Воздухоочиститель для застойных зон

(51) 21 1/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ застойных зон, а также из плохо проветриваемых районов. Воздухоочиститель содержит вентиляторную установку и вентиляционную трубу, размещенные на платформе. Вентиляторная установка размещена на платформе так, что ее центральная ось параллельна плоскости платформы,воздухозаборник на всасывающей стороне вентиляторной установки снабжен раструбом, а выходной патрубок вентиляторной установки соединен с вентиляционной трубой, установленной вертикально. Вытяжная труба выполнена сборной из отдельных сегментов с ребрами жесткости и натяжными тросами. Платформа, на которой установлена вентиляторная установка, размещена стационарно на опорах или на транспортной базе. Вентилятор установки выполнен в виде прямоточного диаметрального вентилятора либо в виде центробежного дутьевого вентилятора одностороннего всасывания (дымососа).(76) Макин Аскарбек Маликаждарович ,Макин Адлет Аскарбекович(54) ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАСТОЙНЫХ ЗОН(57) Предлагаемое техническое решение относится к области экологической защиты окружающей среды и, в частности, к удалению и очистке загрязненного воздуха из застойных зонах городов и крупных населенных пунктов. Возможно,использование предлагаемого устройства для удаления воздуха из плохо проветриваемых районов и для искусственной вентиляции карьеров с застойными зонами. Задачей предлагаемого технического решения является расширение арсенала технических средств, используемых для удаления и очистки загрязненного воздуха из 293 Предлагаемое техническое решение относится к области экологической защиты окружающей среды и, в частности, к удалению и очистке загрязненного воздуха из застойных зонах городов и крупных населенных пунктов. Возможно, использование предлагаемого устройства для удаления воздуха из плохо проветриваемых районов и для искусственной вентиляции карьеров с застойными зонами. Стремительное развитие строительной индустрии преображает города и крупные населенные пункты. Расположение и конфигурация возводимых зданий влияют на движение воздуха на улицах. В результате в мегаполисах образуются застойные зоны и районы с плохой проветриваемостью. Часто этому способствует и перепад высот одного городского района над другим. Известно, что свободная атмосфера располагается над городом на высоте 1000-1500 метров. Ниже свободной атмосферы располагаются два яруса воздушных масс верхний от 200 до 1500 метров и нижний (приземный) от 50 до 200 метров. Далее следуют макроуровень от 25 до 200 метров мезоуровень от 2-3 метров до 25 метров и микроуровень - ниже 2-3 метров. Пятиэтажная застройка формирует аэрационный режим на мезоуровне. Озеленение оказывает влияние на аэрационный режим, в основном, на микроуровне. Повышение этажности застройки потребует рассмотрение аэрационного режима на макроуровне. Попытки неорганизованного озеленения без учета густоты посадки зеленых насаждений приводят к увеличению площади застойных зон, в которых скапливаются пыль и выхлопные газы автотранспорта. С проблемами удаления и очистки воздуха застойных зон давно столкнулись в горной промышленности при строительстве и эксплуатации глубоких карьеров и при проведении открытых горных разработок. Для удаления и очистки воздуха застойных зон в карьерах предложено большое количество технических решений- устройства, использующие тепловое поле источники для создания движения воздушного потока- устройства, использующие воздухообмен между атмосферой карьера с застойными зонами и окружающей средой путем нагнетания чистого воздуха и всасывания загрязненного воздуха- устройства, использующие воздушные винты турбовинтовых двигателей, вертолетных винтов,установленных на транспортных базах либо на аэростатах устройства, использующие заграждения на пути движения воздуха- устройства, организующие воздухообмен между атмосферой карьера с застойными зонами и окружающей средой путем создания устойчивого восходящего вихревого потока с использование вертикальных труб- системы для очистки атмосферного воздуха, на базе электрофизических методов управления атмосферными процессами. 2 Из указанного многообразия известных устройств в качестве известных решений при описании уровня техники для предлагаемого решения далее приведена информация только по отдельным группам технических решений. 1. Известны устройства для проветривания карьеров, организующие воздухообмен между застойной зоной атмосферы карьера и окружающей средой путем использования воздушных винтов турбовинтовых двигателей, вертолетных винтов,установленных на транспортных базах либо на аэростатах- карьерный турбовентилятор (346486, кл.,Е 21 С 47/00, 1972). Турбовентилятор содержит турбовинтовой двигатель, установленный на ходовой тележке- устройство для проветривания карьера (538139, МПК В 211/00, публ. 05.12.1976 г.). Устройство содержит вентилятор с вертолетным винтом и газовый подогреватель воздуха. Подогреватель выполнен в виде кольцевой горелки и расположен над винтом- устройство для проветривания карьера (514961, кл. Е 211/08, 1976). Устройство содержит воздушный винт, приводимый во вращательное движение сжатым воздухом. Воздушный винт имеет возможность контролируемого подъема в зону чистого воздуха. Он создает нисходящую струю чистого воздуха- устройство для вентиляции глубоких карьеров(819357, кл., Е 211/08, 1981). Устройство состоит из аэростата, гибкой трубы с распорными кольцами и раструбом. Гибкая труба одним концом прикреплена к аэростату, а другим - к месту проветриваемого участка- устройство для проветривания карьеров (848681, кл. Е 211/08, 1981). Устройство включает турбовинтовой двигатель с винтом, оболочку аэростата,выполненную в виде тороида. Турбовинтовой двигатель создает струю,направленную вниз- устройство для проветривания карьера (883492, кл.211/08, 1981). Устройство состоит из аэростата, выполненного в виде цилиндрических баллонов со ступенчатыми осевыми каналами. Цилиндрические баллоны присоединяются к вентиляционной трубе,снабженной перфорированной оболочкой. Отсос загрязненного воздуха осуществляют через перфорированную оболочку вентиляционной трубы- устройство для проветривания карьеров (1010908, кл. Е 211/08, 1986). Устройство состоит из платформы, на которой установлены силовые агрегаты вертолета,состоящие из двух газотурбиновых двигателей, редуктора, вала лопастного винта. Горячие газы выхлопа от двигателей привода подаются соосно изотермической струе, создаваемой винтом- установка для проветривания карьеров (1413371, кл. Е 215/08, 1991). Установка содержит передвижную гусеничную платформу,турбосиловую установку вертолета, вертолетный винт. Установка выполнена с обеспечением 293 возможности перевода ее из транспортного положения в рабочее и обратно- установка для проветривания карьеров (2167302, кл.211/00, 2001). Установка в качестве транспортной базы использует карьерный самосвал с дизель-электрическим приводом, в качестве силовой установки - мотор-колеса автосамосвала,подключенные к дизель-генераторной установке- система кондиционирования воздуха (1652604, кл.,211/080, 1991). Система содержит приточный пластиковый воздуховод, который входом соединен через компрессор с атмосферой, а выходом через распределительные каналы с потребителями. Вход приточного воздуховода расположен в верхних слоях атмосферы, а компрессор установлен на летательном аппарате легче воздуха. Летательный аппарат поддерживает приточный воздуховод в вертикальном положении. Чистый воздух из верхних слоев атмосферы поступает по воздуховоду в его нижнюю часть- устройство для проветривания глубоких карьеров (1767193, кл. Е 211/00, 1992). Устройство содержит турбовинтовой двигатель,аэростат в виде тороида,воздуховод и воздухозаборник. На внешней стороне аэростата закреплены дополнительные поворотные двигатели. Центральный двигатель создает в воздуховоде разряжение,запыленный воздух через воздухозаборник поднимается вверх. 2. Известны устройства для проветривания карьеров, организующие воздухообмен между атмосферой карьера и окружающей средой путем создания устойчивого восходящего вихревого потока с использование вертикальных труб- устройство для осуществления способа проветривания карьера (712509, кл. Е 211/00, 1980). В рабочей зоне карьера устанавливают вертикальные вентиляционные трубы с боковой раздачей воздуха. Трубы соединены с вентиляторами. Вертикальные трубы,оконтуривающие рабочую зону карьера,установлены с наклоном в сторону зоны. При работе образуется устойчивый вертикально распространяющийся на большую высоту вихрь- устройство для проветривания карьеров (943405, кл.211/00, 1982). Устройство содержит трубу,поверхность которой выполнена двухслойной. Труба снабжена двумя ветрогенераторами. Устройство размешено на транспортировочной тележке устройство для реализации способа проветривания карьеров (1521882, кл. Е 211/00, 1989). Приточный воздух подают однонаправлено по наклонным вентиляционным трубам посредством вентиляторных установок. Отработанный воздух отводят по вертикальной вентиляционной трубе, которая установлена в центре карьера. В вертикальном положении ее удерживает аэростат- устройство для проветривания земной поверхности (2005278, кл.247/00, 1993 г.). Устройство содержит приточный воздуховод,устройство для создания потока воздуха в виде вентилятора. Вход воздуховода выполнен в виде колена и сообщен с верхними слоями атмосферы. Выход воздуховода соединен с вентилятором- вытяжное газоочистное устройство (2105929, кл.2311/00, 1998). Устройство содержит эластичный газоотводящий ствол,выполненный в виде двух герметичных цилиндрических оболочек,коаксиально расположенных относительно друг друга с зазором. Зазор заполнен газом с плотностью меньшей плотности воздуха. Устройство содержит растяжки,позволяющие удерживать ствол в вертикальном положении,подогреватель,ороситель(туманообразователь) внутри газоотводящего ствола, электроуловитель, завихритель. Устройство снабжено сборником вредных веществ, насосной станцией,устройством для создания электростатического поля. Размещено устройство на передвижной установке- устройство для отсоса смога, которое содержит трубу из мягкого материала диаметром до 200 м и высотой 0,5-2 км (Газета АиФ-Москва, 2004, 18,с.20). Труба устанавливается вертикально посредством тросов. Основание трубы находится на высоте 20-30 м. Сделанная из тонкого материала конструкция, благодаря восходящему потоку,температура которого на высоте 2 км близка к нулю,сама удерживает себя в вертикальном положении,отклоняясь на ветру на некоторое расстояние. Смог,который обычно прижат к земле, будет откачиваться на ту высоту, где он будет сноситься ветром и рассеиваться, не принося вреда городу. На смену загрязненному воздуху поступает свежий. Вытяжная труба состоит из множества полотен, сшиваемых молнией- устройство для отсоса смога, скапливающегося над участком города или в карьере (2287691,кл. Е 211/00, 2006). Устройство включает вертикально поставленную трубу со стенкой из мягкой оболочки, нижний край которой закреплен на тросах на высоте, обеспечивающей свободное поступление загрязненного воздуха,баллон тороидальной формы,выполненный из газонепроницаемого материала и заполненный легким газом. Устройство может быть использовано на экологически вредном производстве, на действующем карьере или в городе для очистки воздуха в застойных зонах. Наиболее близким аналогом для предлагаемого технического решения является устройство для проветривания карьеров (943405, кл. Е 211/00,1982). Устройство содержит трубу,поверхность которой выполнена двухслойной. Труба снабжена двумя ветрогенераторами. Устройство размещено на передвижной платформе в виде транспортировочной тележки, которая снабжена откидывающимися щитами. Платформа выполнена с отверстием, которое перекрыто решеткой. На решетку установлена ветрогенераторная группа. От компрессора тягача подается воздух для подъема двухслойной трубы. Загрязненный воздух при работе ветрогенераторной 3 293 группы засасывается через отверстие в платформе и подается далее по трубе в атмосферу. Задачей предлагаемого технического решения является расширение арсенала технических средств,используемых для удаления и очистки загрязненного воздуха из застойных зон, а также из плохо проветриваемых районов. Поставленная задача решается тем, что воздухоочиститель для застойных зон содержит вентиляционную трубу и вентиляторную установку,в корпусе которой установлен вентилятор с двигателем. Вентиляторная установка размещена на платформе так, что ее центральная ось параллельна плоскости платформы. Воздухозаборник на всасывающей стороне вентиляторной установки снабжен раструбом, а выходной патрубок вентиляторной установки соединен с вентиляционной трубой,установленной вертикально. Вентилятор снабжен рабочим колесом,приводимым в движение двигателем. Вентиляционная труба выполнена сборной из отдельных сегментов с ребрами жесткости и натяжными тросами. Платформа, на которой установлена вентиляторная установка, размещена стационарно на опорах или на транспортной базе. Вентилятор установки выполнен в виде прямоточного диаметрального вентилятора либо в виде центробежного дутьевого вентилятора одностороннего всасывания (дымососа). Предлагаемый воздухоочиститель для застойных зон представлен на чертежах, где на фиг. 1 изображен общий вид воздухоочистителя, на фиг. 2 показан вариант размещения воздухоочистителя на транспортной базе, на фиг. 3 приведена аэродинамическая схема прямоточного диаметрального вентилятора. Предлагаемый воздухоочиститель для застойных зон содержит вентиляторную установку 1,размещенную на платформе. Вентиляторная установка 1 размещена на платформе так, что ее центральная ось параллельна плоскости платформы. На всасывающей стороне вентиляторная установка 1 имеет воздухозаборник, который снабжен раструбом 2. Внутри корпуса 3 вентиляторной установки 1 размещен, по крайней мере, один вентилятор (на фиг. 1 не показан). Выходной патрубок вентиляторной установки 1 соединен с вентиляционной трубой 4,установленной вертикально. Вентиляционная труба 4 может быть выполнена сборной из отдельных сегментов с ребрами жесткости и натяжными тросами. Платформа, на которой установлена вентиляторная установка, может быть размещена стационарно на опорах (не показано) или на транспортной базе 5. Вентилятор установки 6 может быть выполнен в виде прямоточного диаметрального вентилятора(см. фиг. 3) либо в виде стандартного центробежного дутьевого вентилятора одностороннего всасывания (дымососа). Прямоточный диаметральный вентилятор 6 содержит корпус 7 со всасывающим патрубком 8 и нагнетательным патрубком 9. В корпусе вентилятора установлено лопаточное рабочее 4 колесо 10. Внешняя стенка 11 всасывающего патрубка 6 сопряжена с входной кромкой прямолинейной стенки 12 нагнетательного патрубка 9 по кривой, описываемой, например, по логарифмической спирали. В месте сопряжения стенка 11 имеет окно 13, перекрываемое дроссельной заслонкой 14. Максимальная величина открытия окна 13 соответствует угловому расстоянию, равному 0,8-1,1 наружного диаметрарабочего колеса 10. Этот тип вентиляторов обеспечивает компактность устройства, снижение материалоемкости и увеличение напора воздуха. Вместо описанного выше прямоточного диаметрального вентилятора в предлагаемом воздухоочистителе может быть использован центробежный дутьевой вентилятор одностороннего всасывания (дымосос), например, типа ДН-12,5,который выполнен в стандартном исполнении и имеет основные узлы рабочее колесо, улитка и направляющий аппарат. Рабочее колесо посажено на вал электродвигателя. Дымососы этого типа имеют при частоте вращения рабочего колеса 750 об/мин производительность 28,0 - 60, 0 тыс. м 3 / час. Работа предлагаемого воздухоочистителя показана на примере использования воздухоочистителя,установленного на транспортной базе. При установлении наличия в городе застойных зон, например, из-за перепада высот одного городского района над другим, и плохой проветриваемости,в этот район направляется воздухоочиститель, установленный на транспортной базе 5. После включения двигателя вентилятор через воздухозаборник с раструбом 3 всасывает загрязненный воздух застойной зоны и создает воздушную струю, которая через выходной патрубок направляется в вентиляционную трубу 4, с помощью которой формируется восходящий поток из застойной зоны. Высота вентиляционной трубы может изменяться за счет увеличения или уменьшения количества составляющих сегментов. Тем самым обеспечивается воздухообмен между воздухом застойной зоны и вышерасположенной массой воздуха. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Воздухоочиститель для застойных зон,содержащий вентиляторную установку, в корпусе которой установлен вентилятор с двигателем,размещенную на платформе, и вентиляционную трубу, отличающийся тем, что вентиляторная установка размещена на платформе так, что ее центральная ось параллельна плоскости платформы,воздухозаборник на всасывающей стороне вентиляторной установки снабжен раструбом, а выходной патрубок вентиляторной установки соединен с вентиляционной трубой, установленной вертикально. 2. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем, что вентиляционная труба выполнена сборной из отдельных сегментов с ребрами жесткости и натяжными тросами. 293 3. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем, что платформа вентиляторной установки размещена стационарно на опорах или на транспортной базе. 4. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем, вентилятор выполнен в виде прямоточного диаметрального вентилятора. 5. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем,что вентилятор выполнен в виде центробежного дутьевого вентилятора одностороннего всасывания (дымососа).