Способ тоннельной вентиляции
Владельцы патента RU 2463452:
Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН (RU)
Изобретение относится к вентиляции транспортных тоннелей. Способ включает перемещение воздуха движущимися поездами через циркуляционную вентиляционную сбойку, соединяющую тоннели вблизи станции метрополитена, и через станцию. Для создания требуемого расхода воздуха через станцию метрополитена от движущихся в тоннеле поездов и его регулирования в зависимости от частоты движения поездов меняют аэродинамическое сопротивление циркуляционной вентиляционной сбойки. Технический результат заключается в снижении экономических затрат на вентиляцию тоннелей и станций метрополитена. 2 ил.
Техническое решение относится к вентиляции транспортных тоннелей.
Известен способ тоннельной вентиляции по пат. РФ №2312222, кл. E21F 1/00, F24F 7/00, опубл. в БИ №34 за 2007 г., включающий подачу свежего и отвод отработанного воздуха через вентиляционные тракты, соединяющие тоннель с атмосферой, при этом меняют аэродинамическое сопротивление поезда в тоннеле путем перекрытия сечения между поездом и стенкой тоннеля управляемыми заслонками, установленными на поезде.
Недостатком данного технического решения является то, что большая часть инициируемого поездом потока воздуха остается в циркуляционном кольце в пределах перегона и не используется для проветривания платформы станции, причем эта неиспользуемая часть увеличивается с повышением частоты движения поездов, что приводит к неполному использованию циркуляционных потоков воздуха от движущихся поездов.
Известен способ тоннельной вентиляции по авт. св. СССР №1588874, кл. Е21F 1/00, опубл. в БИ №32 за 1990 г., включающий подачу свежего и отвод отработанного воздуха и перекрывание проходного сечения тоннеля перед или после входа поезда во входной портал тоннеля, при этом проходят вентиляционную шахту, соединяют ее с тоннелем и перед или после входа поезда во входной портал перекрывают проходное сечение тоннеля на участке между выходным порталом и вентиляционной шахтой. Отработанный воздух отводят по вентиляционной шахте, а при подходе поезда к ней открывают проходное сечение тоннеля на этом участке и перекрывают его на участке между вентиляционной шахтой и входным порталом. По вентиляционной шахте подают свежий воздух, после чего вновь открывают проходное сечение тоннеля на этом участке.
Недостатком данного технического решения является невозможность регулирования расхода воздуха в тоннеле, создаваемого поршневым действием поезда, в сторону его увеличения, что снижает эффективность использования воздушных потоков от поршневого действия поездов. Также в случае отказа привода шибера, перекрывающего тоннель, для предупреждения столкновения поезда с шибером необходимо останавливать поезда в тоннеле, что приводит к нарушению графика движения поездов.
Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ тоннельной вентиляции (см. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Недра», 1975, с.304), включающий перемещение воздуха движущимися поездами через циркуляционную вентиляционную сбойку, соединяющую тоннели вблизи станции метрополитена, и через станцию.
Недостатком данного технического решения является то, что оно не учитывает изменение удельного расхода воздуха через платформенный зал станции от поршневого действия поездов с изменением частоты движения поездов. При повышении частоты движения удельный расход воздуха от одной пары поездов снижается. Это приводит к снижению экономичности данного способа тоннельной вентиляции станций, потому что указанное снижение расхода необходимо компенсировать увеличением производительности тоннельных вентиляторов и соответствующими затратами электроэнергии.
Технической задачей является повышение экономичности способа тоннельной вентиляции в штатных режимах за счет возможности регулирования величины воздушного потока и воздухораспределения в тоннелях и на станции метрополитена путем управления аэродинамическим сопротивлением циркуляционной вентиляционной сбойки.
Она достигается тем, что в способе тоннельной вентиляции, включающем перемещение воздуха движущимися поездами через циркуляционную вентиляционную сбойку, соединяющую тоннели вблизи станции метрополитена, и через станцию, согласно техническому решению для создания требуемого расхода воздуха через станцию метрополитена от движущихся в тоннеле поездов и его регулирования в зависимости от частоты движения поездов меняют аэродинамическое сопротивление циркуляционной вентиляционной сбойки.
Управление аэродинамическим сопротивлением циркуляционной вентиляционной сбойки позволяет изменять количество воздуха, подаваемого в платформенный зал станции, и тем самым более полно использовать воздушные потоки от поршневого действия движущихся в тоннеле поездов, снижая требуемую производительность тоннельных вентиляторов и, как следствие, их энергопотребление.
Сущность технического решения поясняется примером реализации способа и чертежами (фиг.1 и 2).
На фиг.1 показана схема реализации способа при неизменном аэродинамическом сопротивлении циркуляционной вентиляционной сбойки (далее - вентсбойки), на фиг.2 - то же, при увеличении аэродинамического сопротивления вентсбойки. Сплошными стрелками на фиг.1 и 2 показано направление движения поезда, пунктирными стрелками - направление движения воздуха.
Платформенный зал 1 подземной станции метрополитена (фиг.1) имеет пассажирские выходы 2 на поверхность. Вентсбойка 3, соединяющая тоннели 4, устроена в торце станции. Поезд 5 движется по тоннелю 4 и инициирует поток 6 воздуха через вентсбойку 3 в обход платформенного зала 1 станции. Для изменения аэродинамического сопротивления вентсбойки 3 служит элемент 7.
Способ реализуют следующим образом.
От поршневого действия поезда 5 при движении по тоннелю 4 образуется поток воздуха. Часть потока 6 воздуха проходит через вентсбойку 3 в обход платформенного зала 1 станции (фиг.1). Эта часть потока 6 входит в циркуляционное кольцо потока воздуха, образующееся внутри перегона между соседними станциям при открытой венсбойке 3, и увеличивается с повышением частоты движения поездов. При высокой частоте движения поездов часть потока 6 воздуха составляет основную часть циркуляционного кольца потока воздуха от движущихся поездов. Чтобы полностью или частично направить часть потока 6 воздуха через платформенный зал 1 станции и увеличить на нем воздухообмен, меняют аэродинамическое сопротивление вентсбойки 3, используя элемент 7 (фиг.2). Таким образом, использование поршневого действия поездов с регулированием части потока 6 воздуха через вентсбойку 3 позволяет снизить требуемую для проветривания станции производительность тоннельных вентиляторов и, соответственно, энергозатраты на них и тем самым повысить экономичность способа тоннельной вентиляции.
Способ тоннельной вентиляции, включающий перемещение воздуха движущимися поездами через циркуляционную вентиляционную сбойку, соединяющую тоннели вблизи станции метрополитена, и через станцию, отличающийся тем, что для создания требуемого расхода воздуха через станцию метрополитена от движущихся в тоннеле поездов и его регулирования в зависимости от частоты движения поездов меняют аэродинамическое сопротивление циркуляционной вентиляционной сбойки.
