Внимание, воздух !

СЛУЖБУ ОЧИСТКИ -- В ОСНОВУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СКОЛЬКО СТОИТ МЕШОК ДЫМА?

И все же специалистам по пылеулавливанию пока приходится иметь дело с уже созданными технологическими процессами. Нет ни свободного места, ни резервов мощности, ни возможности исправить что-либо в оборудовании. Такой подход к делу в корне неправилен. Сначала необходимо решить вопрос экологии. Ведь зачастую можно с самого начала создать процесс, при котором будет вдвое меньше выделяться дыма и пыли, меньше расходоваться топлива.

Уж так сложилось, что упоминание о городе Тольятти ассоциируется со знаменитым Волжским автомобильным заводом. Но Тольятти славен не только этим.. В городе находится крупнейший в стране завод цементного машиностроения "Волгоцеммаш", где на уникальных станках изготовляются огромные валы, автоматы сваривают толстые листы стали, в цехах сборки мощные мостовые краны манипулируют деталями в десятки тонн весом. Там же, в Тольятти, расположен и Всесоюзный научно-исследовательский институт цементного машиностроения.

...Цементное производство -- одно из старейших, но технология получения цемента за последние 100 лет мало в чем изменилась, если не считать процессов управления. На заводах мы увидим все ту же вращающуюся печь. Тонким ручейком ползет по ее дну шлам, состоящий из смешанной с водой цементной сырьевой муки, остальное пространство печи пустует. Казалось бы, единственный резерв для повышения производительности --дальнейшее удлинение вращающейся печи. Так вот и появились печи гигантских размеров -- 200 м в длину и 7 м в диаметре! Чрезвычайно усложнился привод печей. Малейшая неточность при изготовлении -- и махина может сорваться с катков, круша опоры и постройки.

И еще одна проблема: чем выше производительность цементной печи, тем больше топлива она пожирает. В среднем на каждый килограмм клинкера затрачивается 2,5 тыс. ккал. Огромные трубы цементных заводов изрыгают в небо сотни тысяч кубометров газа в час. Летит в атмосферу и тончайшая пыль, которая губит растительность, загрязняет окрестности.

Институт поставил перед собой цель: создать компактные, но более производительные и экономичные печи, которые резко снизили бы количество потребляемого топлива, а следовательно, и количество выбрасываемых в атмосферу газов.

Вопросом обеспыливания в цементной промышленности давно уже озабочен не один институт. Но в большинстве случаев это были изыскания эффективного фильтра для очистки газов, уходящих из вращающихся печей. Разрабатывались мощные электрофильтры, пылеуловители с множеством рукавов из различных тканей, остроумнейшие ловушки. Однако кардинального решения не находили.

Институт цементного машиностроения взялся за такую задачу почти со дня своего основания, т.е. с 1959 г. Была организована патентная группа для тщательного изучения мирового опыта. Систематизировались микропленки, патентные описания, авторские свидетельства. Параллельно отдел печей и теплообменных устройств вел эксперименты.

Одна за другой отпали схемы, уже разработанные иностранными фирмами. Все более становилось очевидным, что проторенного пути нет. Поиск возглавил заведующий лабораторией кандидат технических наук Н. Н. Шепелев, вскоре подключился инженер А. П. Волов.

Рассматриваются сотни всевозможных вариантов, составляются программы для счетно-решающей машины, ведется моделирование. Наконец, готова и просчитана схема: сырьевая мука уже не смешивается с водой, а в сухом виде поступает сверху в несколько установленных ярусом циклонов-теплообменников. Горячие дымовые газы, выходящие из печи, поднимаются навстречу ссыпающейся вниз муке, прогревают ее и подготавливают к спеканию. Здесь, в циклонном теплообменнике, форма которого чем-то напоминает межзвездный корабль, происходит значительная часть того, что раньше совершалось в 130-метровой вращающейся печи. В самой же печи, длина которой уменьшена до 60 м, происходит спекание сырьевой муки в клинкер.

И вот схема принята техническим советом института, ее работоспособность подтверждена на действующих моделях.

Я побывал в г. Катав-Ивановске, где на цементном заводе была испытана печь конструкции ВНИИцеммаша.

Этажерка с циклонами взметнулась высоко в небо. В топке бушует нестерпимой яркости пламя. Белые от жара орешки клинкера рекой текут навстречу обжигающему факелу.

У каждой технической новинки свои "детские болезни". Были они и у вращающейся печи оригинальной конструкции. Но главный результат налицо: еще не кончился пусковой период, а наши стройки уже получили от щедрой печи сотни тонн высококачественного цемента. "Изюминка" печи -- циклон-теплообменник. Эффект, от его применения превзошел ожидания: 50 т сырья в час, превращенного мельницами в тончайшую пудру, он улавливает и нагревает до 300 с лишним градусов. Клинкер получен, что называется, с первого предъявления.

Тогда же в Тольятти я видел действующую модель новой установки. В отличие от той, что работала в Катав-Ивановске, высота ее ступеней ниже, а степень очистки газов и производительность по обжигу клинкера значительно выше. Научно-технические изыскания помогли попутно создать самые различные новинки: оригинальные пневмонасосы, пробоотборники, устройства для ввода цементной сырьевой муки в циклонные теплообменники, охладители для клинкера. В других отделах института изобретены и уже работают эффективные электрические и центробежные сепараторы, мельницы, элементы вращающихся печей.

За всем этим -- новые веяния в развитии цементного машиностроения.

Иногда руководители предприятий жалуются на то, что они не располагают средствами для строительства газоочистных сооружений. А ведь средства эти можно легко почерпнуть все из тех же дымовых труб, которые отравляют окрестность. Недавно я увидел, как буквально из ничего, а точнее говоря из воздуха, делаются... деньги. И довольно крупные,

Это грандиозное чудо осуществляется ежедневно в масштабах города Рустави. Он известен в первую очередь своим металлургическим заводом. На 25 км вокруг расползался удушливый дым из многочисленных труб аглофабрики Руставского завода. И, сами понимаете, под дымовой завесой не бушевали цветением фруктовые сады, не так уж вольготно чувствовал себя виноград. Да и самим людям дышалось нелегко. Что же касается заводской территории, то разгуливать там в чем-либо, кроме спецовки, никому и в голову не приходило.

А недавно тут воздвигли вторую аглофабрику. Казалось бы, они задымят с удвоенной силой. Но...

Инверсионный слой над городом постепенно стал просветляться. Отряхнули с себя пыль окрестные сады и виноградники. Руставцы вдохнули полной грудью. На заводской территории поднялся чудесный парк, по которому без опаски можно разгуливать в белой рубашке.

Но при чем тут деньги, которые делаются из воздуха? А вот при чем. Старая аглофабрика, нынче уже вышедшая в тираж, вместе с дымом выбрасывала в воздух десятки тонн шихты. А новая не делает этого. Очистные устройства ловят мельчайшую пыль и вновь возвращают, ее в производство. И немалое количество -около 172 тыс. т в год. А это, образно говоря, пойманные в воздухе 1 млн. 670 тыс. руб.!

Много сил вложили в это и главный инженер проекта Т. А. Гачечиладзе, и бригадир монтажников депутат Верховного Совета СССР 3. Капонадзе, и министр строительства Грузии В. Т. Гоголадзе, и многие другие.

К счастью, не только дурные, но и хорошие примеры заразительны. Возможно, на ферросплавном заводе в Зестафони, поглядев на пример руставцев, решили больше не мириться с тем, что дым из здешних 56 труб на 30% состоял из бесполезно улетающего в воздух марганца.

Не так-то просто было директору завода Г. Кашакашвили в союзе с чиатурскими строителями возвести очистные сооружения высотой 35 м. Но зато и тут на территории расцвели цветы, заплескались бирюзовые воды плавательного бассейна. И тут в сутки отлавливают и вновь направляют в производство около 33 т марганца. А это ежегодно пойманные в воздухе 800 тыс. руб.!

Товарищи, работающие на небольших предприятиях, могут возразить: "Где уж сотни тысяч экономить, когда весь годовой доход у нас меньше этой суммы!" Но на маленьких предприятиях есть и свои удобства. Внедрить изобретение там легче, так как это не связано с нарушением технологического цикла. А в охране атмосферного воздуха маловажных дел нет. Все пойдет в народную копилку.

ОГОНЬ БЕЗ ДЫМА

Вроде бы баня -- чистое учреждение, а попробуйте постоять неподалеку от нее с подветренной стороны! Что мылся, что не мылся -- весь в саже будешь.

Однажды житель Омска отставной паровозный машинист Борис Прохорович Бреусов пошел в баню, посмотрел на трубу над ней и ахнул. Черный дым валил клубами. Снег почернел на крышах соседних домов. Аж сердце сжалось у старого рабочего. "Руки-ноги поотрывать такому кочегару!"

Вместо мыльного отделения направился Борис Прохорович прямо в котельную. А там! Во все щели в топку воздух тянет, а настоящего горения нет. Сколько мазута дымосос в трубу выбрасывает! Котлы совсем сажей заросли.

Видит Бреусов: нет вины кочегара -- топка не годится. "А что, думает,-если реконструировать ее по типу той, что я сделал во время войны на паровозе?"

Тогда транспортники получали отвратительный мазут, который сжигать без дыма было просто невозможно. А дым демаскировал эшелон. Того гляди "юнкере" из облаков выскочит. Вот и переложил он топку по-своему. Прямо на пути факела поставил огнеупорную стенку. Она и помогла. Черный шлейф за трубой локомотива исчез.

Как был с веником и свертком, Борис Прохорович отправился к директору банно-прачечного комбината. Так, мол, и так: "Непорядок во вверенном вам хозяйстве. Летят в небо денежки да еще засоряют все вокруг!"

-- Знаю,-- отвечает директор,-- да что попишешь? Сделано все по проекту.

Рассказал ему Борис Прохорович про то, как на паровозе топку перекладывал. Заинтересовался директор: "Эх, была не была, поверю старому изобретателю".

Наутро работа закипела, а через неделю реконструкцию топки закончили. Подивиться приходили даже с соседних предприятий. Зауженной горловиной она напоминала грузинскую печь для выпечки лаваша. Форсунка с паровым распылом поставлена с наклоном. Основной, первичный, поток воздуха введен через днище, а небольшая его часть -- "вторичное дутье" -- подана под факел, образуемый форсункой.

С замиранием сердца Борис Прохорович зажег топку. Пламя ударило в заднюю,стенку и быстро накалило ее. Частицы сажи, вылетавшие в трубу, по инерции устремлялись на раскаленную стенку и на ней догорали.

Выбежали на улицу: дымок из трубы светлый. Будто и не та котельная. Выключили дымосос -- и так хорошо.

Обратились к умельцу руководители Омского пассажирского автотранспортного предприятия. Там Борис Прохорович переложил топки котлов паровозного типа в гаражах и конторах. И реконструкция удалась. Провели сравнительные испытания: экономический эффект--13374 руб. Пришлось оформлять заявку на предполагаемое изобретение. Без возражений с первого предъявления Б. П. Бреусову выдали авторское свидетельство No 343114. Советую конструкторам, проектирующим "малую энергетику", ознакомиться с разработкой Б. П. Бреусова и внедрить ее в небольших котельных.

ДЫМ МОЖНО СДЕЛАТЬ ВКУСНЫМ

Я уже говорил о гидродинамическом пылеуловителе. После его внедрения и публикации сообщения об этом в экспресс-информации на мое имя пришло много писем. Писали инженеры-эксплуатационники с химических и металлургических предприятий, активисты НТО и ВОИР, ответственные за чистоту воздушного бассейна над заводами стройиндустрии. Но одно из них -- от жителя Севастополя инженера-конструктора ЦПКТБ Азчеррыба Б. Гергеля показалось мне особенно интересным: "Уважаемый товарищ, я разработчик коптильных печей и дымогенераторов. Дымовоздушная смесь, применяемая для копчения рыбы, образуется в дымогенераторах в результате возгонки древесных опилок и несет в себе большое количество зольных и смолистых веществ. Последние загрязняют рыбу и оборудование. Известные методы очистки дыма малоэффективны. Что можно придумать для осушки и очистки дыма перед его поступлением в коптильную камеру?"

Обычно в таких случаях применялись электростатические тканевые фильтры, но от них пришлось отказаться. Дело в том, что в дымогенераторах опилки иногда вспыхивают и факел со снопом искр выбрасывается в коптильную камеру. В этом случае электростатическая ткань, конечно, моментально сгорит. Известный ранее акустический метод, возможно, и подошел бы, но ведь эксплуатация ультразвуковой сирены дело не простое. Для рыбозаводов требовалось что-нибудь попроще. Кроме того, ведь нужно решить вопрос предохранения коптильной камеры от выброса огня.

Рис. 3. Дымогенератор:

1 -- корпус дымогенератора; 2 -- бункер для опилок; 3 -- колосниковая решетка; 4 -- дымоотводящая труба; 5 -- барботажное кольцо; 6 -- патрубок брызгоуловителя; 7 -- газоход

Я ответил Б. Гергелю и вскоре по приглашению руководства ЦПКТБ Азчеррыба выехал туда для проведения опытов. Ведь, что ни говори, а лучше один раз увидеть процесс, чем сто раз о нем услышать. Картина, которую я увидел на рыбозаводе, была не из лучших. Смола, образующаяся при неполном сжигании опилок, текла через фланцы газоходов, загрязняла лопасти вентилятора, капала на оборудование цехов, которое по условиям пищевых производств нужно держать в идеальной чистоте и порядке.

В ту пору многим казалось абсурдным осушение коптильного газа водой. А ведь известны системы кондиционирования, где снижение влажности воздуха достигается путем его орошения холодной водой. Возьмите стакан и подышите в него. Тут же стенки запотеют. Это выпала вода из нагретого в легких воздуха. Из дыма при охлаждении тоже выпадает влага.

И все же решиться на то, чтобы на этом явлении строить дымогенератор, было трудно. Одно дело знать назубок "I -- d диаграмму", где каждому физическому состоянию газа соответствует своя точка выпадения росы, другое -- уверовать в нее настолько, чтобы осушить воздух в камере орошения. И тем не менее главный конструктор ЦПКТБ Азчеррыба заслуженный изобретатель УССР А. Баяндин и лауреат Государственной премии УССР Б. Гергель совместно с автором этих строк решили сделать мокрую дымоочистку. Результат не замедлили сказаться. Партии морской рыбы, прошедшие через коптильную камеру, были безукоризненны.

Специалисты подсчитали, что кубометр дыма из нового генератора значительно дешевле, чем из старого.

Рыба получается нежно-золотистой, без малейшего привкуса горечи, которую дают частицы смолы, и никакие выбросы искр теперь ей не страшны. На этот водно-инерционный (ВИ) способ было получено авторское свидетельство No 749374 (рис. 3).

ОТХОДЫ В ДОХОДЫ!

Внеплановое исследование, которое провели сотрудники Института физики металлов по просьбе "Уралмаша", обернулось весомой прибавкой в фонд экономии редких металлов.

Заточник В. Ходов принес в институт горстку кусочков твердого сплава, содержащего вольфрам, и сказал:

-- Мы старательно прибираем эти кусочки, потому что тонна их стоит более 4500 руб. Но есть на заводе отходы вольфрамового сплава еще более значительные-- пылевидные, которые получаются при заточке резцов. Жаль, нет надежного "пылесоса" для сбора этой дорогой пыли.

Специалисты по магнитной сепарации пыли испытали образцы, принесенные в институт. Оказалось, что остатки твердосплавных резцов обладают сильным ферромагнетизмом. Значит, и частицы пыли должны иметь это свойство. Через несколько недель ученые передали рабочим "Уралмаша" мощный магнит. Магнит улавливает металлическую пыль с высоким содержанием вольфрама.

Заточникам, работающим с твердосплавными резцами, даются годовые задания по сбору вольфрамовых отходов. Есть задание и у В. Ходова, обслуживающего два станка. Используя способ, предложенный учеными, В. Ходов превысил норму годовой экономии редкого металла -- собрал для переплавки более 700 кг вольфрамовой пыли.

ЭКСКУРСИЯ ПО КРЫШАМ

О КАКИХ ТРУБАХ ТРУБИТЬ НЕ НАДО

Одному художнику для заводского клуба заказали картину, на которой нужно было изобразить производственный пейзаж.

Долго ждали, наконец творение кисти профессионала высшего класса было водворено в фойе клуба и завешено сверху белой материей. Собрались руководство предприятия, передовики производства, общественники. Заведующий клубом дернул за веревочку -- и занавес упал. Но что это? Лица заказчиков вытянулись, как от горького лекарства, После затянувшейся паузы директор завода обратился к художнику: "Нам хотелось оставить будущим поколениям правдивую картину предприятия. Пусть, живя в прекрасном завтра, они вспоминают и нас, построивших этот гигант индустрии. А здесь что? Сплошные бесхозяйственность и разгильдяйство! Этот густой дымище из труб цеха обжига! Перед людьми стыдно. Интересно, кто был начальником смены, когда вы это рисовали?!"

Густота дыма многое говорит опытному взгляду. Хорошо ли ведется процесс горения, включены ли газоочистные устройства, как они налажены и правильно ли эксплуатируются. Газ на выходе из трубы имеет определенную температуру и скорость. Чем выше температура, тем меньше плотность газа и, следовательно, больше его подъемная сила. Если день не очень ветреный, газ из трубы поднимется на некоторую высоту, там потеряет свою скорость и развеется в горизонтальном направлении. Струя газа в результате диффузии расширится и концентрация в ней пыли и других вредных веществ уменьшится.

В ветреную погоду газ при выходе из трубы сразу резко отклонится и начнет двигаться параллельно земле на уровне устья дымовой трубы. Если труба недостаточно высока, частицы вредных веществ быстро осядут на окна жилых домов и на зеленые насаждения.

При высоких дымовых трубах газ снизится до приземного слоя на значительном расстоянии от завода. Причем, зная начальную концентрацию в нем вредных веществ, можно рассчитать, какой высоты должны быть дымовые трубы, чтобы осевшие газы не содержали вредных частиц больше предельно допустимой нормы.

ТРУБА КАК ТРУБА

Не одно тысячелетие известна дымовая труба. Еще во дворцах древних инков были дымоходы для эффективного удаления продуктов сгорания топлива и обогрева стен, в толще которых их прокладывали. Но до сих пор трубы не перестают совершенствовать. Все новые и новые заявки на изобретения поступают во Всесоюзный НИИ государственной патентной экспертизы. Цели у изобретателей разные. Одни ставят перед собой задачу повыше выбросить дым, другие -максимально использовать его тепло, третьи -- повысить производительность самих труб. Нужны высокоэффективные трубы, ибо если нет дыма без огня, то не должно быть и дыма из труб. Газ из них должен выходить очищенным, выбрасывать его следует в высокие слои атмосферы, и при этом трубы обязаны обеспечивать нормальную работу топки котла, промышленной печи или мартена. Словом, необходимы экологически чистые трубы.

"Экологически чистая труба". Казалось бы, нет логики в этом выражении. Как "сухая вода" или "белая сажа"... Испокон века иронизировали: "Чист, как трубочист", или: "Из какой трубы ты выскочил?", "Вижу, дело наше -- труба"...

Люди придумали трубы, только узнав определенные физические закономерности. Теперь же исследователи стараются глубже изучить жизнь дымовой трубы, чтобы сделать ее экологически чистой. А это не малое дело, потому что и большая экология во многом зависит от частных решений.

Дымовая труба работает потому, что внутри нее температура выше, чем снаружи. Горячий дым поднимается вверх, ибо его удельный вес меньше удельного веса окружающего воздуха. А если через трубу удалять не дым, а обыкновенный воздух? Как быть в таком случае? Ставить вентилятор? Но он дорог. И вот пропадают фрукты и овощи. Гибнет с таким трудом собранный урожай. Многие склады и овощехранилища нуждаются в проветривании, а принудительной вентиляции не имеют.

Вытяжная шахта, предложенная Н. М. Трипуковым, выполнена в виде трубы в трубе. Наружная труба сделана из прозрачного для инфракрасных лучей материала. Стенки внутренней железной трубы нагреваются солнцем до 40--50° и передают тепло содержащемуся в ней воздуху. Возникает тяга, с помощью которой без затрат электроэнергии вентилируется помещение.

Чем эффективней удаление спертого воздуха, тем чище сам выброс, тем чище окружающая экологическая среда. Нормально вентилируемое овощехранилище имеет чистое дыхание, не отравляющее окружающую среду запахами, да и овощи в нем не гниют.

До сих пор теплообменники всегда ставили ниже дымовых труб. Инженера, который бы решил поставить водяной экономайзер и воздухоподогреватель над трубой, сочли бы не в своем уме: затруднена эксплуатация, завышена стоимость монтажа и, вообще, все не по традиции. А ведь идея эта "достаточно безумна" для того, чтобы всерьез о ней поразмыслить... Для того чтобы труба имела хорошую самотягу, нужно чтобы температура внизу у нее была выше, чем вверху. Выходит, что для самотяги выгодней выпускать из котлоагрегата горячий газ? Следовательно, использование тепла уходящих газов для подогрева воды и дутьевого воздуха невыгодно? Но мы-то знаем, что это не так! Чем ниже температура уходящих газов, тем выше коэффициент полезного действия котлоагрегата. Выход из замкнутого круга нашли инженеры Укргипромеза, перенесшие поверхности нагрева на выход ствола дымовой трубы. При такой компоновке и самотяга возросла, и коэффициент полезного действия не снизился.

Этот же прием можно использовать и для установки газоочистительного аппарата, перенеся его снизу на верх трубы. В частности, так и поступили инженеры Московского чугунолитейного завода имени Войкова, установив на самом верху вагранок оросительные камеры, в которых промывается уходящий газ. Завод этот передовой в борьбе за чистоту воздушного бассейна Москвы. Борьбе за экологически чистую окружающую среду там уделяют максимум внимания.

ДЫМ КОЛЕЧКОМ

Какая на дворе погода -- можно узнать и не включая радио. Если дым из труб выходит столбом, значит, морозно и тихо. Была бы такая погода всегда, не потребовались бы и высокие трубы. Но, увы, высокая влажность, ветер, низкая облачность, осадки -- все это в ущерб самотяге. Порой в заводских поселках образуется такой смог, что даже днем видимость не превышает нескольких метров. Все, чем люди напитали атмосферу, она начинает выдавать обратно: изгарь, частицы топлива, смолы и сажи -- все это хлопьями осаждается на земле.

Вот если бы научиться пускать дым кольцами! Бывают ведь ловкачи, которым ничего не стоит, посасывая трубочку, делать какие-то неуловимые для глаз движения языком и губами и выпускать в воздух кольца дыма. Не исключено, что это единственно полезное следствие курения табака. Конечно, имеется в виду человек, который не только способен пускать дым колечками, но и задуматься о причинах, их образующих. Знаменитый ученый Р. Вуд построил ящик для пускания больших дымовых колец и использовал его при демонстрации опытов перед студентами. Ящик был сделан в виде куба со сторонами в 1 м. Одна из стен ящика была из клеенки, поддерживали ее две перекрещивающиеся резиновые трубки, что придавало ей упругость. Напротив клеенки в стене ящика имелось круглое отверстие. Дым имитировался с помощью двух соединенных резиновыми шлангами колб с соляной кислотой и нашатырным спиртом. Взаимодействуя, кислота и аммиак давали туман, состоящий из мельчайших частиц нашатыря. Когда ящик наполнялся этим туманом, Вуд сильно и резко ударял по стене, затянутой клеенкой, и из отверстия вылетало большое кольцо. Вот как он писал об этом: "Силу воздушных колец можно показать таким образом. Направим их на плоский картонный ящик, стоящий на некотором расстоянии от установки. При этом ящик сразу же переворачивается или даже падает на пол. Ударом вихревого кольца можно погасить пламя газовой горелки. После некоторой тренировки можно научиться выпускать два кольца быстрой очередью, причем так, чтобы второе кольцо летело с несколько большей скоростью, чем первое. Тогда второе кольцо нагоняет первое, ударяется о него и отскакивает, оба кольца остаются целы и превращаются в вибрирующие эллипсы. Это показывает, что газовый вихрь обладает упругостью".

Если бы применить эти знания на практике. Хотя бы для того, чтобы создать дымовую трубу, которая выбрасывала бы вредные газы в самые верхние слои атмосферы!

Самые большие современные трубы (до 300 м) не отводят дым выше 750 м. За рубежом ведется интенсивная работа по созданию эффективных устройств, увеличивающих высоту выброса газов. В США и Англии испытываются трубы, выбрасывающие дым в форме колец с помощью автоматической системы клапанов. Таким путем сформированные кольца дыма способны подняться на высоту до 3 тыс. м, где они свободно рассеиваются. Этим может обеспечиваться безопасная для живой природы концентрация ядовитых веществ.

В конструкции трубы, на которую выдано авторское свидетельство No 319725, для увеличения выброса газов применена эластичная колеблющаяся диафрагма, благодаря чему газы могут приобретать форму колец и

большую скорость движения по оси колебания диафрагмы, т.е. вверх.

Устройство с мембраной, помещенное в вершине трубы, увеличивает высоту выбрасывания газов. Конструкция довольно проста, ею можно оборудовать все существующие трубы без сложных переделок и больших капитальных вложений.

Принцип действия, напоминающий опыт Вуда, легко проследить на модели, состоящей из обычной консервной банки, у которой с одной стороны в донышке по центру вырезано отверстие диаметром 2--2,5 см, а с другой-- донышко заменено полиэтиленовой пленкой. На боковой поверхности банки -- отверстие для тлеющей папиросы. Когда в банке наберется дым, по донышку из полиэтиленовой пленки слегка ударяют ладонью. Тогда из отверстия в жестком донышке вылетают кольца и столбики дыма и быстро устремляются вверх.

Особенность предложения состоит в том, что ускоритель движения газов находится на выходе из трубы, и независимо от того, есть ли на входе в трубу вентиляторы или нет, газы получают большой запас кинетической энергии для движения вверх; энергия не тратится на преодоление сопротивления у стен внутренней поверхности трубы и вся используется на выбрасывание газов, обеспечивающее создание колец.

Дутьевыми вентиляторами, применяемыми в трубах, этого эффекта достичь невозможно без использования сложной системы клапанов. Клапаны же обладают невысокой надежностью, за ними нужен постоянный уход, нужен отдельный привод. Понятно, почему они не получили распространения.

В предлагаемой конструкции клапанов нет, и в целом надежность устройства может быть выше.

Резкого изменения диаметра в устье трубы не будет: площадь сечения здесь равна или лишь немного отличается от суммарной площади окон на боковой поверхности цилиндра.

ТРУБА С ВОЗДУШНЫМИ СТЕНКАМИ

Неоднократно изобретатели пытались сконструировать дымовую трубу, позволяющую посылать дым в заоблачную высь. Но пока что достаточно производительной, эффективной и экономически приемлемой установки так и не построено. Однако опытные установки работают, и сдвиги в этом деле есть.

Турбулизировать дым на выходе из трубы с тем, чтобы сделать ее дальнобойной,-- такая задача достижима. Ленинградским зональным научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий предложен насадок к вытяжной трубе, состоящий из прикрепленных к устью трубы участков воздуховодов. Попадая в них, ветер закручивает дымовой поток и способствует его подъему. Однако и здесь имеется недостаток: чтобы насадок действовал, нужен ветер.

Представьте ситуацию: построили завод, трубу установили, все как следует, а через год-другой рядом с заводом выросло многоэтажное здание. Мала стала труба. В верхние этажи дым попадает. И на этот случай есть изобретение. Эжектирующее устройство дымовой трубы -- это тоже насадок. От предыдущего же он отличается лишь тем, что действует не за счет ветрового напора, а от вентилятора, смонтированного снаружи трубы. Вентилятор засасывает уличный воздух и гонит вверх в виде прозрачного кольцевого канала, внутри которого движется дымовой поток. Невидимые глазом стенки трубы не дают дыму отклониться от первоначально полученного направления. Жителям соседней многоэтажки дым стал не страшен. Один недостаток -- по нему стало невозможно определить, какая погода на улице. Независимо от влажности и температуры воздуха дым идет столбом.

ЗОНТ ДЛЯ ТРУБЫ

Чтобы дождь и снег не попадали в вытяжные трубы, над ними ставят зонты. Преграда надежная, но... Не пропуская внутрь трубы осадки, зонт тормозит и выходящий из нее лоток воздуха. Вроде бы мелочь, а за год по заводу сотни киловатт набегают только на преодоление сопротивления зонтов. Да и пыль, ударяясь о зонт, оседает на крыше, загрязняя территорию завода. В Московском научно-исследовательском и проектном институте типового и экспериментального проектирования зонты решили заменить набором вертикальных и наклонных пластин. Причем нижние наклонные пластины

выполнены со сливными желобками. Осадки, собираясь на наклонных пластинах, выливаются по лоткам наружу. Сами же наборы пластин создают воздушному потоку меньшее препятствие, чем зонт. Да и пыль при такой конструкции трубы на крыше не оседает.

Однако есть у этого изобретения и свои недостатки. Желобки наклонных пластин быстро забиваются мелкой пылью, и расход металла на их изготовление великоват. Есть другой, не менее эффективный, но более простой способ предотвратить оседание на крыше пыли, ударяющейся о зонт выбросной трубы. Никаких особенных изменений в конструкцию трубы для этого вносить не нужно. Надо лишь прикрепить к ее устью полый усеченный конус, который закроет зонт по высоте, а между внутренними стенками основания конуса и зонтом оставить зазор для того, чтобы вентиляционные выбросы шли вверх. Атмосферные осадки сливаются наружу через отверстия в нижней части усеченного конца.

КЛАПАН ДЛЯ ТРУБЫ

Каких только флюгеров не бывает на свете. "Старый Томас" стал даже "визитной карточкой" Таллина. Есть флюгера и в виде поворачивающегося колена, через которое поток ветра эжектирует воздух, собравшийся в помещении. Изобретатель В. Я. Виноградов в этом направлении сделал шаг вперед. Его дефлектор по совместительству является еще и шибером. Рычагом со штоком его можно поднимать вверх и опускать, закрывая трубу. Иногда трубу нужно закрывать, но не в переносном, а в прямом смысле.

Кончилась смена, рабочие разошлись, а трубы, как это ни печально, продолжают действовать. Из тех, что повыше, теплый воздух самотягой выходит в атмосферу, а через низкие засасывается с улицы холодный. Ржавеет от холода оборудование, выстуживается помещение. На одну трубу среднего диаметра расходуется до 50 кг угля в неделю! Выход один -- для того чтобы сэкономить тепло, нужен очень легкий и надежный клапан, который бы автоматически закрывал трубы. Условия задачи следующие: в открытом положении клапан не должен создавать сопротивление для прохода воздуха, быть недорогим, а монтаж его нетрудоемким.

Инженеры Московского пусконаладочного управления Минлегпрома СССР решили этот вопрос следующим образом: между зонтом и срезом трубы установили полистироловый диск с четырьмя проушинами, охватывающими стойки зонта. Когда включается вентилятор, диск под действием напора воздуха поднимается вверх и прижимается к зонту. Там он и удерживается все время, пока работает вентилятор. Как только он перестает работать, диск падает и надежно перекрывает воздуховод, не давая холодному воздуху проникать в помещение. Для удобства монтажа проушины сделаны разрезными. Один слесарь за день может смонтировать более десяти таких клапанов и сберечь машину угля в год. Цена же полистироловому диску -- копеечная.

ТРУБА ПРОТИВ МУСОРА

Бич окружающей среды --мусор, образующийся вокруг жилья. Мусор сжигают, это известно каждому. А вот как это делается? Горение, прямо скажем,-неорганизованное. Просто поджигают одну кучу за другой, ядовитый дым стелется над свалкой,- а потом на выгоревшее место самосвалами привозят новые сотни тонн мусора. Конечно, так избавляются от мусора не во всех городах. Там, где защите окружающей среды уделяется достаточно внимания, сжигание отходов организовано лучше. Колосниковая решетка, дутьевой вентилятор и дымовая труба обязательно применяются в процессе сжигания. Без них нормального горения не получишь. Но возникает вопрос, где расположить все эти сооружения. Постройка эстакады для подъезда автомобилей, огромной печи с системой золоудаления обходится слишком дорого.

Проект печи для сжигания отходов Б. В. Коткина и Ю. И. Терентьева (авторское свидетельство No 976222) предельно упрощен. По сути дела, вырытая в горном склоне шахта, в которую сбрасывается мусор, является началом дымовой трубы. Шахта -- одновременно и бункер-накопитель и топка, под ней же, в боковой штольне, расположен дутьевой вентилятор, подающий необходимый для поддержания горения воздух. Перед трубой установлены газоочистные устройства, предотвращающие выброс вредных веществ в воздух. Зола, образующаяся при сжигании мусора,-- прекрасный наполнитель для строительных блоков.

ДИРИЖАБЛЬ ПЛЮС ТРУБА