УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ ВОЗДУХА НА УЛИЦАХ ГОРОДОВ

Полезная модель относится к экологии и вентиляционной технике и может быть использована для снижения уровня загрязнения приземного слоя воздуха на улицах городов и улучшения экологического состояния воздушной среды.
Загрязнение атмосферного воздуха в крупных городах и промышленных центрах в настоящее время достигло критического уровня. Наибольший «вклад» в загрязнение городского воздуха вносит автомобильный транспорт. Главными загрязнителями являются продукты сгорания автомобильного топлива - окислы свинца, цинка, углерода и другие газы.
Большая часть автомобильных выхлопов представляет собой инертные или тяжелые газы, которые самостоятельно не поднимаются вверх, а накапливаются на поверхности земли, создавая наибольшую концентрацию вредных веществ в приземном слое воздуха (на высоте 0-1-2 м от поверхности земли). Подъем этих газов из приземного слоя в верхние слои атмосферы обычно происходит вместе с естественными конвективными потоками окружающего воздуха. Однако, летом в жаркую, солнечную, маловетреную погоду этот процесс резко замедляется (загрязненный воздух в приземном слое «застаивается») и в такие дни на улицах городов складывается неблагоприятная экологическая обстановка, представляющая опасность для здоровья людей. Особенно высокая концентрация вредных для человека выхлопных газов в такие дни наблюдается в приземном слое на наиболее оживленных транспортных магистралях и центральных улицах городов, где их содержание может многократно превышать предельно допустимые концентрации (ПДК).
В настоящее время разрабатываются различные способы и устройства для снижения загрязнения воздуха на транспортных магистралях городов (Патент РФ №2115066, 1998, F24F 7/04; Патент РФ №2301945, 2007, F24F 3/16). Они представляют собой разной формы короба с вентиляторами и фильтрами, устанавливаемые вдоль улиц. Недостатками таких устройств является высокая стоимость, сложность конструкции, затраты электроэнергии, химических реагентов и необходимость в техническом обслуживании.
Широко известны устройства, использующиеся для снижения загрязнения воздуха в помещениях городских домов. Конструкция таких устройств проста. Они представляет собой вертикальные трубы (короба), устанавливаемые внутри домов, один конец которых открывается внизу у основания дома, а другой - вверху над крышей. К вертикальным трубам (коробам) присоединяются горизонтальные короба, открывающиеся в помещения. Качество воздуха в помещениях ухудшается в результате жизнедеятельности людей и работы нагревательных и других приборов, и его температура становится выше температуры воздуха на улице. Верхние концы таких труб расположены над крышами домов, где сила ветра выше, чем сила ветра у их основания (у поверхности земли). Разница температуры воздуха в помещениях и на улице и, наличие ветра большей силы над крышами домов, усиливают в вертикальных трубах естественные, конвективные, восходящие потоки воздуха, что обеспечивает вынос из домов загрязненного воздуха - «проветривание» помещений, без затрат электроэнергии и технического обслуживания.
Наиболее близкими к предлагаемому нами устройству для снижения уровня загрязнения приземного слоя воздуха на улицах городов являются устройства, установленные вдоль проезжих частей улиц, которые используются в качестве опор для крепления ламп освещения (Патент РФ №2349724, 2009, E04H 12/00 - E02D 27/42), а также растяжек и рекламы. Конструкция таких устройств проста, аналогична конструкции устройств, использующихся для снижения загрязнения воздуха в помещениях городских домов и также представляет собой вертикальную, полую, металлическую трубу-столб. Большинство таких труб-столбов имеет люки в нижней части (на высоте 0,5-1 м от земли) для проведения установочных и ремонтных работ, которые наглухо закрыты крышками-заглушками. Высота таких труб порядка 8-10 м и их верхние концы находятся на горизонте, где сила ветра выше, чем у поверхности земли. Верхние концы труб также обычно заглушены, крепящейся к ним осветительной или другой арматурой. В жаркую, солнечную, маловетреную погоду металлические трубы-столбы нагреваются солнцем гораздо в большей степени, чем окружающий воздух и температура воздуха внутри них становится выше температуры воздуха на улице. Однако, восходящего потока воздуха в них не возникает, или его скорость не превышает скорости естественных конвективных потоков окружающего воздуха на улице, так как оба конца труб закрыты для поступления воздуха.
Технической задачей заявленной полезной модели является снижение уровня загрязнения приземного слоя воздуха на улицах городов простыми по конструкции устройствами, работающими без затрат электроэнергии и химических реагентов и не требующих технического обслуживания.
Поставленная задача решается устройством для снижения уровня загрязнения приземного слоя воздуха на улицах городов, представляющим собой вертикальную, полую, металлическую трубу-столб, служащую в качестве опоры для крепления ламп освещения, растяжек и рекламы, люки в нижней части которой и верхний конец открываются для свободного поступления воздуха и оборудуются приспособлениями, создающими или усиливающими тягу воздуха внутри них.
Общий вид устройства для снижения уровня загрязнения приземного слоя воздуха на улицах городов и схема его работы представлены на фиг.1.
Устройство состоит из вертикальной, полой, металлической трубы-столба (1), служащей в качестве опоры для крепления ламп освещения, растяжек и рекламы. Люки в нижней части трубы (1) оборудуются щитами (2) с горизонтальными прорезями (3), выполненными в виде неподвижных (фиксированных) жалюзи (4), пластины которых направлены вниз под углом 45° к продольному сечению трубы, а верхний конец трубы снабжен металлическим кожухом с раструбами-закрылками (5), представляющим собой, например, горизонтальный отрезок трубы с расширениями по обоим концам.
Работа устройства для снижения уровня загрязнения приземного слоя воздуха на улицах городов происходит следующим образом. В жаркую, солнечную, маловетреную погоду полая, металлическая труба-столб (1) нагревается сильнее окружающего ее воздуха, и находящийся внутри нее воздух становится теплее, чем воздух вне трубы (на улице). При открытых люках и верхнем конце трубы более теплый (более легкий) воздух поднимается по трубе (внутри трубы) вверх. Горизонтальные прорези (3), установленные на щите (2), выполненные в виде неподвижных жалюзи (4), пластины которых направлены вниз под углом 45° к продольному сечению трубы (1), обеспечивают приток в трубу воздуха с приземного слоя улиц (с высоты 0-1-2 м), загрязненного выхлопными газами. Кожух с раструбами-закрылками (5), установленный на верхнем конце трубы (на высоте 8-10 м), где сила ветра больше, чем у поверхности земли, способствует разрежению давления на выходе из трубы, что увеличит конвективный, восходящий поток воздуха в трубе, то есть усилит тягу воздуха внутри трубы. В результате этого, загрязняющие газы, накапливающиеся у поверхности земли, будут с большей скоростью уноситься вверх по трубе, через ее верхний конец, в более высокие слои атмосферы и экологическая ситуация на улицах городов будет улучшаться.
Таким образом, разница температуры воздуха внутри полой, металлической трубы-столба и на улице, и оборудование такой трубы приспособлениями, создающими или усиливающими тягу воздуха внутри нее, обеспечат вынос по трубе загрязненных автомобильными выхлопами газов из приземного слоя улиц города без затрат электроэнергии, химических реагентов и технического обслуживания.
Предлагаемая модификация установленных на улицах городов труб-столбов не потребует их демонтажа и, не будет препятствовать несению ими своих основных функций (опор для крепления ламп освещения, рекламы, растяжек). Предлагаемые приспособления для создания и усиления тяги воздуха внутри труб просты по конструкции. Щиты с горизонтальными прорезями должны устанавливаться на трубы-столбы в направлении поперек улиц, а кожухи с раструбами-закрылками вдоль улиц, чтобы максимально использовать силу ветра.
Интенсификации конвективного потока воздуха в трубах-столбах будет также способствовать наличие у основания некоторых из них металлических цоколей и сооружение вокруг основания труб металлических площадок, нагревающихся на солнце в большей степени, чем поверхность земли (асфальт), а также окраска труб, цоколей и таких площадок в темный цвет.
Наибольший эффект от модификации таких труб-столбов на улицах городов будет ощущаться в жаркие, солнечные, маловетреные дни.
Учитывая огромное количество полых, металлических труб-столбов, установленных на улицах городов в качестве опор для ламп освещения, растяжек и рекламы и считая, что предлагаемая модификация одной такой трубы улучшит качество воздуха в приземном слое города, хотя бы на несколько долей процента, можно полагать, что модификация большого количества таких труб заметно улучшит качество приземного слоя воздуха в городе и экологический эффект от такой модификации будет значительным.