DE3823849A1 - Belueftungsturm zur dekontamination von verschmutzter atmosphaere - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Belüftungsturm zur Dekontamination von verschmutzter Atmosphäre. Die Erfindung setzt sich von bekannten Methode, der Verschmutzung der Atmosphäre entgegenzuwirken, deutlich ab.

Die atmosphärische Verschmutzung, wie sie insbesondere in gewissen Stadtregionen auftritt, wird bisher dadurch bekämpft, daß an den die Verschmutzung verursachenden Quellen über Kontroll- bzw. Steuermittel eingegriffen wird. Auf diese Art und Weise kann die Verschmutzung jedoch nicht gänzlich beseitigt werden. In manchen Fällen, insbesondere bei sogenannten Inversionswetterlagen, wird die Konzentration der Verschmutzung nahe am Erdboden sehr intensiv. Außerdem ist diese Verschmutzung in manchen Gebieten und bei entsprechenden Witterungsbedingungen sehr stabil.

Aus den vorangehenden Ausführungen wird verständlich, daß alle Methoden, wie sie bisher benutzt wurden, darauf abzielen, der Emission von Verunreinigungen entgegenzuwirken, was wiederum indirekt verschiedene Probleme mit sich bringt, wenn beispielsweise der Verbrauch verschiedener Materialien reduziert wird, was andererseits unentbehrlich für eine bessere Lebensqualität ist. Der Verbrauch solcher Materialien kann aber zur gleichen Zeit wiederum eine Verunreinigung darstellen. Weiterhin ist es natürlich kostspielig, die Emission von verunreinigenden Stoffen entsprechend zu steuern und diese Stoffe abzureinigen.

Der erfindungsgemäße Belüftungsturm zielt darauf ab, das Problem der Verschmutzung aus einer völlig anderen Sicht zu lösen, und zwar derart, daß die verunreinigte Luft durch andere reinere Luft ersetzt wird oder dadurch, daß Luft mit wesentlich geringerer Verunreinigung aus den oberen Schichten der Atmosphäre herangeführt wird.

Um dies zu erreichen, ist ein sehr hoher Belüftungsturm oder ein Gebäude vorgesehen, um die reinere Luft aus den oberen Schichten in die unteren Schichten zu führen, und zwar durch ein Rohr oder eine Leitung, mit der der Belüftungsturm oder das Gebäude ausgestattet ist. Das Rohr oder ein entsprechender Kanal kann natürlich auch in dem Turm oder in dem Gebäude integriert sein. Auf jeden Fall wird dadurch die Konzentration der atmosphärischen Verunreinigung an den verunreinigten Stellen oder Räumen reduziert. Die Luftzufuhr wird durch Antriebsmittel oder saugende Vorrichtungen wie Luftschrauben, Turbinen oder Kompressoren erreicht.

Durch die Mittel, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, ist es möglich, die hohen Konzentrationen der Verschmutzung weitgehend zu reduzieren und eine Dekontamination durch Auflösung und Verteilung der Verunreinigungen in nicht­ verunreinigter oder zumindest weniger verunreinigter Luft zu erreichen. Mit der Luftführung wird auch ein destabilisierender Effekt auf geschichtete Luftschichten ausgeübt, indem Luftstrahlen geschaffen werden, mit denen turbulente Bedingungen erzielt werden, um die Vermischung der Verunreinigungen zu erreichen.

Die Wichtigkeit der vorliegenden Erfindung ist augenfällig, wenn man bedenkt, daß die atmosphärische Verunreinigung besonders in dicht besiedelten Stadtgebieten vorkommt und damit ein weltweit anstehendes und sich noch verschärfendes Problem darstellt. Es geht insbesondere um die Gesundheit der Bevölkerung und um die Reinheit und die Erhaltung der Städte.

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in dem Ansaugen von reinerer Luft in höheren Schichten, und zwar oberhalb der Hauptschichten der thermischen Inversion, die in der sogenannten planetarischen Grenzschicht angeordnet sind, welche bis zu einer Höhe zwischen 300 und 500 m über dem Erdboden zu finden ist.

Ausgehend von diesem Gedanken wird ein Belüftungsturm gebaut, dessen Höhe die höheren Schichten der planetarischen Grenzschicht erreicht oder überragt, so daß reine oder weniger verunreinigte Luft aus diesen Schichten entnommen und in Zirkulation nach unten in niedere Schichten geführt werden kann. In den niederen Schichten wird die Luft in einer solchen Weise zum Ausströmen gebracht, daß die thermischen Inversionsschichten aufgebrochen werden, wenn die Luft gegen sie anströmt. Andererseits wird eine reine oder weniger verunreinigte Luftschicht geschaffen, wenn diese Luft direkt in Richtung auf den Erdboden geführt wird.

Es ist ohne weiteres verständlich, daß die neue Vorrichtung wie ein umgekehrter Kamin funktioniert, wobei die Luft abwärts anstatt aufwärts geführt wird. Dabei ist die Luft rein anstelle von verunreinigter Luft oder Rauch wie bei einem Kamin.

Der Belüftungsturm nach den Ansprüchen kann so errichtet werden, daß er nur dazu dient, Träger für die notwendigen Elemente zu sein, die für die Zwangsströmung der Luft erforderlich sind. Es ist natürlich auch möglich, den Turm in ein bewohnbares Gebäude zu integrieren oder ein solches Gebäude damit auszustatten, so daß das Gebäude auch noch anderen Zwecken dient.

Die Form des Belüftungsturms und die üblichen Antriebselemente, die für die Zwangsströmung der Luft erforderlich sind, können ganz verschieden ausgebildet sein, ohne daß damit der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Um die Erfindung leichter verständlich zu machen, ist ein Blatt Zeichnungen beigefügt, in der ein aussagekräftiges und nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel des Belüftungsturms zur Dekontamination von verschmutzter Atmosphäre dargestellt ist.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erscheint der Belüftungsturm in einer Version, bei der die Niederführung der Luft innerhalb des Turms durchgeführt wird, während in anderen Fällen die Niederführung auch dem Gebäude hinzugefügt oder auf dieses aufgestellt sein kann.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch den Belüftungsturm nach der Erfindung, wobei der Turm relativ zu den Schichten der verschmutzten Atmosphäre angeordnet ist.

Wie es anhand der Zeichnung leicht erkennbar ist, besteht der Belüftungsturm zur Dekontamination von verschmutzter Atmosphäre im wesentlichen aus einem Gebäude 8 entsprechender Höhe, also mehr als 200 m, in welchem ein Luftführungsrohr 1 angeordnet ist, welches am oberen Ende des Turm beginnt und weiter unten und oberhalb der den Turm umgebenden Gebäude endet. In diesem Luftführungsrohr 1 sind Antriebsmittel 2 für die Luft vorgesehen, die in verschiedener Höhe angeordnet sein können und die reine Luft durch eine obere Öffnung 3 einströmen läßt. Die Luft wird nach unten angetrieben durch einen oder mehrere Auslässe 4, so daß Luftstrahlen 5 nach außen zum Ausströmen auf die verschmutzten Schichten gebracht werden, um die Inversionsschichten 6 zu treffen und aufzubrechen oder um die reinere Luft direkt auf die Bodenoberfläche 7 zu leiten.

Infolge der Höhe des Belüftungsturms 8, der höhere Schichten der planetarischen Grenzschicht erreicht oder sogar durchstößt, ist es möglich, auf diesem Wege reine Luft aus diesen Schichten zu entnehmen, in denen keine oder eine sehr viel geringere Verschmutzung vorherrscht. Dies geschieht durch die Öffnungen 3. Über die Antriebsmittel 2 wird die Luft nach unten angetrieben bzw. geführt und durch die Auslässe 4 zum Ausströmen gebracht, um die Inversionsschichten 6 und die Bodenoberfläche 7 zu treffen, so daß eine Luftströmung geschaffen wird, die einer Verschmutzung entgegenwirkt, eine Verteilung bringt und den Verschmutzungsgrad in den wesentlichen Schichten vermindert.

Zwischenzeitlich durchgeführte theoretische Studien gestatten die Aussage, daß ein Belüftungsturm mit den wesentlichen erfinderischen Merkmalen es möglich macht, abhängig von der installierten Antriebsleistung im Turm, eine sehr geringe Verschmutzung innerhalb von Luftschichten bis zu einem Radius von 3 km um den Turm aufrechtzuerhalten, so daß eine solche Investition durchaus nützlich ist. Alles, was den wesentlichen Kern des erfindungsgemäßen Belüftungsturms nicht beeinträchtigt, ändert oder modifiziert, wird als zur Erfindung gehörig angesehen.

Claims (5)

1. Belüftungsturm zur Dekontamination von verschmutzter Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (1) oder ein Kanal mit einem Querschnitt größer als 25 m² vorgesehen ist, welches oben eine Öffnung 3 für die Zuströmung von reinerer Luft, wie sie in einer Höhe von mehr als 200 m über dem Boden vorkommt, z. B. aus der mittleren Zone der planetarischen Grenzschicht und oberhalb der Grenzen der häufigsten Inversionsschichten, und Düsen oder Auslässe (4) in einer Höhe von mehr als 30 m über dem Boden aufweist, um die Luft in die verunreinigten Schichten weiter unten ausströmen zu lassen, daß in dem Turm eine Abwärtsbewegung der Luft von der oberen Öffnung (3) zu den Auslässen (4) stattfindet, daß Mittel (2) wie Luftschrauben, Turbinen oder Kompressoren für den Antrieb der Luft an der oberen Öffnung (3) und/oder im Innern des Rohres (1) und/oder an den Auslässen (4) vorgesehen sind, und daß die Luft mit einer Reichweite der ausgestoßenen Luftstrahlen (5) von mindestens 500 m von den Auslässen (4) angetrieben wird, wobei die Geschwindigkeit im Zentrum der Düsenströmungsbahn mehr als 1 m/sec beträgt.

2. Belüftungsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (4) mit Mitteln zur Steuerung der Strömungsrichtung der Luft, wie steuerbaren Köpfen, Schneiden oder Prallblechen, oder mit aerodynamischen Mitteln zur Verbesserung der Ausströmgeschwindigkeit, des Wirkungsgrads oder der Reichweite der Luftstrahlen (5) versehen sind.

3. Belüftungsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (4) mit Sprüheinrichtungen für Wasser oder andere Flüssigkeiten, Pulver oder Aerosole oder für jedes andere versprühbare Mittel sowie auch für Gase versehen sind.

4. Belüftungsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (4) mit akustischen Geräuschdämpfern oder mit Elementen, die bei Luftdurchgang Geräusche produzieren oder mit Geräuschquellen am Beginn der Luftstrahlen versehen sind.

5. Belüftungsturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Bestandteil eines Wohngebäudes (8) ist, dem er hinzugefügt, auf dieses aufgesetzt, in dieses integriert ist oder in irgendeinem sonstigen Kontakt dazu steht.