CN103953166B - 一种平屋面逐级诱导吹雪装置 - Google Patents

Abstract

一种平屋面逐级诱导吹雪装置，它涉及一种除雪装置，以解决现有机械除雪存在设备复杂，维修不便、电加热融雪存在耗能大，成本高、高压水枪法存在水压要求高以及吹雪机法存在气流速度过大，作用范围小，能耗大的问题，它包括风机、金属导风管、直流电源、电阻丝、四个雪量传感器、至少一个第二配风管、至少两个第一配风管、多个第一喷嘴和多个第二喷嘴；至少一个第二配风管与至少两个第一配风管并列布置在平屋的屋顶内，风机的出口端与至少一个第二配风管和至少两个第一配风管连通，每个第一配风管的管壁上并排安装有多个第一喷嘴，至少一个第二配风管的管壁上并排安装有多个第二喷嘴，雪量传感器与风机电连接。本发明用于平屋面除雪。

Description

一种平屋面逐级诱导吹雪装置

技术领域

本发明涉及一种除雪装置，具体涉及一种平屋面逐级诱导吹雪装置。

背景技术

目前，平屋面除雪方法有很多，但都因为存在难以克服的问题，并不具有实用性。例如，机械除雪会对屋面造成一定损害，而且设备复杂，维修不便；电加热融雪耗能巨大，除雪成本高，不经济；人工除雪费事、费力，而且还具有一定的危险性；使用融雪剂会严重腐蚀屋面，破坏屋面；高压水枪对水压要求高，普通建筑供水难以满足其压力要求，故不具实用性。除此之外，目前兴起一种利用吹雪机的超高速气流来除雪，然而由于布置不合理，导致气流速度很大，达到几十米每秒，有的甚至高达一百多米每秒，能耗巨大，而且作用范围很小，除雪效果并不理想。

发明内容

本发明为解决现有机械除雪存在设备复杂，维修不便、电加热融雪存在耗能大，成本高、高压水枪法存在水压要求高以及吹雪机法存在气流速度过大，作用范围小，能耗大的问题，进而提供一种平屋面逐级诱导吹雪装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种平屋面逐级诱导吹雪装置包括风机、金属导风管、直流电源、电阻丝、四个雪量传感器、至少一个第二配风管、至少两个第一配风管、多个第一喷嘴和多个第二喷嘴；金属导风管的一端与至少一个第二配风管和至少两个第一配风管连通，金属导风管的另一端与风机的出口端连通，金属导风管内缠绕有电阻丝，电阻丝与直流电源电连接；

至少一个第二配风管与至少两个第一配风管并列布置在平屋的屋顶内，风机的出口端与至少一个第二配风管和至少两个第一配风管连通，每个第一配风管的管壁上并排安装有多个第一喷嘴，第一喷嘴的喷射通道由进口至出口逐渐缩小，第一喷嘴的出口端高出平屋的屋顶面，第一喷嘴的轴向与第一配风管的长度方向垂直，至少一个第二配风管的管壁上并排安装有多个第二喷嘴，第二喷嘴的喷射通道由进口至出口逐渐缩小，第二喷嘴的出口端高出平屋的屋顶面，第二喷嘴的轴向与第二配风管的长度方向平行，四个雪量传感器分别安装在平屋的屋顶面四个拐角处的第一喷嘴和第二喷嘴处，雪量传感器与风机电连接。

本发明的有益效果是：本发明通过雪量传感器测量积雪的厚度，进而控制风机的启动，通过布置第一喷嘴和第二喷嘴的位置及喷口方向控制雪流的走向，采用诱导空气流动，使屋面的积雪从一个较小的范围吹落屋面，最大程度的减小吹落屋面的积雪对路面造成的影响。一、利用雪量传感器来控制风机的运行，可以大大提高除雪的自动化程度，省去了人为的开启，从而节省了人力，并减少了风机的运行时间，使其周期性运行，降低了风机的运行能耗；二、第一配风管和第二配风管布置于平屋的屋顶面内，可以显著减少屋面风力吹雪的障碍，对于风力吹雪而言更加畅通，减少了除雪死角的出现，从而可以大大提高除雪的效果；三、通过合理的布置第一喷嘴和第二喷嘴的位置及喷向，可更好的实现除雪效果，除雪高效快捷，从而可以适当降低气流的速度，降低能耗，能耗相比电加热融雪减少了70％-90％，能耗相比吹雪机法降低了35％-50％；四、通过合理的布置第二喷嘴的位置及喷向，可以更好的控制雪流的走向，限制积雪下落的区域，从而减小了因大量积雪下落对路面或地面造成的影响；五、本发明不仅可以除雪，还可以除去屋面上的灰尘和垃圾，本发明结构简单，运行可靠稳定，维修方便；六、该装置为逐级吹雪，通过逐级输送积雪，可以显著降低最上级、中级喷口的风速，进而降低风机能耗；七、四个雪量传感器采用或运算控制风机启停，可以避免因自然风产生的积雪漂移造成的屋面积雪不均匀，影响雪量传感器控制风机开启的及时性；八、由于交流电源能够产生交变的磁场，在加热设备周围的金属构件中产生涡流损耗，消耗掉一定的能量。使用直流电源可以避免这部分的能量消耗，进而实现节能。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的俯视图，图3是图1的侧视图，图4是图3的中第一喷嘴和第二喷嘴布置结构俯视示意图(虚线为喷射风流向)。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图4说明，本实施方式的一种平屋面逐级诱导吹雪装置包括风机1、金属导风管2、直流电源11、电阻丝13、至少一个第二配风管3、至少两个第一配风管7、多个第一喷嘴5、多个第二喷嘴8和四个雪量传感器9；金属导风管2的一端与至少一个第二配风管3和至少两个第一配风管7连通，金属导风管2的另一端与风机1的出口端连通，金属导风管2内缠绕有电阻丝13，电阻丝13与直流电源11电连接；

至少一个第二配风管3与至少两个第一配风管7并列布置在平屋4的屋顶内，风机1的出口端与至少一个第二配风管3和至少两个第一配风管7连通，每个第一配风管7的管壁上并排安装有多个第一喷嘴5，第一喷嘴5的喷射通道由进口至出口逐渐缩小，第一喷嘴5的出口端高出平屋4的屋顶面，第一喷嘴5的轴向与第一配风管7的长度方向垂直，至少一个第二配风管3的管壁上并排安装有多个第二喷嘴8，第二喷嘴8的喷射通道由进口至出口逐渐缩小，第二喷嘴8的出口端高出平屋4的屋顶面，第二喷嘴8的轴向与第二配风管3的长度方向平行，四个雪量传感器9分别安装在平屋4的屋顶面四个拐角处的第一喷嘴5和第二喷嘴8处，雪量传感器9与风机1电连接。

本实施方式的第一喷嘴的中部加工有喷射通道，第二喷嘴的中部加工有喷射通道。本实施方式的金属导风管能耐电阻丝的高温加热。本实施方式的电阻丝13与直流电源11通过导线12连接。

本实施方式的雪量传感器既可以使用测量积雪厚度的超声波传感器也可以选择测量重量的称重传感器。电阻丝材料可选用为铁铬铝电热合金丝，具有电阻率高、电阻温度系数小、使用温度高、价格低廉的特点。导电线导体材料使用铜芯，绝缘材料为交联聚乙烯。

配风管和导风管材料为镀锌铁，配风管之间连接采用角钢法兰连接，配风管在套入角钢法兰框后，应将风管端面翻边，并用铆钉铆接，配风管的翻边应平整、紧贴法兰、宽度均匀；咬缝及四角处应无开裂与孔洞；铆接应牢固，无脱铆和漏铆，在咬口缝、铆钉缝、法兰翻边四角等缝隙处涂上密封胶。对于风管矩形弯头，应采用四面单独粘贴，侧立面压上下底面的方式。对于两节配风管的法兰连接处，采用增加腰带的方式保温，腰带宽度以100mm为宜，粘贴牢固后按压平整。

风机为大流量小风压的离心式风机，在满足吹雪需要的大风量的同时，又保持较小的风压，可以显著降低风机的功率，实现节能运行。

应根据风机具体的摆放位置挖好基础坑，将风机基础框架放置在基础坑内，然后采用混凝土浇筑风机基础，使用地脚螺栓将风机固定在基础上。在支脚支撑下加垫铁，垫铁接触面的加工精度应达到要求，粗糙度应不低于12.5μm；每个地脚螺栓至少有一组垫铁，垫铁组应放在靠近地脚螺栓和基础主要受理部位下方，相邻垫铁组间的距离宜为500-1000mm。

具体实施方式二：结合图4说明，本实施方式的每个所述第一喷嘴5由同轴设置并制成一体的第一喷体5-1和第二喷体5-2组成，第一喷体5-1为中空的圆柱体，第二喷体5-2为中空的圆台，第二喷体5-2的大直径端面与第一喷体5-1的底面重合，第一喷体5-1与第一配风管7连通。如此设置，加工制造方便，使用方便可靠，本实施方式的通道可为圆锥形或圆柱形与圆锥形的组合。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4说明，本实施方式的每个所述第二喷嘴8由同轴设置并制成一体的第三喷体8-1和第四喷体8-2组成，第三喷体8-1为中空的圆柱体，第四喷体8-2为中空的圆台，第四喷体8-2的大直径端面与第三喷体8-1的底面重合，第三喷体8-1与第二配风管3连通。如此设置，加工制造方便，使用方便可靠，本实施方式的通道可为圆锥形或圆柱形与圆锥形的组合。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图3说明，本实施方式所述装置还包括多个第一配风管弯头6，每个第一配风管7的管壁上安装有一个第一配风管弯头6，每个第一配风管弯头6上安装有一个第一喷嘴5。如此设置，便于第一喷嘴的安装，方便除雪的实际需要。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图3说明，本实施方式所述装置还包括多个第二配风管接头10，每个第二配风管3的管壁上安装有一个第二配风管接头10，每个第二配风管接头10上安装有一个第二喷嘴8。如此设置，便于第二喷嘴的安装，方便除雪的实际需要。其它与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图1说明，本实施方式所述装置还包括保温层14，至少一个第二配风管3与至少两个第一配风管7的外表面包覆有保温层14。如此设置，当室外环境温度较高，积雪一部分融化导致粘性增加，单纯用冷风难以快速吹动积雪，此时启动加热装置加热冷风。保温层的设置避免了配风管内热量的散失。本实施方式的第一喷嘴和第二喷嘴分别穿过保温层，第一喷嘴和第二喷嘴的出口端高出平屋的屋顶面。配风管可采用橡塑保温，外形美观、工序简便，可有效降低施工成本，保温效果良好。采用钉贴法，绝热钉采用铁质绝热钉或塑料绝热钉，施工时，先用粘接剂贴在风管表面上，矩形风管绝热钉分布均匀，数量为底面为每平方米16只，侧面为每平方米10只，顶面为每平方米8只，绝热钉要粘贴牢固，分布采用梅花形。风管法兰部位的绝热层的厚度，不应低于风管绝热层的0.8倍。由于屋面风管布置与平屋面下面，故风管保温层外应再加一层保护层。保护层采用铝片外壳，外壳的搭接处采用拉铆固定，搭接缝要密封胶密封，纵向缝采用咬口连接或搭接，搭接缝或咬口缝尽量布置在侧面。横向搭接缝宜采用凸鼓形。其它与具体实施方式五相同。

工作过程

风机1平时处于断电状态，当雪量传感器9检测的雪量或雪深达到风机开启的条件时，风机1通电开始运行(采用现有技术的控制器将雪量传感器和风机连接在一起)，环境中的冷空气在风机1的抽吸下进入导风管2，并通过导风管2被输送到第一配风管7和第二配风管3内，风通过第一配风管7所连接的通道逐渐缩小的第一喷嘴被减压增速后高速喷出(如图4中虚线区域)，利用其强大的动量将整个屋面的积雪集中吹至平屋面的一侧，然后通过第二配风管3所连接的通道逐渐缩小的第二喷嘴喷出的高速气流，将集中于一侧的积雪输送到平屋的屋顶面的一个较小的区域，被吹动的积雪集中从此处吹落至指定的区域。当室外环境温度较高，积雪一部分融化导致粘性增加，单纯用冷风难以快速吹动积雪，此时，开启直流电源11，使电阻丝13通电，加热风机排出的空气，改用热风吹动积雪。在整个除雪过程中，通过雪量传感器9的控制，风机1是间歇运行的，这样可以大大减少风机运行能耗。

Claims (6)

1.一种平屋面逐级诱导吹雪装置，其特征在于：它包括风机(1)、金属导风管(2)、直流电源(11)、电阻丝(13)、四个雪量传感器(9)、至少一个第二配风管(3)、至少两个第一配风管(7)、多个第一喷嘴(5)和多个第二喷嘴(8)；金属导风管(2)的一端与至少一个第二配风管(3)和至少两个第一配风管(7)连通，金属导风管(2)的另一端与风机(1)的出口端连通，金属导风管(2)内缠绕有电阻丝(13)，电阻丝(13)与直流电源(11)电连接；至少一个第二配风管(3)与至少两个第一配风管(7)并列布置在平屋(4)的屋顶内，风机(1)的出口端与至少一个第二配风管(3)和至少两个第一配风管(7)连通，每个第一配风管(7)的管壁上并排安装有多个第一喷嘴(5)，第一喷嘴(5)的喷射通道由进口至出口逐渐缩小，第一喷嘴(5)的出口端高出平屋(4)的屋顶面，第一喷嘴(5)的轴向与第一配风管(7)的长度方向垂直，至少一个第二配风管(3)的管壁上并排安装有多个第二喷嘴(8)，第二喷嘴(8)的喷射通道由进口至出口逐渐缩小，第二喷嘴(8)的出口端高出平屋(4)的屋顶面，第二喷嘴(8)的轴向与第二配风管(3)的长度方向平行，四个雪量传感器(9)分别安装在平屋(4)的屋顶面四个拐角处的第一喷嘴(5)和第二喷嘴(8)处，雪量传感器(9)与风机(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种平屋面逐级诱导吹雪装置，其特征在于：每个所述第一喷嘴(5)由同轴设置并制成一体的第一喷体(5-1)和第二喷体(5-2)组成，第一喷体(5-1)为中空的圆柱体，第二喷体(5-2)为中空的圆台，第二喷体(5-2)的大直径端面与第一喷体(5-1)的底面重合，第一喷体(5-1)与第一配风管(7)连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种平屋面逐级诱导吹雪装置，其特征在于：每个所述第二喷嘴(8)由同轴设置并制成一体的第三喷体(8-1)和第四喷体(8-2)组成，第三喷体(8-1)为中空的圆柱体，第四喷体(8-2)为中空的圆台，第四喷体(8-2)的大直径端面与第三喷体(8-1)的底面重合，第三喷体(8-1)与第二配风管(3)连通。

4.根据权利要求3所述的一种平屋面逐级诱导吹雪装置，其特征在于：所述装置还包括多个第一配风管弯头(6)，每个第一配风管(7)的管壁上安装有一个第一配风管弯头(6)，每个第一配风管弯头(6)上安装有一个第一喷嘴(5)。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种平屋面逐级诱导吹雪装置，其特征在于：所述装置还包括多个第二配风管接头(10)，每个第二配风管(3)的管壁上安装有一个第二配风管接头(10)，每个第二配风管接头(10)上安装有一个第二喷嘴(8)。

6.根据权利要求5所述的一种平屋面逐级诱导吹雪装置，其特征在于：所述装置还包括保温层(14)，至少一个第二配风管(3)与至少两个第一配风管(7)的外表面包覆有保温层(14)。