俯视图；图3为图1所示的万向烟筒防风装置的主视图。
[0045] 本实施例提供的万向烟筒防风装置，包括：防风圈1、挡风盖3以及烟筒管2 ;烟筒 管2位于防风圈1内，烟筒管2的出气口在防风圈1的中间位置，挡风盖3悬空设置在烟筒 管2的上方，挡风盖3与烟筒管2均通过支架4固定在防风圈1的内壁；防风圈1的为圆筒 形，其上下两端的边缘为形状相同的空间曲线。
[0046] 参见图4,设所述防风圈1的上端边缘最高点为点Α，最低点为点Β，则.Ag与 均为单调上升或单调下降的曲线，且^与；^在竖直平面内的投影不重合。
[0047] 本方案通过对防风圈的结构和形状做进一步的设计，两次采用了流体力学中的 "伯努利"原理，能够将各个方向的来风均转化为对烟筒管的吸力，在做到防风的同时，有 效的将倒进风利用起来，使烟筒管内的压力总是低于环境大气压力值，形成负压，防止风倒 灌，并达到抽风的目的。
[0048] 在本发明的优选实施例中，还可以对AB .Ub A进行优化设计。根据仿真模拟及实 际工程检验，可以得到以下曲线方程：
[0049] 在竖直平面内的投影的曲线方程为：
，其中，0彡X1S D，D为防风圈的直径；
[0051] 在竖直平面内的投影的曲线方程为：
，其中，0彡X2S D，D为防风圈的直径。
[0053] 在本发明的优选实施例中，防风圈1的横截面积为烟筒管2的横截面积的2~4 倍。一般情况下，防风圈1的横截面积为烟筒管2的横截面积的2倍即可。
[0054] 对于绝大多数民用烟筒来说，烟筒管2的直径为5~10cm，根据这一尺寸，防风圈 1的点A和点B的高度差不超过2cm。对于某些烟筒较大的情况，需要相应的增加烟筒管2 的直径，同时也相应的增加防风圈1上点A和点B的高度差。
[0055] 为保证在来风时，烟筒管内的负压空吸效果，还需要对烟筒管及挡风盖的结构做 进一步的优化设计。
[0056] 图7为烟筒管与挡风盖的位置及尺寸关系示意图。
[0057] 烟筒管2由圆筒部分和圆筒部分顶端的球台面部分组成，球台面的底面与圆筒部 分的半径相同，均为r，球台面顶面的一条直径与球心的夹角Θ为85°~95°。
[0058] 挡风盖3为球冠，且所述球冠与烟筒管2的球台面同球心，所述球冠底面的一条直 径与球心的夹角α大于Θ，一般设置为1〇〇°~120°。
[0059] 图7中，点0为烟筒管2的球台面部分及挡风盖3的球心。
[0060] 挡风盖3的半径为I. 8r~2. 2r。且挡风盖3的最高点在竖直方向上的高度低于 点B的位置。
[0061 ] 下面通过一个具体的方案对本发明做进一步的说明。
[0062] 本方案中，烟筒管2的直径选为IOcm(即r = 5cm)，根据防风圈1的横截面积为烟 筒管2横截面积2倍的关系，防风圈1的直径选为14cm。根据上述尺寸，选取挡风盖3的半 径为10cm，Z Θ选为90°，Ζ α选为1〇〇°
[0063] 防风圈1上下两端的边缘为形状相同的空间曲线，且上下边缘在垂直面上的投影 曲线相同。
[0064] 以上边缘曲线为例，设最高点为点Α，最低点为点Β，点A与点B之间的高度差为2cm。Αβ与βΑ均为单调上升或单调下降的曲线，且AB与e/\在竖直平面内的投影不重 合。
[0065] 图5为防风圈上端边缘的AB在竖直平面内的投影示意图。可知，$^在竖直平 面内的投影的曲线方程为：
，其中，O彡X1S 14。
[0067] 图6为防风圈上端边缘的BA在竖直平面内的投影示意图。可知，Bk在竖直平面 内的投影的曲线方程为：
，其中，0彡X2S 14。
[0069] 对本实施例进行防风性能检测，其结果如下表所示：
[0072] 由上表可知，即使在最不利的使用条件下，本发明防风帽也不会发生倒灌，在不同 的室外风速下，烟筒管内能产生不同的抽力，也就是烟筒管内的压力总是低于环境大气压 力值。
[0073] 本发明可以广泛的应用在煤炉取暖、住宅烟道、锅炉灶具、抽油烟机、公用烟道、燃 气热水器、排烟烟筒等一切需要自然通风或机械通风的末端管道装置上，可以大大提高排 烟效率，实现环保、节能、安全的目的。
[0074] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。
【主权项】
1. 一种万向烟筒防风装置，其特征在于，包括：防风圈、挡风盖以及烟筒管； 所述烟筒管位于防风圈内，烟筒管的出气口在防风圈的中间，所述挡风盖悬空设置在 烟筒管的上方，挡风盖与烟筒管均通过支架固定在防风圈的内壁； 所述防风圈的为圆筒形，其上下两端的边缘为形状相同的空间曲线； 设所述防风圈的上端边缘最尚点为点A，最低点为点B，则与日^\_均为单调上升或 单调下降的曲线，且AB与:BA在竖直平面内的投影不重合。2. 根据权利要求1所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述AB在竖直平面内的 投影的曲线方程为：，其中，O彡Xl<D，D为防风圈的直径； 所述;在竖直平面内的投影的曲线方程为：，其中，O彡X2SD，D为防风圈的直径。3. 根据权利要求1或2所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述防风圈的横截面积 为烟筒管的横截面积的2~4倍。4. 根据权利要求1或2所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述烟筒管由圆筒部分 和圆筒部分顶端的球台面部分组成，球台面的底面与圆筒部分的半径相同，球台面顶面的 一条直径与球心的夹角9为85°~95°。5. 根据权利要求4所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述挡风盖为球冠，且所述 球冠与烟筒管的球台面同球心，所述球冠底面的一条直径与球心的夹角a大于0。6. 根据权利要求5所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述a为100°~120°。7. 根据权利要求5所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述烟筒管的球台面部分 的半径与圆筒部分的半径均为:r，所述挡风盖的半径为I. 8r~2. 2r。8. 根据权利要求1或2所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述挡风盖的最高点在 竖直方向上的高度低于点B的位置。9. 根据权利要求3所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述烟筒管的直径为5~ l〇cm，防风圈的点A和点B的高度差不超过2cm。10. 根据权利要求1或2所述的万向烟筒防风装置，其特征在于，所述支架为直板，或为 向同一方向弯曲的弯板。
【专利摘要】本发明涉及烟筒防风技术领域，尤其是涉及一种万向烟筒防风装置，包括：防风圈、挡风盖以及烟筒管；烟筒管位于防风圈内，烟筒管的出气口在防风圈的中间，挡风盖悬空设置在烟筒管的上方，挡风盖与烟筒管均通过支架固定在防风圈的内壁；防风圈的为圆筒形，其上下两端的边缘为形状相同的空间曲线；述防风圈的上端边缘最高点为点A，最低点为点B，则与均为单调上升或单调下降的曲线，且与在竖直平面内的投影不重合。本发明将烟道口隐蔽起来，实现了全方位防风的效果；利用“伯努利”风速大、压力小的原理，使经过防风帽的风速产生抽力，更有利于排烟；整个结构简单实用，易于批量生产，价格低廉。
【IPC分类】F23J13/08
【公开号】CN105135456
【申请号】CN201510646639
【发明人】贺江河
【申请人】北京东方星火能源科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月8日