Недостатком данного устройства является сложность в эксплуатации, уходе и ремонте на высоте. Также низкий коэффициент полезного действия (КПД) в связи с перекрытием конструкцией устройства полезной площади поперечного сечения трубы, что значительно снижает естественную тягу, и на это бесполезно тратится энергия устройства. The disadvantage of this device is that it is difficult to operate, maintain and repair at altitude. There is also a low coefficient of efficiency (COP) due to the design of the device blocking the useful cross-sectional area of the pipe, which significantly reduces natural draft, and the energy of the device is wasted on this.

Известен модуль дымовой трубы (варианты) (RU 113289 U1 МПК E04H 12/28, опубл. 30.02.2012), имеющий конструкцию типа «труба в трубе», содержащий наружный металлический ствол и внутреннюю металлическую газоотводящую трубу, зазор между которыми заполнен теплоизоляционным материалом, по меньшей мере две прокладки, плотно закрывающие указанный зазор сверху и снизу. Наружный металлический ствол выполнен в виде полой детали переменного сечения, а металлическая газоотводящая труба выполнена в виде усеченного конуса, причем они установлены зауженными частями в противоположных направлениях и снабжены ограничителями. Наружный металлический ствол и внутренняя металлическая газоотводящая труба расположены коаксиально оси модуля дымовой трубы.A chimney module (options) is known (RU 113289 U1 MPK E04H 12/28, published 02/30/2012), having a “pipe-in-pipe” type structure, containing an outer metal barrel and an inner metal gas exhaust pipe, the gap between which is filled with heat-insulating material, at least two gaskets that tightly close the specified gap at the top and bottom. The outer metal barrel is made in the form of a hollow part of variable cross-section, and the metal gas exhaust pipe is made in the form of a truncated cone, and they are installed with narrowed parts in opposite directions and are equipped with limiters. The outer metal trunk and the inner metal gas exhaust pipe are located coaxially with the axis of the chimney module.

Недостатком данного модуля является невозможность регулирования стационарной высоты дымовой трубы, если ее высота окажется меньше толщины приземного смогового тумана. В том случае, если она будет построена с необходимой высотой, превышающей толщину приземного смогового тумана, тогда она окажется с большой излишней массой и с бесполезными расходами материала на фундамент и его размеры в период отсутствия смогового тумана. При этом возникнут дополнительные приспособления (например, тросовые растяжки) для создания ее устойчивости.The disadvantage of this module is the impossibility of adjusting the stationary height of the chimney if its height is less than the thickness of ground-level smog fog. In the event that it is built with the required height exceeding the thickness of the ground-level smog fog, then it will end up with a large excess mass and with a waste of material for the foundation and its dimensions during the absence of smog fog. In this case, additional devices will appear (for example, cable braces) to create its stability.

Известно устройство для ликвидации смога в городских условиях (RU № 198561, МПК E21F 1/08, опубл. 15.07.2020), включающее опорный каркас, эластичную вытяжную трубу с тороидальной камерой, заполненной легким инертным газом. Опорный каркас устройства выполнен, по меньшей мере, из трех стоек, связанных по верху кольцевым перекрытием, На опорном каркасе смонтирован осевой вентилятор, заключенный в направляющую металлическую трубу, соединенную с эластичной вытяжной трубой, На кольцевом перекрытии по окружности равномерно размещены, по меньшей мере, три лебедки с тормозными устройствами, а тороидальная камера с помощью натяжных канатов соединена с лебедками. Под действием подъемной силы торообразная камера поднимается и увлекает за собой вверх эластичную вытяжную трубу, то есть выполняет функцию подъемника. Длина эластичной трубы рассчитана так, чтобы тороидальная камера находилась выше верхнего городского смога. При этом эластичная вытяжная труба выполнена из полиэтилентерефталата или из резины.A device for eliminating smog in urban conditions is known (RU No. 198561, IPC E21F 1/08, published July 15, 2020), including a support frame, an elastic exhaust pipe with a toroidal chamber filled with a light inert gas. The supporting frame of the device is made of at least three racks connected at the top by an annular ceiling. An axial fan is mounted on the supporting frame, enclosed in a guide metal pipe connected to an elastic exhaust pipe. At least three winches with braking devices, and the toroidal chamber is connected to the winches using tension ropes. Under the influence of the lifting force, the torus-shaped chamber rises and carries the elastic exhaust pipe upward, that is, it performs the function of a lift. The length of the elastic pipe is designed so that the toroidal chamber is above the upper city smog. In this case, the elastic exhaust pipe is made of polyethylene terephthalate or rubber.

Верхнюю часть эластичной вытяжной трубы с тороидальной камерой устанавливают выше верхнего теплого слоя смога. Тем самым загрязненный воздух смога выбрасывают в атмосферу выше смога, очищая город.The upper part of the elastic exhaust pipe with a toroidal chamber is installed above the upper warm layer of smog. Thus, the polluted smog air is released into the atmosphere above the smog, cleaning the city.

К недостаткам данного устройства относятся:The disadvantages of this device include:

- невозможность определения концентрации загрязняющих веществ в дыме после его выхода из трубы;- the impossibility of determining the concentration of pollutants in the smoke after it leaves the chimney;

- невозможность работы при повышенной скорости ветра;- impossibility of working at high wind speeds;

- невозможность пробить трубой или дымовым газом верхний теплый слой смога, являющийся препятствием для выброса дымовых газов выше смога, при его значительной высоте. - the inability to penetrate the upper warm layer of smog with a pipe or flue gas, which is an obstacle to the emission of flue gases above the smog, with its considerable height.

В предлагаемом изобретении проблемы снижения концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха решаются за счёт увеличения высоты выброса дымовых газов и их ускоренного рассеяния.In the proposed invention, the problems of reducing the concentration of harmful substances in the ground layer of air are solved by increasing the height of the emission of flue gases and their accelerated dispersion.

Техническое решение указанных проблем заключается в том, что в устройство включены дымопроводные телескопически связанные друг с другом секции одинаковой длины, но с разными диаметрами, выполненные из прочного, не пропускающего воздух, теплостойкого материала.The technical solution to these problems lies in the fact that the device includes smoke pipe sections telescopically connected to each other of the same length, but with different diameters, made of durable, air-tight, heat-resistant material.

Для перемещения устройства по воздуху используется дрон (мультикоптер с несущими винтами-пропеллерами, не менее четырех).To move the device through the air, a drone is used (a multicopter with at least four main rotors).

К корпусу дрона снизу прикреплен неподвижно на стержнях двояковыпуклый зонт, по диаметру несколько превышающий габаритные в плане размеры дрона. Верхняя часть двояковыпуклого зонта выполнена из прочного, воздухонепроницаемого, теплостойкого материала и представляет собой пустотелый конус, ось которого совпадает с осью устройства. Из такого же материала выполнена нижняя часть зонта, только с перевернутым конусом, имеющим угол при вершине больше, чем угол при вершине у верхнего конуса.A biconvex umbrella is fixedly attached to the drone body from below on rods, its diameter slightly exceeding the overall dimensions of the drone in plan. The upper part of the biconvex umbrella is made of durable, airtight, heat-resistant material and is a hollow cone, the axis of which coincides with the axis of the device. The lower part of the umbrella is made of the same material, only with an inverted cone, having an apex angle greater than the apex angle of the upper cone.

Дрон совместно с двояковыпуклым зонтом использован в новом качестве как эжектор-дымосос, ускоряющий снижение концентрации загрязняющих веществ в смеси дыма с чистым атмосферным воздухом, а также увеличивающий тягу действующей наземной дымовой трубы.The drone, together with a biconvex umbrella, is used in a new capacity as an ejector-smoke exhauster, accelerating the reduction of the concentration of pollutants in the mixture of smoke with clean atmospheric air, as well as increasing the draft of the existing ground-based chimney.

Внутри двояковыпуклого зонта расположены газоанализаторы, воздухозаборные трубки которых выходят наружу зонта на требуемое расстояние от оси устройства для отбора проб на концентрацию, объем и массу загрязняющих веществ,Inside the biconvex umbrella there are gas analyzers, the air intake tubes of which extend outside the umbrella at the required distance from the axis of the device for sampling the concentration, volume and mass of pollutants,

К зонту, снизу на стержнях, прикреплена верхняя, наибольшая по диаметру, секция, с которой телескопически связаны промежуточная секция (их может быть несколько) и нижняя секция, наименьшего диаметра, несколько превышающего диаметр оголовка действующей наземной дымовой трубы. На нижнем конце нижней секции, на её стенке снаружи прикреплены равномерно по окружности не менее трех соленоидов.Attached to the umbrella from below on rods is the upper section, the largest in diameter, to which an intermediate section (there may be several of them) and a lower section of the smallest diameter, slightly larger than the diameter of the head of the existing above-ground chimney, are telescopically connected. At the lower end of the lower section, on its outside wall, at least three solenoids are attached evenly around the circumference.

Ферромагнитные сердечники соленоидов имеют возможность перемещаться как в сторону оголовка действующей дымовой трубы, так и от оголовка. В последнем случае ферромагнитные сердечники входят в отверстия, имеющиеся в нижней части стенки верхней секции. В таком положении сердечники находятся при транспортировке устройства по воздуху.The ferromagnetic cores of the solenoids have the ability to move both towards the head of the existing chimney and away from the head. In the latter case, the ferromagnetic cores fit into the holes located in the lower part of the wall of the upper section. The cores are in this position when the device is transported by air.

Источник электрического тока, подзарядник аккумуляторов дрона и пульт управления устройством расположены отдельно на земле и связаны проводниками с устройством (на чертежах не показаны).The source of electric current, the drone battery charger and the device control panel are located separately on the ground and connected by conductors to the device (not shown in the drawings).

Предлагаемым изобретением достигается технический результат, заключающийся: The proposed invention achieves the technical result consisting of:

- в повышении естественной и принудительной тяги (производительности) действующей дымовой трубы за счет увеличения высоты выброса дымовых газов и за счет использования дрона с двояковыпуклым зонтом как эжектора-дымососа;- in increasing the natural and forced draft (performance) of the existing chimney by increasing the height of the emission of flue gases and by using a drone with a biconvex umbrella as an ejector-smoke exhauster;

- в измерении концентрации загрязняющих веществ в дыме после его выхода в атмосферу, с целью получения достоверных показаний;- in measuring the concentration of pollutants in smoke after it is released into the atmosphere, in order to obtain reliable readings;

- в уменьшения концентрации, объема и массы загрязняющих веществ непосредственно после их выхода в атмосферу, за счет увеличения скорости смешения дыма с чистым атмосферным воздухом;- reducing the concentration, volume and mass of pollutants immediately after their release into the atmosphere, by increasing the rate of mixing of smoke with clean atmospheric air;

- в возможности работы при значительной скорости ветра (исключая ураган); - the ability to work at significant wind speeds (excluding hurricanes);

- в оперативности монтажа и демонтажа, то есть в малой трате времени на установку устройства на действующую дымовую трубу в случае возникновения смога и на снятие его с этой трубы по окончании смога.- in the efficiency of installation and dismantling, that is, in little time spent on installing the device on an existing chimney in the event of smog and on removing it from this pipe after the smog ends.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез по оси симметрии неработающего, но готового для транспортирования по воздуху устройства, исключая разрезы заводских узлов (дрона, газоанализаторов и соленоидов), на фиг. 2 показано устройство в рабочем состоянии, насаженное на действующую дымовую трубу.The present invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a section along the axis of symmetry of a non-working device, but ready for transportation by air, excluding sections of factory components (drone, gas analyzers and solenoids); FIG. Figure 2 shows the device in working condition, mounted on an existing chimney.

Дрон 1 связан снизу с двояковыпуклым зонтом 2 стержнями 3, равномерно размещенными по окружности (не менее четырех). Двояковыпуклый зонт 2 выполнен в виде двух полых конусов, скрепленных друг с другом основаниями. При этом угол при вершине верхнего конуса меньше, чем угол при вершине нижнего. Drone 1 is connected from below to a biconvex umbrella 2 by rods 3, evenly spaced around the circumference (at least four). The biconvex umbrella 2 is made in the form of two hollow cones, fastened to each other by bases. In this case, the angle at the apex of the upper cone is less than the angle at the apex of the lower one.

Двояковыпуклый зонт 2 связан снизу с верхней секцией 4 устройства стержнями 5, также равномерно размещенными по окружности (не менее четырех). В примере показана только одна промежуточная секция 6 устройства. Их количество может быть любым, в зависимости от толщины смогового тумана для того, чтобы в рабочем положении секция 4 устройства находилась выше верхнего теплого слоя смога.The biconvex umbrella 2 is connected from below to the upper section 4 of the device by rods 5, also evenly spaced around the circumference (at least four). The example shows only one intermediate section 6 of the device. Their number can be any, depending on the thickness of the smog fog, so that in the operating position, section 4 of the device is above the upper warm layer of smog.

К нижней части стенки нижней секции 7 устройства снаружи прикреплены соленоиды 8 (не менее трех), равномерно размещенные по окружности. Соленоиды 8 при транспортировке обесточены. Поэтому ферромагнитные сердечники 9 всех соленоидов выдвинуты в сторону от оси устройства под действием пружин, находящихся внутри соленоидов, и введены в отверстия 10 (см. фиг. 2), выполненные в нижней части стенки верхней секции 4.Solenoids 8 (at least three) are attached to the lower part of the wall of the lower section 7 of the device from the outside, evenly spaced around the circumference. Solenoids 8 are de-energized during transportation. Therefore, the ferromagnetic cores 9 of all solenoids are extended away from the axis of the device under the action of springs located inside the solenoids, and are inserted into holes 10 (see Fig. 2) made in the lower part of the wall of the upper section 4.

Все телескопические секции устройства - верхняя 4, промежуточная 6 и нижняя 7, одинаковой длины - собраны вместе. Секции и двояковыпуклый зонт 2 выполнены из прочного, воздухонепроницаемого и теплостойкого материала, например из стеклопластика, выпускаемого АО «Авангард».All telescopic sections of the device - upper 4, intermediate 6 and lower 7, of the same length - are assembled together. The sections and biconvex umbrella 2 are made of durable, airtight and heat-resistant material, for example, fiberglass produced by Avangard JSC.

Внутри двояковыпуклого зонта 2 размещены газоанализаторы 11. Трубки 12 газоанализаторов 11, предназначенные для отбора проб, пропущены сквозь стенку зонта наружу на требуемое расстояние от оси устройства и расположены в плане по окружности под углом 90 градусов между собой. Газоанализаторы 11 настроены на определенные загрязняющие вещества.Inside the biconvex umbrella 2 there are gas analyzers 11. Tubes 12 of gas analyzers 11, intended for sampling, are passed through the wall of the umbrella outward to the required distance from the axis of the device and are located in plan around the circumference at an angle of 90 degrees to each other. Gas analyzers 11 are configured for specific pollutants.

В транспортном состоянии (по фиг.1) устройство с помощью дрона 1 поднимают и надевают на оголовок 13 действующей дымовой трубы. При этом стараются, чтобы одна из заборных четырех трубок 12 газоанализаторов 11 была направлена на одну из четырех сторон света (север, юг, запад и восток), с целью учета влияния на показания направления ветра. Отбор проб осуществляют в двух местах: одно непосредственно в районе верхнего обреза трубки 4 и второе – в районе смеси дыма с чистым атмосферным воздухом. Этим достигается достоверность показаний газоанализаторов.In the transport state (as shown in Fig. 1), the device is lifted using drone 1 and placed on the head 13 of the existing chimney. In this case, they try to ensure that one of the four intake tubes 12 of the gas analyzers 11 is directed to one of the four cardinal directions (north, south, west and east), in order to take into account the influence of wind direction on the readings. Sampling is carried out in two places: one directly in the area of the upper edge of tube 4 and the second in the area of the mixture of smoke with clean atmospheric air. This ensures the reliability of gas analyzer readings.

После того, как внутренний буртик 14 нижней секции 7 опрется на торец оголовка 13, включают соленоиды 8. При этом ферромагнитные сердечники 9 всех соленоидов перемещаются в направлении оголовка 13 и упираются в оголовок 13 действующей трубы, тем самым обеспечивая неподвижное закрепление нижней секции 7 на оголовке. After the inner flange 14 of the lower section 7 rests on the end of the head 13, the solenoids 8 are turned on. In this case, the ferromagnetic cores 9 of all solenoids move in the direction of the head 13 and rest against the head 13 of the operating pipe, thereby ensuring stationary fastening of the lower section 7 to the head .

После этого дрон 1 перемещают вверх и с ним поднимают двояковыпуклый зонт 2, верхнюю секцию 4, а с нею промежуточную секцию 6 за счет телескопического сцепления буртиков, внутреннего 15 и наружного 16, выполненных на стенках смежных секций. Каждый из этих буртиков образует зазор между ними и стенками смежных секций, позволяющий секциям свободно перемещаться относительно друг друга вдоль оси устройства. В то же время, буртики всех смежных секций прилегают плотно по горизонтальной плоскости, препятствуя подсосу постороннего воздуха, могущего снизить тягу в трубе.After this, the drone 1 is moved upward and with it the biconvex umbrella 2, the upper section 4, and with it the intermediate section 6 are lifted due to the telescopic coupling of the beads, internal 15 and external 16, made on the walls of adjacent sections. Each of these beads forms a gap between them and the walls of adjacent sections, allowing the sections to move freely relative to each other along the axis of the device. At the same time, the beads of all adjacent sections fit tightly on a horizontal plane, preventing the infiltration of foreign air, which can reduce the draft in the pipe.

Дрон 1 переводят в состояние «зависания», когда все секции займут рабочее состояние.Drone 1 is transferred to the “hover” state when all sections are in working condition.

Несущие винты-пропеллеры 17 дрона 1 образуют активный поток воздуха сверху вниз, имеющий высокую скорость в сравнении с пассивным потоком дыма. Этот активный поток, с помощью двояковыпуклого зонта 2, направляют во все стороны от оси устройства. За счет высокой скорости в активном потоке создается разрежение и поток от пропеллеров увлекает поток дыма, имеющий меньшую скорость. Осуществляется явление эжекции. К естественной тяге прибавляется принудительная тяга, то есть увеличивается производительность действующей дымовой трубы. Дрон 1 совместно с двояковыпуклым зонтом 2 выполняет функцию эжектора-дымососа. Также за счет интенсивного смешения дымовых газов с чистым атмосферным воздухом, ускоряется снижение концентрации загрязняющих веществ в их смеси.The main rotors-propellers 17 of the drone 1 form an active air flow from top to bottom, which has a high speed compared to the passive flow of smoke. This active flow, with the help of a biconvex umbrella 2, is directed in all directions from the axis of the device. Due to the high speed, a vacuum is created in the active flow and the flow from the propellers is entrained by a flow of smoke that has a lower speed. The phenomenon of ejection occurs. Forced draft is added to natural draft, that is, the productivity of the existing chimney increases. Drone 1, together with a biconvex umbrella 2, performs the function of an ejector-smoke exhauster. Also, due to the intensive mixing of flue gases with clean atmospheric air, the reduction in the concentration of pollutants in their mixture is accelerated.

Двигатели дрона 1 получают электрический ток по проводам от установки, расположенной на земле. В связи с тем, что возможна подзарядка дрона с земли, время нахождения дрона в воздухе, по сути, не ограничено.Drone 1's motors receive electrical current through wires from an installation located on the ground. Due to the fact that it is possible to recharge the drone from the ground, the time the drone remains in the air is essentially unlimited.

Чтобы демонтировать устройство с действующей дымовой трубы, необходимо дрон 1 вместе с двояковыпуклым зонтом 2 и верхней секцией 4 опустить до нерабочего положения. В это же время опустится и промежуточная секция 6 под действием силы земного притяжения. Затем, отключают напряжение в соленоидах 8 и переводят ферромагнитные сердечники 9 от оголовка 13 действующей трубы под действием пружин соленоидов так, чтобы они вошли в отверстия 10, выполненные в нижней части стенки верхней секции 4.To dismantle the device from an existing chimney, it is necessary to lower the drone 1, together with the biconvex umbrella 2 and the upper section 4, to the non-working position. At the same time, the intermediate section 6 will also lower under the influence of gravity. Then, turn off the voltage in the solenoids 8 and transfer the ferromagnetic cores 9 from the head 13 of the operating pipe under the action of the solenoid springs so that they enter the holes 10 made in the lower part of the wall of the upper section 4.

После этого приподнимают всё устройство с помощью дрона 1 и отправляют в предназначенное для его хранения место на земле.After this, the entire device is lifted using drone 1 and sent to the place on the ground intended for its storage.

Покажем, по какой формуле определяют естественную тягу (производительность) трубы Q.Let us show what formula is used to determine the natural draft (performance) of the pipe Q.

Q = CA Q=CA

C - коэффициент расхода, который учитывает трение воздуха о стенки трубы (обычно берется от 0,65 до 0,70);C is the flow coefficient, which takes into account the friction of air against the pipe walls (usually taken from 0.65 to 0.70);

A - сечение дымовой трубы, м2 (подразумевают – постоянное);A - chimney cross-section, m2 (implying constant);

g - ускорение свободного падения, 9,807 м ;g - free fall acceleration, 9.807 m ;

H - высота трубы, м;H - pipe height, m;

Ti - средняя температура внутри трубы, К;Ti - average temperature inside the pipe, K;

To - температура наружного воздуха, К.To - outside air temperature, K.

Из формулы следует, что, чем выше труба и разность температур дыма и наружного воздуха, тем больше естественная тяга трубы. Это означает, что предлагаемое изобретение способствует увеличению высоты действующей трубы и соответственно, естественной тяги действующей дымовой трубы.It follows from the formula that the higher the pipe and the temperature difference between the smoke and the outside air, the greater the natural draft of the pipe. This means that the proposed invention helps to increase the height of the existing chimney and, accordingly, the natural draft of the existing chimney.

Однако ранее при смоге не учитывалась толщина приземного смога. Многие действующие дымовые трубы рассчитаны на обычный режим, а, при неблагоприятных метеорологических условиях, то есть при смоге, они выбрасывают вредные вещества непосредственно в сам смог.However, previously, smog did not take into account the thickness of ground-level smog. Many existing chimneys are designed for normal operation, but under unfavorable meteorological conditions, that is, smog, they emit harmful substances directly into the smog itself.

Поэтому необходимо в формулу вместо высоты H трубы ввести Hc, где будет учтена добавочная высота трубы, созданная предлагаемым изобретением. Причем, общая высота Hc должна обязательно превышать без ограничения уровень (высоту от земли) верхнего теплого слоя смога. Это мероприятие улучшает экологические условия для жителей города.Therefore, it is necessary to enter Hc into the formula instead of the height H of the pipe, where the additional height of the pipe created by the proposed invention will be taken into account. Moreover, the total height Hc must necessarily exceed, without limitation, the level (height from the ground) of the upper warm layer of smog. This event improves environmental conditions for city residents.

Устройство для оперативного увеличения высоты дымовой трубы при смоге имеет возможность перемещаться по воздуху и «зависать» в воздухе с помощью двигателей и приводных винтов-пропеллеров дрона. Для установки его на оголовок действующей трубы и для снятия с оголовка не требуется никаких подъемных механизмов или сооружений.A device for quickly increasing the height of a chimney during smog has the ability to move through the air and “hover” in the air using the engines and driving propellers of the drone. To install it on the head of an existing pipe and to remove it from the head, no lifting mechanisms or structures are required.

Использование устройства для оперативного увеличения высоты дымовой трубы при смоге позволяет проводить постоянный мониторинг концентраций, объемов и массы выбрасываемых загрязняющих веществ с дымом, что увеличивает достоверность выброса и может влиять на величину штрафов (в большей или меньшей степени) за нарушение экологической среды.The use of a device for quickly increasing the height of the chimney during smog allows for constant monitoring of the concentrations, volumes and mass of emitted pollutants with smoke, which increases the reliability of the emission and can influence the amount of fines (to a greater or lesser extent) for violation of the ecological environment.

Также возможно использование устройства для увеличения тяги действующей дымовой трубы при смоге на производствах, прекративших работу (закрытых, обанкротившихся), например, в котельных с невысокими трубами. Они превратятся из труб дымовых в вентиляционные, которые будут дополнительно осуществлять вентиляцию (проветривание) населенного пункта.It is also possible to use a device to increase the draft of an existing chimney during smog in industries that have ceased operation (closed, bankrupt), for example, in boiler houses with low chimneys. They will turn from smoke pipes into ventilation pipes, which will additionally provide ventilation (airing) to the populated area.

Также возможно подключение устройства к действующей дымовой трубе, с целью увеличения количества основного производственного оборудования, даже в неблагоприятных метеорологических условиях.It is also possible to connect the device to an existing chimney, in order to increase the number of basic production equipment, even in adverse weather conditions.

Claims (3)

1. Насадная моторизованная дымовая труба, предназначенная для увеличения высоты существующей наземной дымовой трубы и содержащая ствол, нижний конец которого в период смога скреплен с оголовком существующей наземной дымовой трубы и выполнен телескопическим из цилиндрических секций с внешним и внутренним буртиками, причем внутренний диаметр нижней секции превосходит диаметр оголовка существующей наземной дымовой трубы, а на стенке нижней секции прикреплены не менее трех соленоидов, равномерно расположенных по окружности, ферромагнитные сердечники которых выдвинуты в сторону оголовка, а в транспортном состоянии насадной моторизированной дымовой трубы сердечники выдвинуты в противоположную сторону, входя в отверстия на стенке верхней секции, при этом к верхней секции сверху на стержнях прикреплен двояковыпуклый зонт, выполненный из пустотелых конусов, соединенных друг с другом своими основаниями, а в зонте установлены газоанализаторы, воздухоотборные трубки которых выведены наружу, при этом к верхней части зонта на стержнях неразъемно прикреплен дрон – мультикоптер с приводными винтами-пропеллерами не менее четырех.1. A mounted motorized chimney designed to increase the height of an existing above-ground chimney and containing a barrel, the lower end of which during smog is attached to the head of the existing above-ground chimney and is made telescopic from cylindrical sections with external and internal collars, and the internal diameter of the lower section exceeds the diameter of the head of an existing ground-based chimney, and on the wall of the lower section are attached at least three solenoids, evenly spaced around the circumference, the ferromagnetic cores of which are extended towards the head, and in the transport state of the mounted motorized chimney, the cores are extended in the opposite direction, entering the holes on the wall upper section, while a biconvex umbrella made of hollow cones connected to each other by their bases is attached to the upper section on top of the rods, and gas analyzers are installed in the umbrella, the air sampling tubes of which are brought out, while a drone is permanently attached to the upper part of the umbrella on the rods – a multicopter with at least four driving propellers. 2. Насадная моторизованная дымовая труба по п. 1, в которой двояковыпуклый зонт выполнен диаметром, превышающим габаритные размеры дрона в плане, причем угол при вершине нижнего конуса больше, чем угол при вершине верхнего конуса.2. A mounted motorized chimney according to claim 1, in which the biconvex umbrella is made with a diameter exceeding the overall dimensions of the drone in plan, and the angle at the apex of the lower cone is greater than the angle at the apex of the upper cone. 3. Насадная моторизованная дымовая труба по п. 1, в которой двояковыпуклый зонт и секции телескопического ствола выполнены из прочного воздухонепроницаемого и теплостойкого материала.3. A mounted motorized chimney according to claim 1, in which the biconvex umbrella and sections of the telescopic shaft are made of durable, airtight and heat-resistant material.
RU2023116633A 2023-06-26 Mounted motorized chimney RU2809809C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809809C1 true RU2809809C1 (en) 2023-12-19

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3006702A1 (en) * 1980-02-20 1981-09-10 Christian Dr.-Ing. 1000 Berlin Boes Up-draft power plant using flexible tubular tower - supported by balloon or buoyancy chambers and having guide vanes at base to deflect entering air into turbine
SU1763626A1 (en) * 1990-05-03 1992-09-23 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Exhaust pipe
RU2101445C1 (en) * 1996-06-06 1998-01-10 Александр Андреевич Михайлов Smoke stack and method of its erection
WO2004085846A1 (en) * 2003-03-27 2004-10-07 Christos Papageorgiou Floating solar chimney
RU113289U1 (en) * 2011-09-19 2012-02-10 Юрий Степанович Левчук SMOKE PIPE MODULE (OPTIONS)
RU198561U1 (en) * 2020-02-27 2020-07-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" DEVICE FOR ELIMINATION OF SMOG IN URBAN CONDITIONS
RU2740279C1 (en) * 2020-07-02 2021-01-12 Александр Александрович Михеев System and method of output of harmful emissions of industrial enterprises beyond air basin of city

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3006702A1 (en) * 1980-02-20 1981-09-10 Christian Dr.-Ing. 1000 Berlin Boes Up-draft power plant using flexible tubular tower - supported by balloon or buoyancy chambers and having guide vanes at base to deflect entering air into turbine
SU1763626A1 (en) * 1990-05-03 1992-09-23 Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола Exhaust pipe
RU2101445C1 (en) * 1996-06-06 1998-01-10 Александр Андреевич Михайлов Smoke stack and method of its erection
WO2004085846A1 (en) * 2003-03-27 2004-10-07 Christos Papageorgiou Floating solar chimney
RU113289U1 (en) * 2011-09-19 2012-02-10 Юрий Степанович Левчук SMOKE PIPE MODULE (OPTIONS)
RU198561U1 (en) * 2020-02-27 2020-07-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" DEVICE FOR ELIMINATION OF SMOG IN URBAN CONDITIONS
RU2740279C1 (en) * 2020-07-02 2021-01-12 Александр Александрович Михеев System and method of output of harmful emissions of industrial enterprises beyond air basin of city

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006047934A1 (en) Artifical cyclone generating apparatus and its generating method
RU2809809C1 (en) Mounted motorized chimney
WO2009008763A1 (en) Wind-electric power generation by using the structure of a residential building
KR20130001774A (en) A wind power generation system of chimney install
CN110529172B (en) Be suitable for defogging dust fall system of major diameter return air shaft
JP2006170195A (en) Wind power generator
CN106500187A (en) A kind of air Intelligent purifying system and its operation method based on building Natural Circulation wind
CN206300278U (en) A kind of air Intelligent purifying system based on building Natural Circulation wind
WO2020062878A1 (en) Ductless ventilation method applicable to underground water treatment structure
CN110575723A (en) Liquid air duct for controlling atmospheric pollution and fire danger
RU2780896C1 (en) Method for city ventilation during smog
CN104748126A (en) Fabricated integrated device for household garbage incineration and flue gas cleaning
CN204326396U (en) The built on stilts greening in former roof solar power system
CN210948752U (en) Tunnel portal pollutant centralized discharge device and tunnel
CN213193052U (en) Domestic waste burns burning furnace and supporting equipment is handled to flue gas thereof
CN108458850B (en) Small wind tunnel for wind erosion equipment test
CN206112973U (en) Horizontal arrangement structure of desulfurization dust removal fume extractor in natural draft cooling tower
RU2740279C1 (en) System and method of output of harmful emissions of industrial enterprises beyond air basin of city
RU198561U1 (en) DEVICE FOR ELIMINATION OF SMOG IN URBAN CONDITIONS
RU2702610C1 (en) Smog reduction device
CN205020234U (en) Effectual electrostatic precipitator keeps warm
CN220982341U (en) Cable pit environment monitoring device
CN208257364U (en) Integral type checks well cement cable channel
CN216641622U (en) Novel chimney with built-in damper
CN209165435U (en) A kind of chimney rain-proof structure