Устройство вентиляции метрополитена Советский патент 1992 года по МПК F03D9/00 

со

С

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства вентиляции путем использования энергии воздушных потоков при правостороннем движении поездов метрополитена. Вентиляционые каналы 3 и 4, соединяющие магистральные тоннели 1 и 2 между станциями 5 и 6, имеюттурбины7и8, соединенные соответственно с генераторами 9 и 10. При движении поезда 11 и 12 поток воздуха направляется в каналы 3 и 5, расположенные под углом 45-60° к оси магистрального тоннеля, и приводит в действие турбины с генераторами. Каналы расположены от станций на расстоянии не менее 3,5 диаметра магистрального тоннеля. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам преобразования нетрадиционных источников энергии, в частности воздушных потоков, возникающих в магистральных тоннелях метрополитена при движении поездов.

Известно устройство для преобразования энергии движения транспортного средства в электрическую.

Недостатком известного преобразователя является то, что он должен быть установлен на этом же транспортном средстве и представляет собой громоздкий и тяжелый механизм.

Известны устройства для использования энергии движения текучей среды, содержащие турбины с генераторами электрического тока. Турбины размещают в текучей среде и передают их вращения на валы генераторов,

Однако использование энергии воздушных потоков, возникающих при движении

поездов в магистральных тоннелях метрополитена посредством известных турбин с генераторами электрического тока, не может быть эффективным, где из-за частого изменения направления движения воздуха в каналах для вентиляции (где наиболее целесообразна установка таких турбин)возникает турбулентность текучей среды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является техническое решение, принятое в качестве прототипа и содержащее вентиляционные каналы, сообщающие между собой магистральные тоннели между станциями.

Но, так как при проектировании и строительстве вентиляционных каналов никогда не учитывалась возможность использования энергии воздушных потоков в этих каналах, то известные каналы соединяют магистрали по кратчайшему пути и их оси, как правило, образуют прямые углы с осями параллельных магистральных тоннелей. С

2 сл

S

vj

хаотичностью движения воздушных потоков борются с помощью вентиляторов, кото- рые отсасывают воздушные массы в желаемом направлении.

Целью изобретения является расшире- ние функциональных возможностей устройств вентиляции путем использования энергии воздушных потоков при правостороннем движении.

Цель достигается тем, что устройство снабжают турбогенераторами, кторые устанавливают в каналах, расположенных под углом 45-60° к оси магистрального тоннеля, а расстояние входных отверстий каналов от станции составляет не меннее 3,5 диамет- ров магистральных тоннелей. Благодаря тому, что канал направлен под острым углом к направлению потока воздуха, спрессованного идущим с большой скоростью поездом, в системе каналов, сообщающих между со- бой параллельные магистральные тоннели, возникает замкнутый поток воздуха одного направления. Выходящий со станции поезд не создает на входе в тоннель давление, а после прохода в глубину тоннеля создает разрежение, поддерживающее направление потока воздуха через каналы, созданного поездом в соседней магистрали.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Для использования воздушных потоков в метрополитене магистральные тоннели 1 и 2, которые, как правило, параллельны друг другу, соединяют каналами 3 и 4 так, чтобы ось каждого из каналов образовывала угол 45-60° с продольной осью магистрального тоннеля, что создает условия для беспрепятственного захода потока воздуха из ма- гистрального тоннеля в отверстие прилегающего канала. Предпочтительно ка- налы 3 и 4 сооружать вблизи станций 5 и 6 на расстояних I от входа в магистральный тоннель и L от выхода из соседнего тоннеля с противоположным направлением движения поездов, причем I должно быть не более трех диаметров магистрального тоннеля (минимальное расстояние Мин зависит от наличия и размеров служебных помещений перед платформой станции между магистральными тоннелями 1 и 2), a L должно быть не меньше 3,5 диаметра магистрального тоннеля, который обычно равен 6 м.

При выполнении указанных условий каждый из каналов 3 и 4 одновременно будет служить в качестве гасителя силы потока воздуха, который мог бы быть вытолкнут с большой скоростью на платформу станции и создать опасное воздействие на людей, стоящих у края платформы, а также привести в движение свободно подвешенные двери для входа и выхода пассажиров с возникновением предпосылок для травмирования людей.

Внутри каналов 3 и 4 размещены турбины 7 и 8 с роторами электрических генераторов 9 и 10, торцы которых, обращенные навстречу потоку, снабжены коническим обтекателями для уменьшения лобового сопротивления.

Использование устройства. Движущиеся по магистральным тоннелям 1 и 2 поезда

11и 12 представляют собой, по физической сущности процесса, поршни пневматических механизмов, которые гонят перед собой уплотненные массы воздуха, создавая сзади себя разрежение Благодаря расположению осей каналов под острым углом к встречному потоку воздуха и их входных отверстий слева, относительно принятого в СССР направления движения поездов, в метрополитене возникает кольцеобразное движение потока в одном направлении - против часовой стрелки, как это изображено на чертеже. Это движение воздушного потока в одном направлении является стабильным и достаточно мощным, чтобы воздействовать на лопатки турбин 7 и 8, вращающих генераторы 9 и 10, из-за высокой интенсивности движения поездов (особенно в московском метро). Благодаря предложенному углу (7 45-60°, основанная масса движущегося воздуха перед поездом

12направляется в канал 3 вследствие возникшего разрежения за поездом 11, движущимся в соседней магистрали. Постоянству направления движения потока содействует и конструкция устройства, предусматривающего размещение входного отверстия канала на расстоянии, не меньшем 3,5 диаметров магистральных тоннелей L, вследствие чего выходное отверстие канала оказывается на расстоянии I от станции, при котором поезд, вышедший со станции, не сможет создать давление сжатого воздуха в магистрали перед выходным отверстием канала, перекрываемого при дальнейшем движении поездом. Когда же поезд откроет выходное отверстие канала, в магистрали возникает разрежение от уходящего поезда.

Технико-экономическая эффективность. Утилизация даровой энергии потоков воздуха, возникающих вследствие движения поездов в магистральных тоннелях, позволит улучшить энергетические показатели метрополитена, улучшить условия труда обслуживающего персонала, а также безопасность пассажиров

Формула изобретения Устройство вентиляции метрополитена, содержащее вентиляционные каналы, сообщающие между собой магистральные тоннели между станциями, отличаю щее- с я тем, что, с целью расширения функциональной возможности устройства вентиляции путем использования энергии

Ј-

Станция

воздушных потоков при правостороннем движении, устройство снабжено турбогенераторами, установленными в каналах, последние расположены под углом 45-60° к оси магистрального тоннеля, а расстояние входа вентиляционных каналов от станций составляет не менее 3,5 диаметров магистральных тоннелей.