устройство молниезащиты дымовых труб

Формула изобретения

Устройство молниезащиты дымовых труб, включающее дымовую трубу с заземленными металлическими электродами, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде вертикальных перьев-завихрителей, установленных с разрывом на оголовке трубы, между которыми размещены наклонно-восходящие пластины, образующие вместе с электродами аэродинамическую решетку, смешивающую набегающие потоки воздуха с газом и направляющую воздушногазовую смесь, при этом общая площадь электродов и пластин, выступающая над оголовком, превосходит площадь нормального сечения газового потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сооружения и эксплуатации дымовых труб тепловых электростанций и промышленных предприятий, в частности к устройствам защиты железобетонных и кирпичных дымовых труб и прочих трактов газоудаления от разрушения взрывной волной грозового разряда и препятствующим окутыванию ствола дымовой трубы газовой средой дымового шлейфа (далее "газовой средой"), которое возникает при сильном ветре.

Известно устройство молниезащиты котельной установки, содержащее дымоходы котельных агрегатов и расположенные снаружи корпуса соответствующие им дымовые трубы, выполненные в виде молниеприемников, и заземлители, связанные с дымовыми трубами и котельными агрегатами, в котором дымоход каждого котельного агрегата электрически изолирован от соответствующей дымовой трубы с помощью фланцевого соединения, в котором фланцевые диски изолированы друг от друга, а крепежные элементы изолированы от фланцевых дисков с помощью кольцевых прокладок, выполненных из электроизоляционного материала (см. свидетельство RU 12876 U1, кл. Н 02 Н 3/22, опуб. 10.02.2000 г.).

Известная конструкция представляет собой дымовую трубу из токопроводящего материала и является сплошной цилиндрической оболочкой. Она является устройством молниезащиты для газоходов и рядом расположенных зданий.

Недостатком известного устройства является то, что оно не применимо для защиты от электрического разряда молнии кирпичных и железобетонных дымовых труб и газоходов.

Целью настоящего изобретения является защита железобетонных и кирпичных дымовых труб от разрушающего действия электрических грозовых разрядов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве молниезащиты, включающем дымовую трубу с заземленными металлическими электродами, электроды выполнены в виде вертикальных перьев-завихрителей, установленных с разрывом на оголовке трубы, между которыми размещены наклонно-восходящие пластины, образующие вместе с электродами аэродинамическую решетку, смешивающую набегающие потоки воздуха с отходящим газом и направляющую воздушно-газовую смесь, при этом общая площадь электродов и пластин, выступающая над оголовком, превосходит площадь нормального сечения газового потока.

На чертеже представлена предлагаемая конструкция (вид сверху), в которой:

1 - электроды с вертикальными перьями-завихрителями;

2 - направляющие наклонно-восходящие пластины;

3 - ветровой поток.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Ветровой поток 3, набегая на оголовок дымовой трубы, попадает в канал, образованный между перьями вертикальных электродов-завихрителей 1 и направляющих наклонно-восходящих пластин 2. При прохождении по наклонно-восходящим тангенциальным каналам воздушный поток закручивается в вертикально-восходящий вихрь, увлекая за собой газовый поток дымового шлейфа, и за счет эжекции увеличивает тягу дымовой трубы. При этом общая проводимость границы сред между электродами и газовой средой увеличивается за счет увеличения площади поверхности электродов до такого значения, когда значение проводимости всего газового шлейфа на участке от оголовка до выхода газов из зоны электродов станет ниже общей проводимости границы сред между электродами и газовой средой, а частички газового потока, контактируя с электродами, изменят свой потенциал до такого значения, когда разность потенциалов между потоком газовой среды и грозовым облаком не будет отличаться от разности потенциалов между электродами и грозовым облаком. Таким образом, грозовой разряд будет происходить между грозовым облаком и электродами в атмосфере, а не между грозовым облаком и газовым потоком внутри дымовой трубы и газоходов.

Изменение формы, в частности, углов разворота пластин электродов позволяет изменить форму шлейфа отходящих газов из парного вихря, образованного набегающим ветровым потоком, в вертикальный вихрь за счет закручивания набегающего ветрового потока.

Для дымовой трубы диаметром оголовка, например, 8 метров и площадью сечения газового потока 50 м² площадь поверхности электродов должна быть больше 50 м², а высота электродов над оголовком дымовой трубы должна быть не менее 3/4 диаметра устья, т.е. не менее 6 метров.

Предлагаемая конструкция позволяет исключить прохождение грозового разряда внутрь дымовой трубы путем приведения значения потенциала газовой среды к значению потенциала Земли и создания электропроводящего тракта от газового потока, выходящего из дымовой трубы к электродам, а также предотвращения от окутывания ствола дымовой трубы газовой средой, которое возникает при сильном ветре.

Применение данного устройства позволяет увеличить прочность дымовых труб и прочих трактов газоудаления, повысить их долговечность путем защиты их от взрывного воздействия электрических грозовых разрядов.

Данное устройство просто в исполнении, не требует больших денежных и трудовых затрат и найдет применение при сооружении труб, а также ремонте уже имеющихся труб тепловых электростанций и промышленных предприятий.