HRP20030245A2 - Chimney stack - Google Patents

Description

Izum se odnosi na jednu glavu dimnjaka prema uvodnom dijelu patentnog zahtjeva 1.

Glava dimnjaka ima jedan kanal za dimne plinove, jedan LAS-kanal i jedan između njih postavljen kanal za svježi zrak sa prema gore otvorenim ulaznim otvorom.

U stručnom žargonu, LAS-kanal označuje jedan zračno-dimni kanal (Luft-Abgas-Schacht), kod kojega je unutar kanala za dovod svježega zraka - uglavnom centrično - postavljen kanal za dimne plinove, tako da se ulazni zrak kreće u suprotnom smjeru u odnosu na dimne plinove duž jednog prstenastog proreza. Ulazni se zrak usisava u podnožju LAS-cijevnog naglavka. U tom je cilju u podnožju LAS-cijevnog naglavka predviđen jedan ili više usisnih otvora, ili je cijelo podnožje izvedeno u vidu rešetke koja se pruža po cijelom obujmu podnožja. Na jedan LAS-kanal priključuju se ložišta velike toplinske moći koja rade neovisno o zraku u prostoriji.

Poseban kanal za svježi zrak postavit će se kada svježi zrak dolazi u vezu sa zrakom u prostoriji, npr. kod otvorenog kamina ili kod ložišta na čvrsto gorivo.

Iz DE-A 33 42 360 i iz DE 296 21 701 U1 poznata je glava dimnjaka sa jednim kanalom za dimne plinove i jednim kanalom za svježi zrak, pri čemu se dimni plinovi ispuštaju iznad jedne pokrivne ploče dok se dovodni zrak usisava ispod pokrivne ploče i uvodi kanal za svježi zrak.

Slično je rješenje poznato iz DE-U 297 19 924 za glavu jednog dimnjaka koji ima dva, jedan do drugoga postavljena kanala, od kojih je bar jedan od kanala načinjen kao jedan LAS-kanal. Dovodni zrak za LAS-kanal usisava se ispod pokrivne ploče načinjene u obliku prirubnice.

U DE-G 92 01 176.4 dalje je objavljen jedan uređaj za dovod zraka za sagorijevanje i za odvod dimnih plinova, pri čemu dimni plinovi izlaze iz jednog cijevnog naglavka preko krovnog pokrivača, dok se svježi zrak usisava ispod krovnog pokrivača i kroz LAS-kanal dovodi u ložište.

U naprijed navedenim slučajevima izgradnja glave dimnjaka je relativno skupa, bilo zbog toga što je ispod pokrivne ploče potrebna još jedna zaustavna ploča, bilo zbog toga što su na donjoj strani pokrivne ploče postavljeni elementi za usmjeravanje zraka. U obadva navedena slučaja nije pokrivna ploča izrađena jednodijelno sa omotačem dimnjaka.

Zadatak ovog izuma je da se kod naprijed opisane glave dimnjaka i pod nepovoljnim djelovanjem vjetra količina recirkulacije dimnih plinova u kanal za svježi zrak, odnosno u kanal za dovodni zrak jednog LAS-kanala ograniči na manje od 5%. Nepovoljno djelovanje vjetra je kada vjetar puše u pravcu uzdužne osi pokrivne ploče od cijevnog naglavka za odvod dimnih plinova ka LAS-odvodnom cijevnom naglavku. Pored toga, trebalo bi da je po mogućnosti pokrivna ploča načinjena zajedno sa omotačem dimnjaka.

Prema izumu taj je zadatak riješen naznačujućim svojstvima patentnog zahtjeva 1. Pogodna izvođenja prikazana su u zavisnim zahtjevima i tamo su opisana.

Pogodno je što je preko otvora kanala za dovod zraka postavljen jedan usmjerivač tako da dimne plinove koji izlaze iz cijevnog naglavka za odvod dimnih plinova odbacuje naviše i prekida strujanje na jednom prekidnom rubu usmjerivača.

Ako se ugradi jedan usmjerivač koji nije neposredno u nastavku izlaznih cijevnih naglavaka, već samo prekriva ulazni otvor kanala za ulazni zrak, mogu zbog tzv. Coanda-efekta dimni plinovi naleći na vanjsku stranu usmjerivača i da kod nepovoljnog djelovanja vjetra budu neposredno uvedeni u usisni otvor LAS-dimnjaka.

Da bi se u tom slučaju izbjeglo ulaženje dimnih plinova iz kanala dimnih plinova u usisni otvor kanala za dovod zraka, preporučuje se usmjerivač koji prekriva ulazni otvor kanala za svježi zrak, a koji dimne plinove iz cijevnog naglavka za odvod dimnih plinova odbacuje nagore i ima jedan prekidni rub.

Usmjerivač je oblikovan u vidu krova, pri čemu se sljeme krova pruža približno u pravcu poprečne osi pokrivne ploče. Čeone površine usmjerivača otvorene su za prolaz zraka i omogućavaju ulaz svježeg zraka sa strane u prostor ispod pokrivača u čijem je podu načinjen otvor kanala za svježi zrak. Pod čeonom površinom otvorenom za prolazak zraka ne podrazumijeva se samo neka potpuno slobodna čeona površina, već isto tako jedna čeona površina sa postavljenim rešetkama.

Usmjerivač u obliku krova može biti načinjen u vidu kosog krova sa krovnim površinama koje dosežu do tla, tako da se dobiva poprečni presjek u obliku trokuta.

Posebno elegantno djeluje usmjerivač ako ima poprečni presjek u obliku jednakostraničnog trokuta.

Na jednoj glavi dimnjaka sa takvim usmjerivačem mjerena je količina recirkuliranja pod raznim uvjetima strujanja. Količina recirkuliranja R u % izračunata je mjerenjem sadržaja CO2 – CCO2 prema jednadžbi:

CCO2(dovodni zrak) – CCO2(okoline)

R [%] = --------------------------------------------- *100

CCO2(dimni plinovi) – CCO2(okoline)

Prema analognoj formuli, u kojoj je CCO2(dovodni zrak) zamijenjen sa CCO2(svježi zrak izmjerena je količina recirkuliranja u kanalu za svježi zrak.

Na dijagramu 1 prikazana je količina recirkuliranja u dovodnom zraku LAS-kanala dok je na dijagramu 2 prikazana količina recirkuliranja u svježem zraku u kanalu svježeg zraka, a u ovisnosti o brzini vjetra, od 0 m/s (bez vjetra) do 6 m/s za različite upadne kutove od -30° do +30°. Iz cijevnog naglavka za odvod dimnih plinova izlaze dimni plinovi koji odgovaraju ložištu za čvrsta goriva kapaciteta 20 kW. Pritom izlazi oko 40 m3 dimnih plinova na sat sa sadržajem od 10,2 vol. % CO2. Nastrujavanje se vrši pod nepovoljnim kutom, to jest točno u smjeru od kanala za dimne plinove ka LAS-kanalu. Upadni kut označuje pravac kretanja vjetra u okomitoj ravnini paralelnoj pravcu nastrujavanja, pri čemu struja vjetra ima od koso na dolje prema koso na gore negativnu vrijednost upadnog kuta. Kut nagiba krova iznosi 23°.

[image]

Kao što se iz dijagrama 1 i 2 može vidjeti, i kod jako nepovoljnih dodatnih uvjeta, tj. kod brzine vjetra u opsegu od 2 m/s do 3m/s i kod upadnog kuta odozgo prema dolje od +30° količina recirkuliranja od 5% nije dosegnuta niti za svježi zrak, niti za dovodni zrak. Isto tako ni kod drugih nagiba krova u području od 0° (ravan krov) do 45° (kosi krov) nije izmjerena veća količina recirkuliranja, već je kod povećanja nagiba krova izmjerena manja vrijednost. Kod usporednih mjerenja, pri čemu je preko otvora kanala za svježi zrak postavljen poklopac oblika polucilindra, u dovodnom zraku u LAS-kanalu, pod inače istim uvjetima, izmjerena je količina recirkuliranja veća od 9%. To jasno ukazuje na utjecaj otkidnog ruba na otklanjanju strujanja koje naliježe na pokrivnu ploču zbog tzv. Coanda-efekta.

Da bi se dobio što je moguće veći prostor ispod usmjerivača, usmjerivač može imati poprečni presjek u obliku jednog peterokuta.

U biti usmjerivač može imati bilo koji poprečni presjek, bitno je samo to da u području vrha ima jedan otkidni rub koji omogućava prekid strujanja. U području podnožja usmjerivača, u blizini pokrivne ploče mogu se napraviti otvori. Pritom se područje podnožja može izvesti u vidu rešetke. Na taj način svježi zrak može strujati u uzdužnom pravcu duž pokrivne ploče i dodatno dospjeti u područje na zavjetrinskoj strani otkidnog ruba.

Drugi detalji, prednosti i svojstva izuma dobivaju se ne samo iz patentnih zahtjeva, iz njih izvedenih svojstava, pojedinačnih i/ili u kombinaciji već i iz slijedećeg opisa jednog na crtežima prikazanog preporučljivog primjera izvođenja.

Pritom:

slika 1 prikazuje, shematski, vodoravnu projekciju jedne glave dimnjaka,

slika 2 prikazuje izgled sa strane jedne glave dimnjaka,

slika 3 prikazuje izgled sa strane prve glave dimnjaka prema izumu sa pločastim usmjerivačem,

slika 4 prikazuje izgled sa strane druge glave dimnjaka prema izumu sa usmjerivačem trokutnog poprečnog presjeka,

slika 5 prikazuje izgled sa strane treće glave dimnjaka prema izumu sa usmjerivačem trokutnog poprečnog presjeka,

slika 6 prikazuje izgled sa strane četvrte glave dimnjaka prema izumu sa usmjerivačem peterokutnog poprečnog presjeka.

Na slici 1 shematski je prikazana glava 10 dimnjaka u vodoravnoj projekciji, dok je na slici 2 prikazana u pogledu sa strane. Glava 10 dimnjaka izvedena je sa pokrivnom pločom 12, na kojoj su jedan pored drugoga postavljeni izlazni otvori kanala 14 za dimne plinove i jednog LAS-kanala 16 kao i jedan između njih postavljen, na gore otvoren, ulazni otvor kanala 18 za svježi zrak. Preko otvora kanala 14 za dimne plinove postavljen je jedan konični cijevni naglavak 20, dok je preko otvora LAS-kanala 16 postavljen konični cijevni naglavak 22 LAS-kanala, koji u blizini pokrivne ploče 12 ima usisni otvor 24 koji se u području podnožja po cijelom obujmu u vidu cilindrične rešetke. U LAS-kanalu 16, tj. zračno-dimnom kanalu, unutar kanala 26za dovodni zrak postavljen je jedan LAS-kanal 28 za dimne plinove, tako da za dovodni zrak ostaje slobodan jedan prolaz prstenastog poprečnog presjeka. Pozivnim brojem 30 označena je uzdužna os pokrivne ploče 12, a pozivnim brojem 32 označena je poprečna os pokrivne ploče 12.

Na slici 1 strelicama β su označeni kutovi pravca vjetra u vodoravnoj ravnini, pri čemu se najnepovoljnija struja vjetra na β = 180° kreće točno u smjeru uzdužne osi 30 od cijevnog naglavka 20 za dimne plinove ka cijevnom naglavku 22 LAS-kanala.

Na slici 2 strelicama α su označeni upadni kutovi struje zraka u okomitoj ravnini, pri čemu struja ukoso od gore na dolje ima pozitivnu vrijednost upadnog kuta α, dok struja zraka koso od dolje na gore ima negativnu vrijednost upadnog kuta α.

Na slici 3 prikazana je, u pogledu sa strane, prva glava 110 dimnjaka prema izumu sa pločastim usmjerivačem 134. Usmjerivač je izveden kao tanka ploča koja se pruža od cijevnog nastavka 20 kanala ispušnih plinova, i prekriva, na nekom razmaku otvor kanala 18 za dovodni zrak kao i usisni otvor 24 LAS-cijevnog naglavka 22. Ploča je šira od kanala 18 dovodnog zraka i ima u području cijevnih naglavaka 20, 22 otvore kroz koje ovi prolaze.

Na slici 4 prikazana je, u pogledu sa strane, druga glava 210 dimnjaka prema izumu sa usmjerivačem 234 oblika krova formiranim na pokrivnoj ploči 12. Usmjerivač 234 ima u poprečnom presjeku trokutni oblik, pri čemu sljeme, koje se pruža paralelno poprečnoj osi 32 pokrivne ploče 12, formira otkidni rub 36 za strujanja koja se odvijaju u pravcu uzdužne osi 30 pokrivne ploče 12.

Na slici 5 prikazana je, u pogledu sa strane, treća glava 310 dimnjaka prema izumu sa usmjerivačem 334 oblika krova formiranim na pokrivnoj ploči 12. Usmjerivač 334 ima u poprečnom presjeku oblik jednakostraničnog trokuta pri čemu sljeme, koje se pruža paralelno poprečnoj osi 32 pokrivne ploče 12, formira otkidni rub 36 za strujanja koja se odvijaju u pravcu uzdužne osi 30 pokrivne ploče 12.

Na slici 6 prikazana je, u pogledu sa strane, četvrta glava 410 dimnjaka prema izumu sa usmjerivačem 434 oblika krova formiranim na pokrivnoj ploči 12. Usmjerivač 434 ima u poprečnom presjeku peterokutni oblik, pri čemu sljeme, koje se pruža paralelno poprečnoj osi 32 pokrivne ploče 12, formira otkidni rub 36 za strujanja koja se odvijaju u pravcu uzdužne osi 30 pokrivne ploče 12. Gledano u poprečnom presjeku, bočni zidovi 438, 440 usmjerivača pružaju se vertikalno na gore da bi dalje bili povijeni prema unutra i međusobno spojeni duž sljemena.

Claims (7)

1. Glava (210, 310, 410) dimnjaka sa jednom pokrivnom pločom (12) u kojoj su napravljeni susjedni, prema gore otvoreni, izlazni otvori jednog kanala (14) za dimne plinove i jednog LAS-kanala (16) između kojih je postavljen prema gore otvoren ulazni otvor jednog kanala (18) za svježi zrak, pri čemu je preko izlaznog otvora kanala (14) za dimne plinove postavljen cijevni naglavak (20) za odvod dimnih plinova, dok je preko izlaznog otvora LAS-kanala (16) postavljen jedan LAS-cijevni naglavak (22) za odvod plinova koji u blizini pokrivne ploče (12) ima bar jedan usisni otvor (24) za dovodni zrak, naznačena time, što je iznad ulaznog otvora kanala (18) za svježi zrak postavljen jedan usmjerivač (234, 334, 434) koji pokriva ulazni otvor, i što usmjerivač (234, 334, 434), oblikovan sa otkidnim rubom (36) koji dimne plinove iz cijevnog naglavka (20) odbija naviše, dimne plinove koji izlaze iz cijevnog naglavka (20) vodi u stranu iznad ulaznog otvora kanala (18) za svježi zrak i iznad usisnog otvora (24) LAS-cijevnog naglavka (22).

2. Glava dimnjaka prema zahtjevu 1, naznačena time, što je usmjerivač (234, 334, 434) izrađen u obliku krova sa čeonim stranama otvorenim za zrak, pri čemu sljeme služi kao otkidni rub (36).

3. Glava dimnjaka prema zahtjevu 2, naznačena time, što je sljeme usmjerivača (234, 334, 434) izrađenog u obliku krova postavljeno približno u smjeru poprečne osi (32) pokrivne ploče (12).

4. Glava dimnjaka prema jednom od prethodnih zahtjeva, naznačena time, što usmjerivač (234, 334) ima trokutast poprečni presjek.

5. Glava dimnjaka prema zahtjevu 4, naznačena time, što usmjerivač (334) ima poprečni presjek oblika jednakostraničnog trokuta.

6. Glava dimnjaka prema jednom od prethodnih zahtjeva, naznačena time, što usmjerivač (434) ima poprečni presjek oblika peterokuta.

7. Glava dimnjaka prema jednom od prethodnih zahtjeva 3, naznačena time, što usmjerivač (234, 334, 434) ima u podnožju u blizini pokrivne ploče (12) otvore.