Дефлектор на димар своїми руками: креслення та розрахунки

• Що таке дефлектор і яким чином він покращує тягу
• Різновиди та конструкція сучасних дефлекторів
• Як і з чого можна зробити дефлектор своїми руками
• Установка дефлектора на пічну трубу

Дослідні майстри знають, що добре скласти піч недостатньо - не менш важливо спорудити димар, який зможе забезпечити хорошу тягу. З огляду на ряд причин пічна труба може працювати недостатньо ефективно, а прийнятні початкові характеристики з часом починають знижуватися. Запобігти подібним прикростям зовсім нескладно - достатньо обладнати димар дефлектором. Цей простий пристрій не тільки покращить його аеродинамічні властивості, але й захистить димовий канал від сміття та опадів.

Що таке дефлектор і яким чином він покращує тягу

Напевно, немає такої людини, яка б не помічала ковпаків химерної форми, встановлених на верхівках димових труб та вентиляційних каналів.Якщо провести опитування, для чого служать подібні пристрої, більшість відповість, що дефлектор або димник (так його називають пічники) потрібен для того, щоб в пічну трубу не потрапляла бруд і волога. Звичайно ж, будуть і знаючі люди, які скажуть, що проста металева надбудова служить ще й для посилення тяги. І лише одиниці зможуть пояснити, як це відбувається.

Встановлений на пічну трубу дефлектор бачили багато, проте лише одиниці знають його пристрій та принцип дії

А разом із тим все просто. Найчастіше зниження тяги та погіршення теплової ефективності печі з'являється на тлі різких змін атмосферного тиску або при сильному вітрі. Несприятливі погодні умови нерідко призводять навіть до зворотного потягу, викликаючи задимлення приміщень. І ось тут на допомогу і приходить дефлектор. У перекладі з англійської «deflector» є ні що інше, як пристрій, що відхиляє або відбивач - ці слова якнайкраще характеризують принцип роботи нескладної конструкції.

Встановлений на шляху вітру, дефлектор змушує повітряний потік обгинати його по периферії, сприяючи появі зон високого та низького тиску. Якщо ви пам'ятаєте шкільний курс фізики, то зможете згадати закон Бернуллі - за цим принципом працює і більшість сучасних підсилювачів тяги. Розріджена атмосфера з підвітряної сторони дефлектора дозволяє створити додатковий перепад тиску між піддувалом та верхнім зрізом пічної труби. У результаті дим примусово «висмоктується» з димаря, завдяки чому посилюється приплив повітря в зону горіння.

Принцип дії підсилювача тяги ґрунтується на законі Бернуллі

Тема димохідних відбивачів нещодавно широко обговорювалася в наукових колах, внаслідок чого з'явилося чимало цікавих конструкцій. За проведеними дослідженнями, деякі з них можуть збільшити ККД теплового приладу на 20%. Тому підбір і розрахунок відбивача є одним з найважливіших етапів при конструюванні печей прямого горіння.

Різновиди та конструкція сучасних дефлекторів

У найпростішому вигляді димохідний відбивач складається з кількох частин:

• вхідний патрубок;
• зовнішній циліндр (дифузор);
• корпус;
• ковпак (парасолька).

Додатково димник оснащується кронштейнами, які використовуються для з'єднання окремих його частин між собою, а деякі конструкції - ще й кільцевими відбоями, що ефективно захищають конструкцію від опадів.

Димохідний відбивач має просту конструкцію, тому його нескладно виготовити своїми руками

Як згадувалося вище, наприкінці XX століття було розроблено безліч відбивачів, які різняться між собою як конфігурацією, і аеродинамическими характеристиками. Про найпопулярніші конструкції розповімо докладніше.

Дефлектор ЦАГІ

Відбивач, розроблений фахівцями Центрального аеродинамічного інституту імені Жуковського, є, мабуть, найзнаменитішою та повторюваною розробкою в нашій країні. Конструкція має відкриту проточну частину і відрізняється чудовим захистом від задування вітру в димар. Водночас ці переваги у зимовий час обертаються й деякими вадами. Так, при негативних температурах дифузор може покриватися шаром льоду, який зменшуватиме і так невеликий зазор між внутрішнім циліндром і ковпаком. Оскільки мінімальний прохідний переріз перешкоджає природній тязі димоходу, дефлектори ЦАГІ найкраще застосовувати для високих споруд і на місцевості з постійним рухом повітряних потоків.

Нескладний у виготовленні, але досить ефективний дефлектор ЦАГІ є однією з найпопулярніших конструкцій у домашніх майстрів

Відбиваючий димник Григоровича-Вольперта

Конструкція, яку запропонували авіаконструктор Д. П. Григорович та вчений А. Ф. Вольперт, враховує всі недоліки відбивача ЦАГІ. Використавши у своїй розробці схему з каналом, що звужується, інженери змогли збільшити швидкість газового потоку настільки, що відбивач став відмінно працювати навіть при повній відсутності вітру. Такий димник є справжнім порятунком для пічних труб, які знаходяться в низинах або затінюються багатоповерховими будівлями.

Відбивач Григоровича є вдосконаленою версією дефлектора ЦАГІ

Н-подібний відбивач

У дефлектора, форма якого нагадує букву «Н», є кілька вагомих переваг. Так, горизонтальна частина конструкції дозволяє розділити потік продуктів горіння на дві частини, що є важливим для печей підвищеної продуктивності. Крім того, поперечка захищає вертикальний канал від проникнення сміття та опадів - конструкція не потребує встановлення парасольки.Незважаючи на зовнішню простоту, Н-подібні відбивачі мають два дифузори, що дозволяє їм справлятися навіть із найінтенсивнішими викидами промислових печей.

Простий у виготовленні Н-подібний дефлектор найкраще підходить для потужних теплових агрегатів

Тарілчастий дефлектор

Так само, як і дефлектор ЦАГІ, тарілчастий відбивач має відкриту проточну частину - цим, власне, і обумовлюється його ефективність. Така примітна назва димник отримав зовсім невипадково - його конструкція складається з кількох конусоподібних ковпаків (тарелок), по центру яких виконано отвір газоходу. У цій конструкції спрямовані один до одного ковпаки утворюють канал, що звужується, в якому і виникає розрідження, як тільки з якогось напрямку подує вітер. Через відкриту конструкцію тарілчасті дефлектори нерідко одягають у металеву сітку. Тим самим газохід додатково захищається від сміття, а довкілля - від іскор, що вилітають.

Тарілчастий дефлектор є однією з найвибагливіших конструкцій

«Волпер»

Цей димник є практично повним аналогом пристрою, розробленого ЦАГІ. Удосконалення знаходиться у верхній частині пристрою - інженери лише розгорнули захисний ковпак вершиною вниз і встановили його тільки над дифузором. Цього було достатньо, щоб запобігти утворенню криги, яка заважала роботі оригінального пристрою під час сильних морозів.

Зовні Волпер має максимальну схожість з дефлектором ЦАГІ, але позбавлений властивих йому недоліків

Конструкції з флюгаркою

Будучи симбіозом простого димника та флюгера, пристрої цього типу мають поворотний ковпак (шторку). Повертаючись навколо своєї осі при поривах вітру, флюгарка захищає димар від задування і сприяє появі зони низького тиску з підвітряного боку.Нерідко шторку поворотного димника прикрашають різними фігурками, що робить конструкцію з флюгаркою надзвичайно виграшною естетично.

Дефлектор з флюгаркою має вузол обертання, завдяки якому завжди займає оптимальне положення щодо повітряних потоків, що набігають

Дефлектор-іскрогасник

В основі конструкції лежить найпростіший димник, який складається з дифузора та ковпака. Для того щоб запобігти викиду іскор, простір між окремими частинами відбивача закривають металевою сіткою. В принципі, будь-який дефлектор відкритого типу (наприклад, тарілчастий) можна зробити безпечнішим, якщо встановити огорожу, що іскрогасить. З цієї причини дефлектори з іскрогасником являють собою скоріше цілу низку пристроїв, ніж якусь окрему конструкцію.

Дефлектор з металевою сіткою не тільки посилить тягу, а й захистить майно від пожежі

Як і з чого можна зробити дефлектор своїми руками

Відбивач встановлюється на самому краю димоходу, що робить його обслуговування та ремонт вельми проблематичним. З цієї причини для виготовлення пристрою найкраще використовувати стійкі до атмосферних впливів матеріали:

• листову мідь;
• нержавіючу сталь;
• оцинкований металевий лист.

Яку б конструкцію ви не вибрали, насамперед слід провести необхідні розрахунки і зробити креслення та викрійки. Після цього споруджують картонний макет відбивача у масштабі 1:1. Переконавшись у правильності своїх розвідок, приступають до розкрою металевих листів. Подібна схема дозволяє вчасно усунути помилки і зробити конструкцію привабливішою.

При виборі дефлектора для самостійного виготовлення рекомендуємо не розпорошуватися по дрібницях і відразу ж розпочати спорудження «дорослої» конструкції типу ЦАГІ або Григоровича-Вольперта.А ті, хто має достатній досвід поводження зі слюсарним інструментом, можуть спробувати побудувати димник з флюгаркою. На додаток до своїх прямих обов'язків, конструкція, що обертається, створить навколо будинку ауру індивідуальності і послужить предметом гордості перед оточуючими.

Рекомендації щодо вибору підсилювача тяги

При виборі дефлектора слід враховувати безліч моментів, починаючи з конструкції опалювального приладу та закінчуючи погодними факторами та особливостями рельєфу. Пропонуємо вам кілька простих порад щодо підбору обладнання від пічників з багаторічним досвідом роботи:

• дефлектори з мінімальним прохідним перерізом найкраще підходять для встановлення в районах з постійним рухом повітряних мас;
• димоходи, схильні до впливу поривчастих вітрів, обладнають Н-подібними відбивачами - їх конструкція ідеально справляється із задуванням і запобігає виникненню зворотної тяги;
• в районах із суворими погодними умовами рекомендується встановлювати лише статичні конструкції. Під час сильних морозів поворотні дефлектори нерідко обмерзають і перестають виконувати покладені на них функції;
• якщо через складки місцевості або прилеглих об'єктів димохід знаходиться в точці з мінімальною вітровою активністю, то встановлення підсилювача тяги не тільки не принесе очікуваного ефекту, але й створюватиме перешкоду для продуктів горіння.

Результати численних експериментів говорять про те, що дефлектори круглої конфігурації працюють набагато ефективніше прямокутних. Причини такої поведінки лежать на поверхні - оптимальна форма і відсутність кутів дає їм можливість не залежати від напряму повітряних потоків. Для того щоб встановити круглий дефлектор на прямокутний димар, використовують спеціальний перехідник.

Перехідник для встановлення круглого дефлектора на квадратний димар можна виготовити з того ж матеріалу, що і відбивач

Які матеріали та інструмент знадобляться

Приступаючи до виготовлення відбивача на димар, необхідно мати під рукою:

• дерев'яну або гумову киянку;
• ножиці для різання листового металу;
• сталеву рисунку та олівець (маркер);
• пасатижі;
• лінійку та циркуль;
• дриль та набір свердел по металу;
• заклепувальний інструмент.

Що стосується матеріалів, їх вибір залежить від конструкції. Для виготовлення статичних дефлекторів буде потрібен тільки листовий метал, тоді як відбивачі, що обертаються, потребують ще й деталей для виготовлення вузла обертання. У загальному випадку вам знадобиться вісь, підшипники, кріплення та різьбонарізний інструмент.

Розрахунок розмірів димохідного ковпака конструкції ЦАГІ

Разом з докладними схемами та кресленнями дефектора ЦАГІ інженери науково-дослідного інституту надали методику розрахунку для димоходів будь-якого розміру.

Схема дефлектора ЦАГІ, що дозволяє виконати точний розрахунок його параметрів

Щоб визначити розміри всіх складових частин, необхідно визначити внутрішній переріз пічної труби. Подальші розрахунки проводять на підставі оптимальних співвідношень, отриманих експериментальним шляхом:

• діаметр зовнішнього кожуха - 2d;
• висота дефлектора - 2d+d/2;
• діаметр верхньої частини дифузора - 1.25d;
• діаметр парасольки - 7d 1.9d;
• відстань від основи дифузора до зовнішнього кожуха - d/2.

Якщо димохід побудований із стандартних металевих труб, то займатися розрахунками і зовсім не потрібно - можна скористатися спеціальною таблицею. В інших випадках до розрахунків слід підійти з належною увагою, оскільки неправильні геометричні співвідношення призведуть до порушення аеродинамічних властивостей відбивача.

Таблиця: залежність параметрів димоходу від діаметра металевої пічної труби

Не слід думати, що дефлектор ЦАГІ - це конструкція, призначена виключно для димоходів. За наведеною вище методикою можна побудувати і відбивач для цегляної труби. І хоч його ефективність буде трохи нижчою, ніж у оригінального пристрою, ви відразу ж відзначите покращення тяги та підвищення ККД опалювального приладу.

Діаметрпічної труби, см	Діаметр зовнішнього кожуха, см	Висота зовнішнього кожуха, см	Діаметрвихідного отворудифузора, см	Діаметрковпака, см	Висота установки зовнішнього кожуха, см
100	20.0	12.0	12.5	17.0 19.0	5.0
125	25.0	15.0	15.7	21.2 23.8	6.3
160	32.0	19.2	20.0	27.2 30.4	8.0
20.0	40.0	24.0	25.0	34.0 38.0	10.0
25.0	50.0	30.0	31.3	42.5 47.5	12.5
31.5	63.0	37.8	39.4	53.6-59.9

Як зробити повномасштабний макет

З точки зору геометрії, дифузор пічного відбивача є порожнім конусом з усіченою вершиною. Його розгортка представлена на нижньому малюнку. Всі необхідні розміри ми розрахували вище, тому виготовлення викрійки з картону не складе труднощів.

Лекало для виготовлення корпусу дифузора

З виготовленням лекала для ковпака справа ще простіше - воно являє собою коло з радіусом 1.7d/2. Щоб надати йому форму конуса, вирізають кутовий сектор шириною 30°, залишаючи 20-міліметровий напуск для з'єднання частин конуса між собою.

Лекало для виготовлення ковпака

Зовнішній кожух дифузора має циліндричну форму, тому його макетування не становить труднощів - достатньо вирізати картонну смугу необхідної ширини і згорнути її в кільце.

Після склеювання макета в натуральну величину необхідно перевірити, наскільки його форма та розміри відповідають обраній конструкції. Якщо є можливість, слід переконатися в тому, що копія дефлектора встановлюється на димохід максимально щільно.

Опрацювавши технологію на паперовому макеті, можна сміливо приступати до виготовлення дефлектора з металу

Покрокова інструкція

Після перевірки розрахунків на паперовій моделі в конструкцію вносять необхідні корективи і приступають до будівництва відбивача з металу.

При виготовленні дефлектора ЦАГІ автор цієї статті допустив одну помилку, яка згодом вимагала додаткових тимчасових та трудових витрат. Вважаючи себе досить досвідченим у слюсарній справі, я відмовився від виготовлення паперової моделі, вважаючи це дитячою витівкою та непотрібною тратою часу. Результат подібної недбалості проявився після вирізування заготовок із оцинкованої сталі. Усі спроби створити об'ємні деталі (дифузор, зовнішній кожух та парасолька) провалилися з абсолютно банальної причини. Справа в тому, що я зовсім забув про напуск, тому з'єднати деталі можна було тільки встик. Хоча вихід і знайшовся в нарощуванні лінійних розмірів деталей металевими смугами, все ж таки конструкція вийшла не такою акуратною, як це замислювалося спочатку.Так що друзі раджу прислухатися до рекомендацій досвідчених майстрів, а головне - не забувати про напуски!

Необхідно дотримуватись певного порядку робіт, інакше з'єднати окремі частини дефлектора в єдину конструкцію буде дуже складно.

1. Макет розбирають на складові, після чого контури окремих шаблонів переносять на листовий метал. Для цього можна скористатися креслилкою з інструментальної сталі або перманентним маркером - так у вас буде впевненість, що малюнок не зітреться під час вирізування.
2. Скориставшись ножицями по металу, з листової жерсті вирізають заготовки дифузора, зовнішнього кожуха, вхідного патрубка, конуса та кріплень.
3. За зовнішніми краями деталей роблять відбортування. Для цього пасатижами згинають метал на відстані до 5 мм від зрізу, після чого простукують борти киянкою. Зовнішнє кільце та вхідний патрубок отримують простим згортанням зі смуг металу. У місці, де один край заготовки заходить на інший, виконують свердління.

   Згорнувши циліндричну деталь, необхідно скріпити її краї заклепками

4. Отримані циліндри скріплюють заклепками. Дистанція між точками кріплень залежить від розміру конструкції і вибирається в діапазоні від 20 до 60 мм. Якщо під рукою немає заклепочника, то з'єднати окремі частини заготовок можна за допомогою різьбових з'єднань. У тому випадку, коли відбивач виготовляється з нержавіючої або чорної сталі, можна взагалі використовувати зварювальний апарат.

5. Згортаючи та з'єднуючи краї деталей між собою, отримують парасольку, захисний ковпак та дифузор. Місця вигинів можна простукати молотком зі сталевим бойком - це зробить метал більш податливим.

   При виготовленні ковпака необхідно проконтролювати площинність його нижнього краю - для цього деталь укладають на рівну поверхню

Вирізають 3-4 металеві смуги шириною 40 мм і довжиною 200 мм - вони послужать кронштейнами для кріплення всіх складових відбивача між собою. Для того щоб зробити їх жорсткішими, по всій довжині власників роблять бортики шириною по 10 мм.
6. 

   Для того щоб надійно приєднати парасольку до дефлектора, достатньо трьох точок кріплення

7. За допомогою тих же заклепок кронштейни прикріплюють до внутрішньої частини конуса, а потім встановлюють їх у вертикальне положення.

   Перед кріпленням до дифузору кріплення відгинають під кутом 90 градусів

8. До вхідного патрубка приєднують дифузор та конус. Отриману конструкцію заводять у зовнішній кожух і кріплять до стінок заклепками. Все – дефлектор готовий.

   Остаточне складання дефлектора виконують за допомогою заклепок

Покінчивши з виготовленням димника, приступають до останнього етапу - встановлення конструкції на пічну трубу. Тих, хто думає, що зробити це легко і просто, доведеться трохи розчарувати - насправді, монтаж відбивача на димар є одним із найважливіших і відповідальних моментів.

Відео: виготовлення дефлектора ЦАГІ з жерсті

Установка дефлектора на пічну трубу

Перед тим як монтувати дефлектор, уважно огляньте пічну трубу та прилеглу до неї територію. Якщо до верхнього зрізу димоходу є доступ, то підсилювач тяги можна закріпити декількома способами:

• стягнути нижню частину відбивача хомутом;
• використовувати різьбові з'єднання.

У першому випадку на вхідному патрубку прорізають поздовжні пази - вони дозволять йому стискатися максимально щільно охоплюючи пічну трубу.Якщо для кріплення застосовуються болти і гайки, то конструкцію насаджують на димар і з трьох сторін виконують наскрізні свердління. Встановивши кріплення і затягнувши гайки, на відкриту різьбову частину наносять будь-який захисний склад - з'єднання треба буде періодично розбирати.

Для надійного кріплення дефлектора можна використовувати додаткові кронштейни - головне, щоб конструкцію не могло зірвати при сильних поривах вітру

При монтажі дефлектора на димар не рекомендується використовувати заклепкові з'єднання. Коли настане час чистити пічну трубу від сажі, зняти підсилювач тяги буде проблематично.

Для высоких дымоходов, а также в том случае, если подобраться к печной трубе сложно или небезопасно, отражатель присоединяют к переходнику, который позволяет плотно насадить устройство без дополнительных креплений. І тут порядок робіт виглядає так:

1. Від відповідної труби відрізають шматок довжиною 20-25 см. Якщо знайти заготовку, в яку б щільно увійшов димар, не вдалося, то циліндр потрібного розміру отримують згортанням смуги листового металу з наступним зварюванням встик.
2. За допомогою різьбових з'єднань дефлектор кріплять на край перехідної муфти.
3. Скориставшись довгим жердиною, конструкцію піднімають нагору і насаджують на пічну трубу.

Оскільки в останньому випадку з'являється можливість підсмоктування повітря в зазор між муфтою і димарем, слід законопатити щілину будь-яким вогнетривким матеріалом.

Порахувавши останній варіант недостатньо надійним, автор цих рядків зафіксував відбивач дротяними розтяжками. Для цього в місці кріплення дефлектора з муфтою мені довелося використовувати більш довгі болти - до різьбової частини, що стирчить назовні, я приєднав відрізки дроту. Такий спосіб дозволив використовувати максимально щільну муфту і обійтися без додаткового ущільнення - розтяжки дозволили встановити конструкцію на пічну трубу з невеликим натягом.

Відео: дефлектор на димохід - відмінне рішення для посилення тяги та захисту від вітру

Різноманітність конструкцій дефлекторів дозволяє легко підібрати потрібний варіант. Витративши кілька годин на його виготовлення та монтаж, ви зможете суттєво збільшити тягу та тим самим підвищити продуктивність та безпеку опалювального приладу. Важливо тільки правильно розрахувати параметри відбивача і виготовити його у повній відповідності до креслень - тільки в цьому випадку закони аеродинаміки будуть грати вам на руку.