Мобильное устройство для удаления загрязненного уличного воздуха
MOBILE DEVICE FOR REMOVING CONTAMINATED OUTDOOR AIR

Изобретение относится к жилищно-коммунальному хозяйству и может быть использовано для удаления загрязненного уличного воздуха.
Известно устройство для удаления дымовых газов, включающее дымовую трубу, состоящую из несущей оболочки и газоотводящего канала с воздушным зазором между ними, которые образованы тороидальными кольцами (коллекторами), выполненными из гибкого, герметичного, огнестойкого материала, соединенными между собой по кольцевому основанию, компрессора (вентилятора), соединенного трубопроводом, выполненным также из гибкого материала через распределительные патрубки, обратные клапаны с тороидальными кольцами [Патент РФ №2393545, МПК F23J 13/00, 2010].
К недостаткам известного устройства относятся сложность его конструкции, обусловленная большим количеством кольцевых коллекторов и распределительных патрубков, тороидальных колец и, обусловленная этими обстоятельствами, невозможность его использования при движении для удаления больших количеств загрязненного уличного воздуха, что уменьшает его эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является приспособление для образования искусственной тяги в паровозных топках, выполненное в форме дырчатого кольца (коллектора) с расположенными по периферии каналами для выхода пара, расположенными наклонно к плоскости кольца и к его вертикальной оси в целях образования поверхности гиперболоида осями струек вытекающего пара [А.с. СССР №132683, МПК F23J 16/17, 1933].
К недостаткам известного устройства относятся предлагаемые конструкции выпускных каналов (цилиндрические, конические и призматические), которые не позволяют создать дальнобойные струи и закрывают на достаточно близкой высоте от коллектора, в результате резкого увеличения диаметра вытекающих струй, живое сечение для прохода удаляемых газов, что не позволяет обеспечить удаления больших количеств загрязненного уличного воздух на треуемую высоту, уменьшая таким образом его эффективность.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности мобильного устройства для удаления загрязненного уличного воздуха.
Технический результат достигается в мобильном устройстве для удаления загрязненного, уличного воздуха, включающем кольцевой коллектор, оболочка которого выполнена из гибкого или жесткого герметичного материала, снабженный расположенными по периметру верха его поверхности щелевыми соплами, направленными под углом к верхней образующей окружности коллектора равным α и соединенный через обратный клапан гибким воздуховодом с вентилятором высокого давления, установленным на передвижной платформе, снабженной опорными стойками с опорным кольцом на высоте от уровня поверхности земли равной Н, на котором установлен кольцевой коллектор.
Предлагаемое мобильное устройство для удаления загрязненного уличного воздуха (МУДУЗУВ) приведено на фиг. 1-4 (фиг. 1 - общий вид, фиг. 2 - разрез, фиг. 3, 4 - узел сопла 2).
Мобильное устройство для удаления загрязненного уличного воздуха включает кольцевой коллектор 1, оболочка которого выполнена из гибкого (например, резинотканевого) или жесткого например, стали или пластмассы) герметичного материала, снабженный, расположенными по периметру верха его поверхности щелевыми соплами 2, направленными под углом к верхней образующей окружности коллектора 1 равным α и соединенный через обратный клапан 3 гибким воздуховодом 4 с вентилятором высокого давления 5, установленным на передвижной платформе 6, снабженной опорными стойками 7 с опорным кольцом 8 на высоте от уровня поверхности земли равной Н, на котором установлен кольцевой коллектор 1 (узлы крепления на фиг. 1-4 не показаны).
При этом, диаметр кольца коллектора 1 привязывается к размерам автомобильной платформы, диаметр оболочки коллектора 1 и рабочее давление в ней, угол наклона щелевых сопел 2 α, их число и размеры, производительность и давление высоконапорного вентилятора 5 определяют путем расчета и эксперимента.
Монтаж предлагаемого мобильного устройства для удаления загрязненного уличного воздуха производят в открытом кузове автомобиля или на платформе автомобильного прицепа, что значительно упрощает и удешевляет его технологию и осуществляют следующим образом. Предварительно к платформе 6 устанавливают вентилятор высокого двления 5, крепят опорные стойки 7 и опорное кольцо 8 на высоте Н от земли, значение которой выбирают из условия высоты максимальной загазованности воздуха (1,5-2 м) на городских магистралях. Далее, устанавливают кольцевой коллектор 1 на опорное кольцо 8 и соединяют его с вентилятором 5 гибким воздуховодом 4 (узлы крепления на фиг. 1-4 не показаны), после чего МУДУЗУВ готов к эксплуатации.
Работа МУДУЗУВ осуществляется следующим образом. Предварительно, платформу с МУДУЗУВ располагают (или она медленно движется на участках улицы, наиболее загрязненной вредными компонентами выхлопных газов автомобильного транспорта (диоксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, сажа, озон и т.д.), концентрация которых наиболее высокая в приземном слое атмосферы [Л.Ф. Голдовская. Химия окружающей среды. - М.: Мир, 2005, с. 86-90, с. 155], после чего включают в работу вентилятор высокого давления 5 [Р.В. Щекин и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции - К.:1976, с. 134], в
результате работы которого кольцевой коллектор 1 заполняется уличным воздухом, в нем создается избыточное давление, под действием которого из наклонных щелевых сопел 2 с большим напором истекают в наклонно-вертикальном направлении воздушные струи 9, которые в результате истечения из щелевых сопел 2 (фиг. 1). достигают значительной высоты [Г.Н. Делягин. Теплогенерирующие установки. - М.: Стройиздат, 1986, с. 254] и не перекрывают живое сечение полости 10 для выброса удаляемого воздуха, так как ширина такой струи по диаметру значительно меньше ее ширины по периметру коллектора 1. Внутри цилиндрической полости 10, созданной наклонно-вертикальным направлением движения воздушных струй 9, создается вихревое движение воздушного потока, направленное вверх (образуя как бы «миниторнадо»), которому способствует самотяга, обусловленная разностью температур и плотностей нижних и верхних слоев воздуха [Ю.П. Гусев, Основы проектирования котельных установок - М.: Стройиздат, 1977, с. 143] равную
0
0
3
где ρ - плотность наружного воздуха при температуре t в приземном слое, кг/м;
CP
t - средняя температура воздуха в полости 10, созданной наклонно-вертикальными цилиндрическими воздушными струями 9, °C;
B
где t - температура воздуха на выходе из полости 10.
При вращении воздушного потока, создаваемого наклонно-вертикальными струями 9, из воздуха, подаваемого вентилятором 5 из приземного слоя, в верхние слои атмосферы удаляется количество воздуха, загрязненного вредными компонентами, многократно превышающее производительность вентилятора 5, в результате чего вредные примеси из приземных слоев рассеиваются в верхних слоях атмосферы (МУДУЗУВ как бы отсасывает загрязненный воздух из нижних слоев атмосферы, работая как дымовая труба), а в приземные слои поступает более чистый воздух.
Таким образом, предлагаемое мобильное устройство для удаления загрязненного уличного воздуха обеспечивает повышение чистоты уличного воздуха с одновременным упрощением конструкции, снижение стоимости изготовления, монтажа и эксплуатации устройства, что увеличивает его эффективность.