Вентиляционная шахта

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9780 д 4 Р 24 Г 7 3 2/4 КЫЙ КОМИТЕТИЯМ И ОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРИ ГКНТ СС ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИ ТЕПЬСТ АВТОРСКОМ(71) Московская сельскохозяйственная академия им. К,А:.Тимирязева(56) Авторское свидетельство СССРУ 1354006, кл. Р 25 В 13/00, 1985.(54) ВЕНТИЛЯ (57) Изобрет ционных шахт энергию, Цел нтиляние касаетсяиспользующихизобретенияповышение ее солнечную увели- табильопотерь, нного почение тяги и еньшения тепл ости путем умспользования онцентрироваи улучшениятруба выпол еплопеена в тока излучен редачи, Тягоиде скрепленных между собой секий 1 с зачерненной наружной поверхИостью. На каждой секции установлены Конусы-поглотители (К-П) 2 излучения Ю уменьшающейся к низу секции конус" Ности. В каждой секции над верхним К-П 2 шарнирно закреплена полусфери олеская линза 4. Фокусирующее зеркало 5 с тыльной поверхностью сферической формы ориентировано встречно линзе 4шарнирно закреплено под нижним К-П вместе с линзой 4 прилегающей секии. Водяной котел-приемник 7 излуения кольцевой формы закреплен на рубе внутри нижнего К-П 2 и имеет ходной патрубок 8 и выходные патрубки 9, выведенные внутрь трубы.Над котлом-приемником 7 закреплен электронагреватель 10. Прозрачная оболочка 3 эластично закреплена на линзе 4 и зеркале 5. Диаметр зеркала превышает диаметр линзы 4. Капле- образная форма оболочки 3 уменьшает ветровые нагрузки и вертикальные силы, обусловленные ветром и вертикальными вихрями. Шахта лучше защищена от ветровых нагрузок и создает силь" ную и устойчивую вентиляцию, лучше использует для этого солнечную энергию и тепло окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.20 Изобретение относится к вентиляЦии, в частности к вентиляционнымФахтам, использующим солнечную энер-.1 ию еЦелью изобретения является увелиЧение тяги и повышение ее стабильности путем уменьшения теплопотерь,использования концентрфованногопотока излучения и улучшение теплотередачи.На фиг.1 показана вентиляционная,ахта, разрез; на фиг.2 - креплениеконуса-поглотителя на секции тяговойтрубы вентиляционной шахты, нафиг,3 - технологическая схема вентиляционной шахты на фиг.4 - наклонноейоложение тяговой трубы шахты нафиг,5 - подсоединение несколькихтяговых труб к шахте, на фиг.бКрепление линзы на тяговой трубе; нафиг.7 - схема расположения конусовПоглотителей на тяговой трубе шахты,яа фиг,8 - схема расположения конусов.поглотителей на тяговой трубе шахты, 25вариант,Вентиляционная шахта содержит тя 1 овую трубу, выполненную в видезакрепленных между собой секций 1(фиг.1) с зачерненной наружной поверхностью, установленные на каждойСекции 1 конусы-поглотители 2 излуче"сия с уменьшающейся к низу секции 1Конусностью и прозрачную оболочку 3. Шахта снабжена в каждой секции 1 тяговой трубы полусферической полой линзой 4, шарнирно закрепленной над верхним конусом-поглотителем 2 секции 1, встречно ориентированным линзе 4 фокусирующим зеркалом 5 с тыльной поверхностью 6 сферической формы, шарнирно закрепленным под нижним конусом-поглотителем 2 секции 1 вместе с линзой 4 прилежащей секции 1, водяным котлом-приемником 7 излучения кольцевой формы, закрепленным на трубе внутри нижнего конуса-поглотителя 2 и имеющим входной патрубок 8 и выходные патрубки 9, введенные внутрь трубы, и электронагреватель 10, закрепленный над котлом-приемником 7, а оболочка 3 эластично закреплена на линзе 4 и зеркале 5, причем диаметр последнего превышает диаметр линзы 4,Конусы-поглотители 2 (Фиг.2) могут быть закреплены на секциях 1 трубы при помощи съемных теплоизолирующих деталей в виде цилиндров 11 с конической законцовкой 12. Секции 1 трубы выполнены из теппопроводящего материала, а большее основание нижнего конуса-поглотителя 2 секции 1 лежит ниже плоскости 13 апертуры зеркала 5, Конусы-поглотители 2 имеют зачерненную поверхность как снаружи, так и изнутри и установлены на каждой секции 1 в количестве 5 штукцелью котел-приемник 7 и электронагРеватель 10 расположены непосредстенно на трубе внутри нижнего кону" а-поглотителя 2. С этой же целью плоскость 13 сферического зеркала 5 расположена выше большего основания нижнего конуса-поглотителя 2, т.е. н как бы находится в полости сферического зеркала 5, что резко 10 нижает теплообмен и потери тепла отлом-приемником 7, электронагреателем 10, трубой и конусом-поглоителем 2. Такая форма зеркала 5 и акое расположение нижнего конуса оглотителя 2 важно и потому, что ри наклонении трубы (фиг.4) фокусое пространство или пятно концентриованных лучей почти всегда находитсяполости или на внутренней поверх ости этого конуса-поглотителя 2.Для того, чтобы облегчить монтаж, овысить транспортабельность, усилить ентилирующую способность за счет подоединения нескольких труб к одной ахте (фиг,5), все элементы, а именно конусы"поглотители 2, линза 4, зеркало 5, установлены на трубе шарнирно и выполнены самоустанавли 4 ающимися относительно солнца и го изонта, т.е. при любом отклонении рубы от вертикали указанные элементы анимают правильное положение, угол наклона их оси не меняется. С этой Целью для получения эффекта "ваньки- Встаньки" все конусы-поглотители 2 1 инза 4.и зеркало 5 утолщены внизу, цричем к зеркалу 5 подвещена линза 4 нижележащей секции 1 (фиг. 1 и 4),Чтобы обеспечить снижение тепло Обмена и повысить надежность оболочки 3, она прикреплена.к зеркалу 5 и линзе 4 эластичными элементами 14.Каплеобразная форма наружного ограждения, образованного оболочкой 3, 45 зеркалом 5 и линзой 4, снижает ветровые нагрузки, особеннопри наклонении трубы, т.е. такая форма обесПечивает возможность подсоединения нескольких устройств к одной точке 50 (",фиг.5).Для надежности линза 4 и зеркало 5 закреплены на трубе с помощью жесткого съемного шарового кольца 15 (,фиг.1, 2, 6). 55Цилиндр 11 выполнен из резины и закреплен на конусе-поглотителе 2 с помощью винтов 1 б (фиг,2), Для ускорения монтажа и демонтажа резиновый цилиндр 11 крепится на трубе с помощью проточки 17 в ней и хомута 18. При этом теплоизоляционная пористая прокладка 19 (например, поролон) закреплены с внутренней стороны резинового цилиндра 11.Шаровое кольцо 15 (фиг.б) может быть цельным или разъемным и крепится с помощью обруча или винтов 20. Для того, чтобы шарнирно закрепить линзу 4 (или зеркало 5) на шаровом кольце 15 и предотвратить их соска- кивание с него под действием ветра, к ним с нижней поверхности прикреплены с помощью винтов съемные упоры 21. Расстояние между верхними основаниями соседних конусов-поглотителей 2 выполнено следующим: нижний предел его равен произведению радиуса (г) конусов-поглотителей 2 на котангенсе угла конусности вышестоящего конуса-поглотителя 2, т.е. в этом случае верхнее основание нижнего конуса-поглотителя 2 стоит на уровне нижнего основания верхнего конусапоглотителя 2 (фиг.7) . При таком расположении в определенные часы (особенно в полдень летнего солнцестояния) узкая верхняя часть конусовпоглотителей 2 будет затеняться.Однако при таком расположении труба будет более компактной, а эатеняется незначительная площадь конусов-поглотителей 2. При большем их сближении ухудшается теплопоглощающее действие, так как увеличивается затененность, т,е. тень уже будет падать на довольно широкую часть конусов-поглотителей 2,Верхний предел расстояний между соседними конусами-поглотителями 2 равен нижнему пределу плюс величина а, которая равна произведению радиуса конусов-поглотителей 2 и тангенса угла конусности верхнего. конуса-поглотителя 2. Верхний предел 0( равен возвьппению солнца над горизонтом. При летием солнцестоянии (в северном полушарии 22.17, в южном 22,12) а = гд с (фиг.8), В этом случае никакого затенения конусапоглотителя 2 друг другом даже при максимальном возвьппении солнца над горизонтом не будете Поэтому в дальнейшем увеличении расстояний между ними нет необходимости, 1449780 ,8При таком выполнении устройства достигаются максимальные его транспортабельность и удобство в монтаже и демонтаже. Например, для перевозки устройства на другое место сперва снимается оболочка 3, затем снимается линза 4, на которую устанавливается предварительно снятый верхний конус-поглотитель 2, затем друг на друга нанизываются все конусы-поглотители 2, затем на конус- поглотитель 2 верхней секции 1 устанавливается линза 4 нижележащей секции 1 и т.д. Шаровые кольца 15 и 15 оболочка 3 размещаются или в трубах или в полостях линзы 4.Зеркала накладываются друг на друга. Для удобства перевозки при складировании все собранные компактно элементы устройства, т,е. зеркала 5, линзы 4, конусы-поглотители 2, могут быть нанизаны на трубу одной из секций 1 и зафиксированы с помо:,;,ью шаровых колец 15. 25Вентиляционная шахта работает следующим образом.В утренние часы при горизонтальном направлении лучи собираются линзой 4 на верхний конус-поглотитель З 0 2 (Фиг.1) и трубу, причем на нижние конусы-поглотители 2 лучи падают почти перпендикулярно. Лучи благодаря оболочке 3 проходят через нее почти не отражаясь. В то же время благодаря такой Форме внутренняя поверхность оболочки 3 наклонена к лучам, не попавшим на конус-поглотитель 2 и трубу. Это обуславливает усилие отражения. этих лучей внутренней поверхнос"Фтью оболочки 3 на конусы-поглотители 2. Этот эффект увеличивается при применении поляризованной пленки, Лучи, попавшие на верхнюю поверхность нижерасположенного конуса-поглотителя 2,поглощаются, нагревая ее, воздух и трубу, т,е. лучи, которые не поглотились, отражаются на нижнюю поверхность вышерасположенного конуса-поглотителя 2. Благодаря этому обеспечи О вается наиболее полное, использование солнечной энергии и.тепла окружающей среды, причем конусы-поглотители 2 даже без пленки уменьшают тепловой обмен трубы с окружающей средой. 55При увеличении высоты солнца все больше освещается верхняя поверхность сначала нижних, а затем вышестоящих конусов-поглотителей.2. При этом часть лучей падает на сферическое зеркало 5, которое фокусирует их на кател-приемник 1 или нижний конус- поглотитель 2.Котел-приемник 7 нагревается, и пар попадает в трубу, Поскольку пар легче воздуха, то усиливается скорость газового потока в трубе. Поскольку котел-приемник 7 расположен на поверхности трубы, то при отсутст-. вии прямых солнечных лучей тепло он отдает трубе, тем самым повышая стабильность г.,ентиляции.В случае необходимости включается электронагреватель 10, который нагревает котел-приемник 7 и трубу, причем почти все тепло от электронагревателя 10 благодаря расположению его непосредственно на трубе под нижним конусом-поглотителем 2 и в фоку" се зеркала 5 используется на усиление тяги, т.е. тепло расходуется очень экономно.Максимум солнечного облучения по мере восхождения солнца перемещается с нижнего конуса-поглотителя 2 на верхние. После полуденных часов все происходит в обратном порядке. При этом верхняя поверхность нижнего поглотителя 2 наибольшее количество солнечных лучей поглощает в полуденные часы при зимнем солнцестоянии, следующий конус-поглотитель 2 - между зимним солнцестоянием и осенним или весенним равноденствием, далее максимально поглощаются солнечные лучи в полуденные часы при равноденствии, затем между равноденствием и летним солнцестоянием и наилучшим образом освещается в полуденные часы при летнем солнцестоянии. Таким образом, солнце как бы постепенно переходит с одного конуса-поглотителя 2 на другой, причем отраженные лучи от их верхних поверхностей или зеркала 5 падают на нижние поверхности вышестоящих конусов-поглотителей 2, а также на трубу. Тепло передается от конусов-поглотителей 2 к трубе, нагревая воздух в ней, усиливая вентиляцию. При наклонении трубы (фиг.4) теплоулавливающие элементы под действием силы тяжести самоориентируются относительно горизонта и солнца,Таким образом, элементы шахты действуют как ловушка солнечных лучей и тепла, 1449780Эластичные центры 11 и эаконцовки 12 защищают трубу от охлаждения вслучае повреждения оболочки 3. Каплеобразная форма оболочки 3 уменьшает ветровые нагрузки и вертикальные силы, обусловленные ветром ивертикальными вихрями,Предлагаемая вентиляционная шаха надежнее, лучше защищена от ветовых нагрузок и создает сильную истойчивую вентиляцию, лучше испольует для этого солнечную энергию иепло окружающей среды. Кроме того,на проще в монтаже, демонтаже иранспортировке, при хранении эанимат меньше места. о р м у л а изобретения1, Вентиляционная шахта, содержаая тяговую трубу, выполненную в виде скрепленных между собой секций с зачерненной нарусовой,поверхностью, установленные на каждой секции кону. сы-поглотители излучения с уменьшающейся к низу секции конусностью и прозрачную оболочку, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения тяги и повышения ее стабильности: шахта снабжена в каждой секции тяговой трубы полусферическойполой линзой, шарнирно закрепленнойнад верхним конусом-поглотителем сек ции, встречно ориентированным линзефокусирующим зеркалом с тыльной поверхностью сферической формы, шарнирно закрепленным под нижним конусом-поглотителем секции вместе с 10 линзой прилегающей секции водянымкотлом-приемником излучения кольцевой формы, закрепленным на трубевнутри нижнего конуса-поглотителя иимеющим входной и выходные патрубки,последние из которых введены внутрьтрубы, и электронагреватель, закрепленный над котлом-приемником, а оболочка эластично закреплена на линзеи зеркале, причем диаметр последнего20 превышает диаметр линзы. 2. Шахта по п.1, о т л и ч а ю,щ а я с я тем, что конусы-поглотители закреплены на секциях трубы при 25 помощи съемных теплоизолирующих деталей в виде цилиндров с коническойзаконцовкой, секции труб выполнены изтеплопроводящего материала, а большееоснование нижнего конуса-поглотителя 30 секции лежит ниже плоскости апертурызеркала.Н.Коро писн при ГКНТ СССР Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна Составитель П,Шендр едактор Н,Гунько Техред Л.СердюковаЗаказ 6951/38 Тираж 663НИИПИ Государственного комитета по изобрете113035, Москва, Ж, Раушск вичКоррект ям и открыт наб., д, 4