FI129054B - Menetelmä lumen käsittelemiseksi - Google Patents

Abstract

Menetelmässä kerätään lunta alueelta, siirretään kerätty lumi sulatussäiliöön (10), sulatetaan ainakin osa sulatussäiliöön siirretystä lumesta sulamisvedeksi lämpöenergialla ja johdetaan sulamisvesi ulos sulatussäiliöstä. Menetelmässä sulatussäiliöön siirretty lumi sulatetaan sulamisvedeksi kaukolämpölaitoksessa tuotetulla lämpöenergialla, edullisesti kaukolämpölaitokseen palaavan paluuveden sisältämällä lämpöenergialla. Lumen sulatus voidaan toteuttaa sulattamalla ensimmäinen osa lumesta sulamisvedeksi, lämmittämällä sulamisvesi korotettuun lämpötilaan ja johtamalla lämmitetty sulamisvesi toiseen, vielä sulamattomaan osaan lunta. Sulamisvesi voidaan johtaa sulatussäiliöstä sadevesiviemäriin. Menetelmässä käytettävä laitteisto käsittää sulatussäiliön käsiteltävää lunta varten ja lämmitysvälineet sulatussäiliössä olevan lumen sulattamista varten. Lämmitysvälineet on järjestetty käyttämään kaukolämpölaitoksessa tuotettua lämpöenergiaa.

Description

Menetelmä lumen käsittelemiseksi Keksinnön kohteena on menetelmä lumen käsittelemiseksi, jossa menetelmässä kerätään lunta alueelta, siirretään kerätty lumi sulatussäiliöön, sulatetaan ainakin osa sulatussäiliöön siirretystä lumesta sulamisvedeksi lämpöenergialla ja johde- taan sulamisvesi ulos säiliöstä.

Talvella satava lumi vaikeuttaa kaduilla ja teillä sekä piha-alueilla liikkumista.

Liik- kumisen mahdollistamiseksi lumi aurataan liikennöitäviltä alueilta ja varastoidaan pientareille.

Tiheästi rakennetuilla alueilla, kuten kaupungeissa ja asumalähiöissä, lumelle ei usein löydy varastointitilaa, minkä vuoksi lumi joudutaan kuljettamaan — kuorma-autoilla erillisille lumenkaatopaikoille.

Kuljetusmatka lumen keräyskohtees- ta lumenkaatopaikalle on tyypillisesti useita kilometrejä.

Lumen kuljettamisesta syntyy kuljetuskustannuksia ja ilmastolle haitallisia päästöjä.

Lisäksi lumenkulje- tusautot hidastavat muuta liikennettä.

Liikennealueilta kerätyt lumimassat sisältä- vät epäpuhtauksia, jotka kulkeutuvat lumen sulamisveden mukana sellaisenaan — vesistöihin.

Eräs keino pienentää lumen kuljetuskustannuksia on sulattaa lumi vedeksi, joka johdetaan puhdistuksen jälkeen sadevesiviemäriin.

Julkaisuissa US 3333354, US 1228730 ja CN 2729139 on kuvattu lumenkeräysajoneuvoja, joissa on välineet lumen sulattamista varten.

Julkaisussa JPH 0579445 on kuvattu lumensulatuslait- — teisto, johon kuuluu maaperään upotettava lumensulatussiilo.

Julkaisuissa JP 2002266327 ja CN 101644428 on kuvattu maan pinnalle sijoitettavia lumensu- latuslaitteistoja.

Kaikissa em. ratkaisuissa lumen sulattamisessa tarvittava lämpö- energia tuotetaan lämmitykseen käytettävillä polttoaineilla, joten laitteiden käyttö- kustannukset ovat erittäin suuret.

Julkaisussa CN 1464140 on kuvattu lumensula- N 25 — tuslaitteisto, jossa osa lumen sulattamisessa käytettävästä energiasta otetaan N lämmönvaihtimien avulla kuumista lähteistä ja maalämmöstä.

Tällaisen laitteiston 3 rakentamiskustannukset ovat erittäin suuret.

Julkaisussa US 8640678 on kuvattu O lumensulatuslaitteisto, joka käsittää sulamisvettä sisältävän sulatussäilön, syöttö- I siilon ja ruuvikuljettimen lumen syöttämiseksi sulatussäiliöön, lämmönvaihtimen * 30 — sulamisveden lämmittämiseksi ja lämmityslaitteen lämmönvaihtimessa kiertävän = nesteen lämmittämiseksi.

Laitteisto on rakennettu yhtenäiseksi kokonaisuudeksi, S joka voidaan sijoittaa maan pinnalle tai liikuteltavaan ajoneuvoon.

Julkaisussa 3 mainitaan, että lämmityslaite voi toimia esimerkiksi polttoöljyllä tai dieselillä.

Myös tämän laitteiston energiakustannukset ovat erittäin suuret.

Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin menetelmä lumen käsittelemiseksi, jolla voi- daan poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyviä puutteita. Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa. Keksinnön eräitä edullisia — suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön kohteena olevassa menetelmässä kerätään lunta alueelta, siirretään kerätty lumi sulatussäiliöön, sulatetaan ainakin osa sulatussäiliöön siirretystä lu- mesta sulamisvedeksi lämpöenergialla ja johdetaan sulamisvesi ulos sulatussäili- östä. Lumella tarkoitetaan tässä laajasti kaikkea kiinteässä olomuodossa olevaa — vettä eli vastasatanutta irtonaista lunta, tiiviiksi puristunutta lunta tai lumen ja jään seosta tai pelkkää jäätä. Lunta voidaan kerätä miltä tahansa alueelta, jossa sata- nut lumi haittaa alueen käyttämistä suunniteltuun käyttötarkoitukseen. Tällaisia alueita ovat mm. kiinteistöjen piha-alueet, kadut, tiet ja lentokentät. Lumen voidaan kerätä tavanomaisilla lumensiirtolaitteilla, kuten traktoreilla ja pyörökuormaajilla. Menetelmässä sulatussäiliöön siirretty lumi sulatetaan sulamisvedeksi kaukoläm- pölaitoksessa tuotetulla lämpöenergialla eli kaukolämmöllä. Kaukolämpölaitoksella tarkoitetaan tässä ns. vastapainevoimalaitosta, jossa tuotetaan sekä sähköenergi- aa, että lämpöenergiaa. Lämpöenergia johdetaan lämpimän veden muodossa kaukolämpöverkostoa pitkin lämmitettäviin kiinteistöihin. Tyypillisesti vastapaine- — voimalaitoksissa tuotetun lämpöenergian tuotantokustannukset ovat verrattain pienet, koska lämpöä syntyy sähköntuotannon sivutuotteena. Kaukolämmöllä tuo- tetun lämpöenergian markkinahinta on siten yleensä selvästi alhaisempi kuin muil- la lämmitysmuodoilla. Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa lunta N 25 — sulatetaan kaukolämpöverkostossa virtaavan, kaukolämpölaitokseen palaavan N paluuveden sisältämällä lämpöenergialla. Kaukolämmön paluuvedellä tarkoitetaan se kaukolämpöverkostossa kiertävää vettä, joka on kiertänyt lämmitettävän kiinteistön © lämmönvaihtimen läpi ja luovuttanut kiinteistöön osan lämpöenergiastaan. Tallai- I sen paluuveden lämpötila on kuitenkin tyypillisesti vielä yli 50 ”C, eli se sisältää - 30 — vielä riittävästi lämpöenergiaa lumen sulattamiseen.

O 3 Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa a sulatetaan ensimmäinen osa lumesta sulamisvedeksi ja lämmitetään sulamisvesi O korotettuun lämpötilaan. Lämmitetty sulamisvesi johdetaan toiseen osaan lunta, jolloin sekin sulaa sulamisvedeksi.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä kolmannessa edullisessa suoritusmuo- dossa sulamisvesi johdetaan sulatussäiliöstä sadevesiviemäriin. Nestemäiseen muotoon muuttunut lumi poistuu sulatussäiliöstä viemäriverkostoa pitkin, joten lu- men poiskuljettamiseen ei tarvitse tehdä mitään erikoisjärjestelyjä. Edullisesti su- lamisvedestä poistetaan ainakin osa epäpuhtauksista ennen veden johtamista sa- devesiviemäriin.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan periaatteessa käyttää missä tahansa kaukolämpöverkoston varrella olevassa kohteessa. Käyttökohde, jossa lumi sula- tetaan sulamisvedeksi, voi olla kaukolämpöverkoston varrella oleva kiinteistö, ku- ten taloyhtiö, teollisuuslaitos tai liikerakennus, joka on etäisyyden päässä kauko- lämpölaitoksesta. Menetelmää voidaan käyttää myös kaukolämpölaitoksen välit- tömässä läheisyydessä esimerkiksi kaukolämpölaitoksen piha- ja liikennealueille sataneen lumen käsittelyyn.

Menetelmässä käytettävä laitteisto lumen käsittelemiseksi käsittää sulatussäiliön — käsiteltävää lunta varten ja lämmitysvälineet sulatussäiliössä olevan lumen sulat- tamista varten. Lämmitysvälineet on järjestetty käyttämään kaukolämpölaitoksessa tuotettua lämpöenergiaa. Edullisesti lämmitysvälineet käsittävät lämmönvaihtimen, jossa on tuloyhde kaukolämpöverkostosta tulevaa vettä varten ja paluuyhde kau- kolämpöverkostoon poistuvaa vettä varten.

Menetelmässä käytettävän laitteiston eräässä edullisessa suoritusmuodossa läm- mitysvälineet käsittävät ensimmäiset sulatusvälineet käsiteltävän lumen ensim- mäisen osan sulattamiseksi sulamisvedeksi ja toiset sulatusvälineet sulamisveden lämpötilan nostamiseksi ja johtamiseksi käsiteltävän lumen toiseen osaan. Sula- misveden lämpötila voidaan nostaa toisilla sulatusvälineillä esimerkiksi 20-30 N 25 *C:een Edullisesti sulatussäiliössä on seinämä, ja ensimmäiset sulatusvälineet on N järjestetty lämmittämään sulatussäiliön seinämää, jolloin lämpöenergia siirtyy sula- se tussäiliön seinämän kautta käsiteltävään lumeen. Ensimmäiset sulatusvälineet © voivat käsittää alkusulatusputken, joka on ainakin osalta pituuttaan sulatussäiliön I sisäpuolella. Alkusulatusputken lämmin pinta järjestetään kosketukseen lumen = 30 — kanssa, jolloin lumi sulaa sulamisvedeksi. Laitteisto voidaan liittää kaukolämpö- = verkostoon siten, että kaukolämpöverkostossa virtaava vesi virtaa alkusulatusput- S kessa. o O Menetelmässä käytettävän laitteiston eräässä toisessa edullisessa suoritusmuo- dossa mainitut toiset sulatusvälineet käsittävät lämmönvaihtimeen liitetyn jälkisula- — tusputken, jossa jälkisulatusputkessa on sulatussäiliön alaosaan avautuva ensim-

mäinen pää ja sulatussäiliön yläosaan ulottuva toinen pää, ja pumpun sulamisve- den siirtämiseksi sulatusputkea pitkin.

Pumpun avulla pumpataan säiliön alaosas- sa olevaa, ensimmäisten sulatusvälineiden sulattamaa sulamisvettä lämmönvaih- timen kautta säiliön yläosaan, josta se suihkutetaan sulatussäiliössä olevan sula- mattoman lumen päälle.

Menetelmässä käytettävän laitteiston eräässä kolmannessa edullisessa suoritus- muodossa sulatussäiliössä on ylivuotoputki sulamisveden johtamiseksi sadeve- siviemäriin.

Edullisesti laitteistossa on välineet epäpuhtauksien poistamiseksi su- lamisvedestä ennen sulamisveden johtamista sadevesiviemäriin.

Lumessa olevat — vettä raskaammat epäpuhtaudet, kuten hiekka ja hiekoitusmurske, laskeutuvat sulatussäiliön pohjalle, jolloin ne erottuvat sulatussäiliöstä ulosvirtaavasta sulamis- vedestä.

Vettä kevyempiä epäpuhtauksia varten laitteissa voi olla suodatin, jonka läpi sulamisvesi johdetaan virtaamaan ennen sen johtamista sadevesiviemäriin.

Menetelmässä käytettävän laitteiston vielä eräässä edullisessa suoritusmuodossa — sulatussäiliössä on avattava kansi.

Sulatussäiliön kansi avataan lumen lisäämisen ajaksi ja pidetään muutoin suljettuna.

Suljettu kansi estää lämpöenergiaa karkaa- masta säiliöstä.

Menetelmässä käytettävä laitteisto voidaan järjestää liikuteltavan kontin muotoon, jolloin sitä voidaan siirtää esimerkiksi kuorma-autolla.

Laitteiston siirreltävyys mahdollistaa sen valmistamisen käyttövalmiiksi kokonaisuudeksi tehdasolosuh- teissa.

Laitteisto voidaan asentaa paikoilleen myös kiinteästi ja se voidaan upottaa ainakin osittain maaperään.

Maaperään upotettavista sulatussäiliöistä voidaan tehdä suurikokoisia, jolloin laitteiston lumenkäsittelykapasiteetti kasvaa.

Laitteisto voidaan myös järjestää ainakin osittain rakennuksen sisään, esimerkiksi raken- N 25 — nuksen kellaritiloihin. & 0 Keksinnön etuna on, että se tarjoaa kustannustehokkaan vaihtoehdon lumen käsit- 2 telemiseen kaukolämpöverkoston alueella.

Lumen käsittely ja sulamisveden pois- - johtaminen voidaan tehdä valmiin infrastruktuurin ja kunnallistekniikan avulla. a > Lisäksi keksinnön etuna on, että autokuljetusten poisjääminen pienentää liikenne- S 30 — polttonesteiden kulutusta ja vähentää haitallisia päästöjä ilhakehään.

Näin kau- = punkien ilmanlaatu paranee ja liikenneruuhkat vähenevät. © Edelleen keksinnön etuna on, että käsiteltävästä lumesta voidaan erottaa siinä olevat epäpuhtaudet ennen lumen sulamisveden johtamista vesistöön.

Keksintö estää siten myös vesistöjen likaantumista.

Vielä keksinnön etuna on, että se alentaa kaukolämpöverkoston paluuveden läm- pötilaa, mikä parantaa merkittävästi vastapaineperiaatteella toimivien, sähköä ja lämpöä tuottavien voimalaitosten hyötysuhdetta.

Voimalaitosten hyötysuhteen pa- rantuminen parantaa voimalaitosten kannattavuutta. 5 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti.

Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää esimerkinomaisesti erästä menetelmässä käytettävää laitteistoa yläviistosta katsottuna, kuva 2 esittää esimerkinomaisesti kuvan 1 esittämää laitteistoa poikkileikkaus- — kuvana ja kuva 3 esittää menetelmässä käytettävää laitteistoa yksinkertaistettuna kaa- viokuvana.

Kuvassa 1 on esitetty esimerkinomaisesti eräs menetelmässä käytettävä laitteisto perspektiivikuvana.

Laitteisto käsittää teräksestä, edullisesti ruostumattomasta — teräksestä, valmistetun laatikkomaisen sulatussäiliön 10, jossa on vesitiivis seinä- mä.

Seinämä käsittää pohjan 12 (kuva 2), ensimmäisen päätyseinän 14 ja toisen päätyseinän 16 sekä kaksi sivuseinää 18. Päätyseinien ja sivuseinien vapaat reu- nat rajaavat aukon, jonka kautta lunta voidaan annostella sulatussäiliön sisään.

Sulatussäiliöön kuuluu lisäksi avattava kansi 20, joka on kiinnitetty yhdestä reu- — nastaan toiseen sivuseinään.

Kansi voidaan kääntää suljettuun asentoon, jossa se peittää olennaisesti kokonaan päätyseinien ja sivuseinien vapaiden reunojen ra- jaaman aukon, ja avoimeen asentoon, jossa se on siirtynyt pois em. aukon edestä.

Pohjassa, päätyseinissä, sivuseinissä ja/tai kannessa voi olla esimerkiksi polysty- N reenistä tai polyuretaanista valmistettu lämmöneristekerros.

Sulatussäiliön koko a 25 — voidaan valita sopivasti käsiteltävän lumen määrän mukaan.

Kuvassa 1 esitetyn liikuteltavan laitteiston sulatussäiliön koko voi olla esimerkiksi 25 m3. 2 Sulatussäiliön jatkeena laitteiston ensimmäisessä päässä, ensimmäisen päätysei- = nän 14 toisella puolella on tekniikkatila 24. Tekniikkatila on suljettu tila, jossa on = laitteiston ensimmäiseen päätyyn avautuvat pariovet 26. Tekniikkatilan sisällä on S 30 —lämmönvaihdin 28 ja pumppu 30 sulamisveden pumppaamista varten.

Lämmön- a vaihtimen teho voidaan valita laitteistolta vaadittavan sulatuskyvyn perusteella.

Laskennallisesti voidaan arvioida, että 1000 kg:n lumimassan sulattamiseksi tun- nissa tarvitaan n. 90 kW:n sulatusteho.

Tällöin 25 m?:n suuruisen sulatussäiliön käsittävässä laitteistossa voi olla lämmönvaihdin, jonka teho on esimerkiksi 500 kW. Lämmönvaihtimessa 28 on tuloyhde 36 ja paluuyhde 38, jotka on tarkoitettu liitettäviksi kaukolämpöverkoston putkistoon siten, että kaukolämpöverkostosta virtaa lämmintä vettä tuloyhteen kautta lämmönvaihtimen sisään ja jäähtynyt vesi virtaa paluuyhteen läpi takaisin kaukolämpöverkostoon. Lämmönvaihdin on muo- dostettu avattavaksi, jotta se voidaan tarvittaessa huoltaa ja puhdistaa sisäpuolel- ta. Tekniikkatilassa on lisäksi säätö- ja ohjausvälineet 32 pumpun ja lämmönvaih- timen toiminnan ohjaamista varten. Laitteisto on rakennettu yhtenäiseksi siirrettä- väksi kontiksi, jonka pohjassa on vaihtolavakiskot 34.

Kuvassa 2 on esitetty esimerkinomaisesti kuvan 1 esittämä laitteisto poikkileik- —kauskuvana. Kuvassa ei ole esitetty laitteiston kantta eikä pariovia. Sulatussäiliön 10 alaosassa, lähellä sulatussäiliön pohjaa 12, on ruostumattomasta teräksestä valmistettu alkusulatusputki 40, jonka molemmat päät ulottuvat ensimmäisen pää- tyseinän 14 läpi tekniikkatilaan 24. Alkusulatusputken ensimmäinen pää on liitetty lämmönvaihtimen paluuyhteeseen ja alkusulatusputken toinen pää on tarkoitettu — liitettäväksi kaukolämpöverkoston paluuputkeen. Kaukolämpöverkoston vesi virtaa siis lämmönvaihtimen kautta alkusulatusputkeen ja poistuu alkusulatusputken läpi virrattuaan jäähtyneenä kaukolämpöverkon paluuputkeen. Alkusulatusputki muo- dostaa ensimmäiset sulatusvälineet, joilla sulatussäiliöön siirrettyä lunta sulatetaan sulamisvedeksi. Alkusulatusputken sisällä on sähkötoiminen lämmityskaapeli, jon- ka avulla estetään veden jäätyminen alkusulatusputken sisään laitteiston käyttö- katkojen aikana (lämmityskaapelia ei ole esitetty kuvissa). Sulatussäiliön sisällä on lisäksi toiset sulatusvälineet, joilla nostetaan sulamisve- den lämpötilaa ja johdetaan lämmitetty sulamisvesi sulatussäiliössä olevan vielä sulamattoman lumen päälle. Toiset sulatusvälineet käsittävät jälkisulatusputken 42, joka kulkee sulatussäiliön 10 alaosasta ensimmäisen päätyseinän 14 läpi tek- N niikkatilaan 24 ja tekniikkatilasta lämmönvaihtimen 28 kautta ja ensimmäisen pää- N tyseinän läpi sulatussäiliön yläosaan. Jälkisulatusputken lämmönvaihtimen ja en- <Q simmäisen päätyseinän välisellä osuudella on pumppu 30, jolla pumpataan sula- N misvettä sulatussäiliön alaosasta lämmönvaihtimen kautta sulatussäiliön yläosaan. E 30 Pumpun pumppauskyky voi olla suuruusluokkaa 22 m3/h. Jälkisulatusputken en- o simmäinen pää avautuu sulatussäiliön 10 alaosaan, lähelle sulatussäiliön pohjaa S 12. Jälkisulatusputken ensimmäisen pään ja pohjan välissä on teräksinen estolevy 2 46, joka estää sulatussäiliön pohjalle kertyneen kiinteän aineksen kulkeutumisen 5 sisäänvirtaavan veden mukana jälkisulatusputkeen. Sulatusputken alkupäässä on — lisäksi mutatasku 64, joka estää sulatusputkeen päässeen kiintoaineksen pääse- misen pumppuun 30 saakka. Jälkisulatusputki kulkee lämmönvaihtimen läpi ja poistuu tekniikkatilasta ensimmäisen päätyseinän läpi sulatussäiliön yläosaan. Su- latussäiliön yläosassa olevalla jälkisulatusputken osuudella on suuttimia 50, jotka suuntaavat lämmitetyn sulamisveden pisaroina sulatussäiliössä olevan lumen päälle.

— Sulatussäiliön 10 sisällä on kaksi ritilää; yläritilä 52 ja alaritilä 54. Ylä- ja alaritilä ovat sulatussäiliön pohjan 12 suuntaisia metalliritilöitä, jotka ulottuvat pituussuun- nassa ensimmäisestä päätyseinästä 14 toiseen päätyseinään 16 ja leveyssuun- nassa ensimmäisestä sivuseinästä 18 toiseen sivuseinään. Ylä- ja alaritilät on tu- ettu irrotettavasti päätyseiniin 14, 16 ja sivuseiniin 18. Alaritilä 54 sijaitsee alku- — sulatusputken 40 yläpuolella, etäisyyden päässä sulatussäiliön pohjasta 12, ja ylä- ritilä sijaitsee alaritilän yläpuolella etäisyyden päässä alaritilästä 54 ja sivu- ja pää- tyseinien vapaista reunoista. Yläritilän reikien silmäkoko on suurempi kuin alaritilän reikien silmäkoko. Yläritilän reikien silmäkoko voi olla esimerkiksi suuruusluokkaa 500x500 mm? ja alaritilän reikien silmäkoko voi olla suuruusluokkaa 150x150 mm?.

— Sulatussäiliön toisessa päätyseinässä 16 on avattava huoltoluukku 56, jonka kaut- ta voidaan poistaa sulatussäiliön 10 sisään sulatettavan lumen mukana kulkeutu- neet epäpuhtaudet, kuten kivet ja hiekoitusmurske. Huoltoluukku sijaitsee lähellä sulatussäiliön pohjaa. Huoltoluukun reunassa on tiiviste, joka mahdollistaa huolto- luukun sulkemisen vesitiiviisti. Toisessa päätyseinässä on lisäksi ylivuotoputki 58, jonka ensimmäinen pää avautuu toisen päätyseinän läpi sulatussäiliön sisään ja jonka toinen pää avautuu sulatussäiliön ulkopuolelle. Ylivuotoputken ensimmäinen pää sijaitsee etäisyyden päässä sulatussäiliön pohjasta 12, jolloin sulatussäiliön alaosaan jää vesitiivis vesitila lumen sulamisvettä varten. Kun sulamisveden pinta nousee ylivuotoputken ensimmäisen pään tasalle, sulamisvesi pääsee virtaamaan — ylivuotoputkea pitkin ulos sulatussäiliöstä. Ylivuotoputken toinen pää on tarkoitettu N liitettäväksi sadevesiviemäriin. Ylivuotoputken ensimmäisen pään ympärillä on a alareunasta avoin suojakotelo 60, joka estää sulamisveden pinnalla kelluvan lu- S men ja jää pääsyn ylivuotoputkeen. Toisessa päätyseinässä on vielä läpinäkyvä N tarkistusluukku 57, jonka kautta avautuu näköyhteys sulatussäiliön ulkopuolelta E 30 — sulatussäiliön sisään. Tarkistusluukku voi olla ainakin osittain muovimateriaalia. o Tarkistusluukku voi olla avattava tai se voi olla kiinteästi paikoilleen asennettu. S Tarkistusluukun 57 alareuna on korkeussuunnassa ylivuotoputken ensimmäisen 2 pään yläpuolella, joten sulamisveden pinnankorkeus ei pääse nousemaan tarkis- ö tusluukun alareunan korkeudelle.

— Sulatussäiliön alareunassa, toisen päätyseinän ja pohjan liittymäkohdassa, on tyh- jennysventtiili 62 ja huuhteluventtiili 63. Sulatussäiliön pohjalle kertyneet epäpuh-

taudet, kuten hiekka ja hiekoitusmurske, voidaan poistaa sulatussäiliöstä kierrät- tämällä sulatussäiliössä huuhteluvettä. Huuhteluvettä johdetaan sulatussäiliön pohjalle kovalla paineella huuhteluventtiiliin 63 kautta ja poistetaan sulatussäiliöstä tyhjennysventtiilin 62 läpi, jolloin epäpuhtaudet poistuvat sulatussäiliöstä huuhtelu- veden mukana. Menetelmässä käytettävä laitteisto kuljetetaan sopivaan sijoituspaikkaan kauko- lämpöverkoston varrella olevan kiinteistön alueelle. Sijoituspaikka voi olla esimer- kiksi taloyhtiön, teollisuuslaitoksen tai liikerakennuksen piha-alue. Tämän jälkeen laitteisto kytketään kaukolämpöverkostoon liittämällä laitteiston tuloyhde 36 ja pa- — luuyhde 38 kaukolämpöverkoston putkistoon. Edullisesti tuloyhde ja paluuyhde liitetään kaukolämpöverkoston paluuputkeen. Laitteiston ylivuotoputki 58 kytketään yhdysputken avulla sadevesiviemäriin ja laitteisto liitetään sähköverkkoon. Tämän jälkeen laitteisto on käyttövalmis. Laitteistoa käytetään talviaikaan, kun liikennöitä- ville alueille sataa poiskorjattavaa lunta. Kesäajaksi, jolloin lunta ei ole, laitteisto — voidaan siirtää pois kiinteistön alueelta. Vaihtoehtoisesti laitteisto voidaan kytkeä kesäksi pois päältä ja jättää paikoilleen odottamaan seuraavaa talvea. Kuvassa 3 on esitetty eräs menetelmässä käytettävä laitteisto yksinkertaistettuna kaaviokuvana. Alkusulatusputken 40 ensimmäinen pää on liitetty lämmönvaihti- men 28 paluuyhteeseen 38 ja alkusulatusputken toinen pää on liitetty kaukoläm- — pöverkoston paluuputkeen 100. Kaukolämpöverkoston vesi virtaa tuloyhteen 36 kautta lämmönvaihtimen sisään, paluuyhteen 38 kautta ulos lämmönvaihtimesta alkusulatusputkeen 40 ja poistuu alkusulatusputken läpi virrattuaan jäähtyneenä kaukolämpöverkon paluuputkeen. Kaukolämpöverkoston paluuputkesta 100 haa- rautuvassa yhdysputkessa 102 on syöttöpumppu 104, jonka avulla kierrätetään —kaukolämpöverkoston vettä lämmönvaihtimen 28 ja alkusulatusputken läpi. Vaih- N toehtoisesti syöttöpumppu voidaan järjestää tuloyhteeseen 36, jolloin se on osa a menetelmässä käytettävää laitteistoa. Kaukolämpöverkoston vesi jäähtyy laitteis- S ton läpi virratessaan n. 20 *C. Jälkisulatusputki 42 kulkee sulatussäiliöstä 10 pum- N pun 30 kautta lämmönvaihtimeen 28 ja takaisin sulatussäiliön yläosaan. Sulamis- E 30 — vesi lämpenee lämmönvaihtimessa 20-30 *C:een lämpötilaan. Lämmitetty sula- o misvesi johdetaan pisaroina sulatussäiliössä olevan lumen päälle. Sulamisvesi S poistuu sulatussäiliöstä ylivuotoputken 58 kautta.

O a Keksinnön mukaisessa menetelmässä satanutta lunta kerätään lumenkorjauska- lustolla puhdistettavalta alueelta ja siirretään laitteiston sulatussiiloon 10. Lumen — lisäämisen ajaksi lumensulatussiilon kansi 20 avataan avoimeen asentoon. Osa säiliöön nostetusta lumesta valuu ylä- ja alaritilän reikien läpi säiliön pohjalle 12 ja osa lumesta jää yläritilän 52 ja alaritilän 54 päälle. Säiliön alaosassa oleva alku- sulatusputki 40 lämpenee siinä virtaavan lämpimän veden vaikutuksesta ja sulat- taa säiliön pohjalla olevaa lunta sulamisvedeksi. Sulamisvettä pumpataan pumpul- la 30 säiliön alaosasta jälkisulatusputkea 42 pitkin lämmönvaihtimeen 28, jossa — sulamisveden lämpötilaa nousee n. 26 *C:een. Lämmitetty sulamisvesi siirtyy läm- mönvaihtimesta edelleen sulatussäiliön yläosassa olevaan jälkisulatusputken osaan, josta se suihkutetaan suuttimien 50 kautta sulatussäiliössä olevan lumen päälle. Lämmitetty sulatusvesi sulattaa tehokkaasti yläritilän ja alaritilän päällä ole- vaa lunta, jolloin sulatussäiliön alaosaan kertyy lisää sulamisvettä. Ylä- ja alaritilöi- den päällä olevat lumikokkareen pienenevät ja tippuvat ritilöiden reikien läpi alemmalle ritilälle tai sulatussäiliön pohjalle. Kun sulamisveden pinnankorkeus saavuttaa ylivuotoputken 58 ensimmäisen pään tason, sulamisvettä alkaa virrata sulatussäiliöstä sadevesiviemäriin.

Menetelmässä laitteistoa käytetään jatkuvatoimisesti niin kauan kuin käsiteltävää — lunta riittää. Jatkuvatoimisessa käytössä sulatussäiliöön tuodaan jatkuvasti uutta lunta siten, että sulatussäiliön sisäosa on olennaisesti lumen ja sulamisveden täyt- tämä. Sulatussäiliön pohjalla olevaa lunta ja sulamisvettä lämmitetään alkusula- tusputkella ja ylä- ja alaritilän päällä olevaa lunta sulatetaan lämmitetyllä sulatus- vedellä. Ylimääräistä sulamisvettä poistuu jatkuvasti ylivuotoputken kautta sade- — vesiviemäriin. Kun käsiteltävä lumi loppuu, laitteisto voidaan pysäyttää ja sulamis- säiliössä oleva sulamisvesi laskea tyhjennysventtiilin kautta sadevesiviemäriin. Kuvissa 1 ja 2 esitetty laitteisto on järjestetty kuorma-autolla liikuteltavan kontin muotoon. Laitteistosta voidaan rakentaa myös kiinteästi paikalleen rakennettavia suoritusmuotoja. Kiinteästi asennettavassa laitteistossa voi olla sulatussäiliö, joka — voidaan upottaa ainakin osittain maaperään. Maaperään upotettavassa sulatussäi- N liöissä voi olla maan pinnalle ulottuva täyttöaukko, joka on suljettu avattavalla kan- N nella. Maaperään upotettuun sulatussäiliöön voidaan johtaa kesäaikaan sadevettä, <Q jolloin sulatussäiliö voi toimia sadeveden välivarastona ja kasteluvesisäiliönä. Su- N latussäiliöstä sadevesi voidaan johtaa suodattimien läpi sädevesiviemäriin. Kiinte- E 30 — än laitteiston sulatussäiliö voidaan rakentaa myös olennaisesti kokonaan maan o pinnan yläpuolelle, esimerkiksi asfaltoidun kentän tai betonisen laatan päälle. S Maan pinnalla rakennettavan sulatussäiliön seinät voidaan rakentaa tunnettua ra- 2 kennustekniikkaa käyttäen esimerkiksi suurikokoisista harkoista. Sulatussäiliö voi- 5 daan rakentaa myös ainakin osittain kiinteistön kellaritiloihin, esimerkiksi käytöstä — poistettuun hiili- tai halkokellariin. Kiinteästi asennettavissa laitteistoissa laitteiston tekniikkatila voidaan rakentaa omaksi yksiköksi ja sijoittaa erilleen sulatussäiliöstä.

Tällainen erillinen tekniikkatila voidaan sijoittaa esimerkiksi kiinteistön kellaritiloi- hin. Laitteistoon ja erityisesti sen sulatussäiliöön kohdistuu laitteistoa käytettäessä kovaa mekaanista kuormitusta, minkä vuoksi kovalle rasitukselle joutuvat osat on syytä rakentaa kestävästä materiaalista, kuten teräksestä tai ruostumattomasta — teräksestä. Kevyemmin rasitetuissa laitteiston kohdissa voidaan käyttää myös ko- vasta muovista ja/tai komposiittimateriaaleista valmistettuja osia. Edelleen laitteisto voidaan haluttaessa toteuttaa vain yksillä sulatusvälineillä, ts. joko pelkästään ensimmäisillä sulatusvälineillä tai pelkästään toisilla sulatusväli- neillä. Edelleen on mahdollista, että ensimmäiset sulatusvälineet on järjestetty lait- — teistoon siten, että ne lämmittävät laitteiston sulatussäiliön seinämää, erityisesti pohjaa ja päätyseinien ja/tai sivuseinien alaosia. Tällöin kaukolämmön sisältämä lämpöenergia siirtyy sulatussäiliön seinämän kautta käsiteltävään lumeen, jolloin lumi sulaa sulamisvedeksi. Olennaista keksinnössä on, että lumen sulattamiseen käytettävä lämpöenergia tuotetaan kaukolämpölaitoksessa. Taloudellisesti edulli- — simpaan tulokseen päästään, kun kaukolämpölaitos on sähkön ja lämmön yhteis- tuotantoon soveltuva vastapainevoimalaitos ja lämpöenergia otetaan kaukolämpö- verkostossa virtaavasta paluuvedestä. Edellä on selostettu eräitä keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuo- toja. Keksintö ei rajoitu edellä selostettuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä aja- — tusta voidaan soveltaa eri tavoin patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.

N O

N 0 <Q ©

N

I a a

O N O O

O o

O

Claims (6)

Patenttivaatimukset

1. Menetelmä lumen käsittelemiseksi, jossa menetelmässä kerätään lunta alu- eelta, siirretään kerätty lumi sulatussäiliöön (10), sulatetaan ainakin osa sulatus- säiliöön (10) siirretystä lumesta sulamisvedeksi kaukolämpölaitoksessa tuotetulla —lämpöenergialla ja johdetaan sulamisvesi ulos sulatussäiliöstä (10), tunnettu siitä, että sulatetaan ensimmäinen osa lumesta sulamisvedeksi sulatussäiliössä (10), pumpataan sulamisvettä sulatussäiliön (10) alaosasta lämmönvaihtimeen (28), jossa sulamisvesi lämmitetään korotettuun lämpötilaan ja johdetaan lämmitetty sulamisvesi jälkisulatusputkea (42) pitkin sulatussäiliön (10) yläosaan sulatussaili- = össä (10) olevan sulamattoman lumen päälle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lunta sulate- taan kaukolämpöverkostossa virtaavan, kaukolämpölaitokseen palaavan paluuve- den sisältämällä lämpöenergialla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sula- — misvesi johdetaan sulatussäiliöstä sadevesiviemäriin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulamisve- destä poistetaan ainakin osa epäpuhtauksista ennen veden johtamista sadeve- siviemäriin.

5. — Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lumi sulatetaan kaukolämpöverkoston varrella olevassa kiinteistössä, etäisyyden päässä kaukolämpölaitoksesta.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että S lumi sulatetaan kaukolämpölaitoksen välittömässä läheisyydessä. & > 00

O

I a a

N

O

K

LO +

O

N