CN105909298B - 隧道通风装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种隧道通风装置，包括：通气支管、集热器、集流管和热流风车，通气支管的一端与隧道连通，通气支管的另一端与集热器连通；集热器的一端设置有下集流箱，另一端设置有上集流箱，下集流箱与通气支管连通；集流管的下端与上集流箱连通，集流管的上端连接有热流烟囱；热流风车设置在上集流箱与热流烟囱之间，热流风车上设置有发电机和排气管叶轮，发电机的主轴与排气管叶轮的主轴连接，排气管叶轮与集流管连通。本发明的隧道通风装置不但可利用太阳能、隧道能(包括地热能和汽车排放热能)，还能够利用风力为隧道通风，不需要外接电力，可节省大量能源。

Description

隧道通风装置

技术领域

本发明涉及隧道通风设备工程领域，具体涉及一种隧道通风装置。

背景技术

现有的隧道通风装置大多是依靠外接电力驱动风机为隧道通风，这种通风方式常年累月下来耗电量巨大，提高了交通运营上上的费用支出，而且风机在隧道内接力式排风，影响隧道空气质量。对过往隧道人员健康不利。

发明内容

针对背景技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种隧道通风装置，不但可利用太阳能，还能够利用风能和隧道能为隧道通风，不需要外接电力，使隧道废气及时排出，保证隧道空气质量良好。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

本发明提出一种隧道通风装置，设置在隧道上方的山坡面上，其特征在于，包括：通气支管、集热器、集流管和热流风车，所述通气支管的一端与所述隧道连通，所述通气支管的另一端与所述集热器连通；所述集热器的一端设置有下集流箱，另一端设置有上集流箱，所述下集流箱与所述通气支管连通；所述集流管的下端与所述上集流箱连通，所述集流管的上端连接有热流烟囱；所述热流风车设置在所述上集流箱与所述热流烟囱之间，所述热流风车上设置有发电机和排气管叶轮，所述发电机的主轴与所述排气管叶轮的主轴连接，所述排气管叶轮与所述集流管连通。

根据本发明的隧道通风装置，通气支管的数量为多个，多个通气支管的一端分别接通在隧道的不同段，多个通气支管的另一端通往下集流箱，下集流箱与上集流箱之间通过集热器连接，集热器可对经过其内部的气流进行加热，使其形成上升气流，使通下集流箱内形成负压环境，进而通过通气支管抽取隧道中的气体，上集流箱与集流管连通，集流管与热流风车和热流烟囱连通，热流烟囱可将隧道中的尾气等浑浊气体排入大气，热流风车中具有发电机和排气管叶轮，排气管叶轮可利用风能抽取集流管中的气体，将其排入大气，对隧道进行通风换气，排气管叶轮在风力作用下旋转时可带动发电机进行发电，并将电力储存入蓄电池中备用，蓄电池中的电力可对隧道内进行照明，还可在无风情况下利用隧道内的热流气体驱动热流风车旋转，带动排气管叶轮旋转排气。本发明的隧道通风装置可利用太阳能、风能和隧道能对隧道进行通风换气，其太阳能和风能利用率高，排风性能可靠，不需要外接电力，可节省大量能源。

作为优选的，所述热流风车包括：立柱、风机箱和风罩桶，所述立柱的下端与所述集流管连通，所述立柱的上端设置有第一转向接头；所述风机箱为桶形结构，所述风机箱横向设置在所述第一转向接头上，所述风机箱与所述第一转向接头连通，所述第一转向接头与所述立柱连通，所述风机箱内设置有固定架，所述固定架上设置有所述旋转主轴，所述旋转主轴的一端与所述发电机的主轴连接；所述风罩桶与所述旋转主轴的另一端连接，所述风罩桶上设置有所述排气管叶轮和风力叶轮，所述风罩桶与所述风机箱的开口端连通，所述排气管叶轮与所述风罩桶连通。

根据本发明的隧道通风装置，集流管中的气体可从立柱进入风机箱，最后从风罩桶上的排气管叶轮流出，排气管叶轮和风力叶轮都可以迎风旋转，排气管叶轮在旋转过程中其管口压力比内部压力小，有利于将集流管中的气体吸入热流风车内并从排气管叶轮流入大气。排气管叶轮和风力叶轮迎风旋转带动旋转主轴，旋转主轴带动发电机的主轴转动，使发电机发电，发电机发的电可储存在蓄电池中备用，不需要外接电力。

作为优选的，所述排气管叶轮上具有多个管状风叶，所述管状风叶上设置有迎风斜面，所述迎风斜面与所述风力叶轮的偏转方向相同，所述管状风叶在其旋转平面上呈弧形。

根据本发明的隧道通风装置，为了不影响气流从管状风叶上的端口流出，管状风叶在其旋转平面上呈弧形，可使管状风叶的管口与其旋转时的切线方向相反，这样可避免气流倒灌入管状风叶中，也可利用气流排出时的反作用力推动管状风叶旋转。

作为优选的，所述风机箱的盲端的外侧设置有第一风舵，所述风机箱的盲端的内侧设置有所述电机，所述旋转主轴上还设置有导流叶轮，所述导流叶轮设置在所述风机箱的盲端与所述第一转向接头的接口之间。

根据本发明的隧道通风装置，风机箱内的旋转主轴上还设置有导流叶轮，导流叶轮可随旋转主轴旋转，导流叶轮设置在风机箱的盲端与第一转向接头之间，可将经立柱和第一转向接头流入风机箱的气体吹向风机罩内，有助于气体从风机罩上的排气管状叶轮加速流出。

作为优选的，所述风机箱的开口的边沿设置有外翻边，所述风罩桶的开口外侧的边沿设置有减速架，所述减速架上设置有转轴，所述转轴的两端分别连接有减速板和配重板，所述减速板位于所述外翻边的外侧，所述配重板与所述风罩桶之间连接有拉簧。

根据本发明的隧道通风装置，风机箱的开口与风罩桶的开口相向但不接触，风机箱的开口的边沿设置有外翻边，在风罩桶的开口的边沿设置有减速架，在减速架上装配有转轴，转轴的两端分别连接有减速板和配重板，减速板位于外翻边的外侧，配重板与风罩桶之间设置有拉簧，当风罩桶的转速超过一定速度时，配重板因离心力克服拉簧拉力向外甩开，旋转的转轴带动减速板转动，使减速板与外翻边接触并产生摩擦力，以此可降低风机罩的转动速度，防止发电机产生的电流过大。

作为优选的，所述热流烟囱的顶部设置有第二转向接头，所述第二转向接头上横向设置有导流筒，所述导流筒与所述热流烟囱连通，所述导流筒的一端设置有第二风舵，另一端设置有喇叭口。

根据本发明的隧道通风装置，在起风时，风力推动导流筒上的第二风舵，第二风舵推动导流筒，使其带动第二转向头转动，导流筒的迎风口设置有喇叭口，喇叭口可聚风，能提高导流筒内的风速，风速越高，压力越小，以此使热流烟囱与导流筒之间形成较大的负压，有利于将集流管内的气体吸出并排入大气。

作为优选的，所述集热器包括：多个集热管、透明管和反射面，每个所述集热管的两端分别与所述下集流箱连通和所述上集流箱连通，所述集热管的外壁面上覆盖有集热涂层；所述透明管围在每个所述集热管的外侧；所述反射面铺设在所述集热管的下方。

根据本发明的隧道通风装置，集热管表面的集热涂层受到阳光照射后吸热，可提高集热管的温度，这样，从通气支管中流入集热管的气流会被加热，利用热气上升原理可使装置内的气流向上流动并最终从热流风车和热流烟囱排出。透明管围在集热管的外侧，可减缓集热管在风吹下的热量损失，同时还能保护集热涂层受损，反射面可将漏过集热管之间的阳光再次反射到集热管上，提高了集热管对阳光的利用率。

作为优选的，所述透明管与所述集热管之间为非真空区，每个所述透明管的下端和上端分别与所述下集流箱和所述上集流箱连通。

根据本发明的隧道通风装置，透明管与集热管之间设置为非真空区，透明管也可以当做气流管道使用，可使集热管上的温度传递至透明管内的气体，驱动透明管内气体流动。

作为优选的，所述上集流箱的一侧设置有聚光墙，所述聚光墙上设置有凹形反射面，所述凹形反射面朝向所述上集流箱。

根据本发明的隧道通风装置，聚光墙上的凹形反射面可将射在墙上的阳光反射给上集流箱，对上集流箱进行加热，并防止热量随沿上坡向上或向下吹的山风而损失，以此提高上集流箱的温度，进而使其内部的气流被加热，有助于气流从集流管上升至热流风车和热流烟囱中排入大气，提高了本发明的通风效率。

附图说明

图1为发明的隧道通风装置的一个实施例的结构示意图；

图2为图1所示的隧道通风装置中的热流风车的结构示意图；

图3为图2中的风力叶轮的结构示意图；

图4为图2中B处的放大结构示意图；

图5为图4所示放大部位的侧向结构示意图；

图6为图1中的A处的截面结构示意图。

在图1至图6中：1通气支管；2集热器；201集热管；202透明管；203反射面；3下集流箱；4上集流箱；5集流管；6热流烟囱；601导流筒；602第二风舵；7热流风车；701立柱；702第一转向接头；703风机箱；704固定架；705旋转主轴；706风罩桶；707第一风舵；708导流叶轮；709外翻边；710减速架；711转轴；712减速板；713配重板；714拉簧；8发电机；9排气管叶轮；901管状风叶；902迎风斜面；10风力叶轮；11聚光墙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1和图2所示，本发明的实施例提供一种隧道通风装置，包括：通气支管1、集热器2、集流管5和热流风车7，所述通气支管1的一端与所述隧道连通，所述通气支管1的另一端与所述集热器2连通；所述集热器2的一端设置有下集流箱3，另一端设置有上集流箱4，所述下集流箱3与所述通气支管1连通；所述集流管5的下端与所述上集流箱4连通，所述集流管5的上端连接有热流烟囱6；所述热流风车7设置在所述上集流箱4与所述热流烟囱6之间，所述热流风车7上设置有发电机8和排气管叶轮9，所述发电机8的主轴与所述排气管叶轮9的主轴连接，所述排气管叶轮9与所述集流管5连通。

在以上实施例中，通气支管1的数量为多个，多个通气支管1的一端分别接通在隧道的不同段，多个通气支管1的另一端通往下集流箱3，下集流箱3与上集流箱4之间通过集热器2连接，集热器2一般设置在山坡的向阳面上，集热器2可对经过其内部的气流进行加热，使其形成上升气流，使通下集流箱3内形成负压环境，进而通过通气支管1抽取隧道中的气体，上集流箱4与集流管5连通，集流管5铺设在山坡上，集流管5与热流风车7和热流烟囱6连通，热流烟囱6可将隧道中的尾气等浑浊气体排入大气，热流风车7中具有发电机8和排气管叶轮9，排气管叶轮9可利用风能抽取集流管5中的气体，将其排入大气，对隧道进行通风换气，排气管叶轮9在风力作用下旋转时可带动发电机8进行发电，并将电力储存入蓄电池中备用，蓄电池中的电力可对隧道内进行照明，还可在无风情况下利用隧道内的热流气体驱动热流风车7旋转，带动排气管叶轮9旋转排气。本发明的隧道通风装置可利用太阳能、风能和隧道能(包括地热能和汽车排放热能)对隧道进行通风换气，其太阳能和风能利用率高，不需要外接电力，可节省大量能源。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，所述热流风车7包括：立柱701、风机箱702和风罩桶706，所述立柱701的下端与所述集流管5连通，所述立柱701的上端设置有第一转向接头702；所述风机箱702为桶形结构，所述风机箱702横向设置在所述第一转向接头702上，所述风机箱702与所述第一转向接头702连通，所述第一转向接头702与所述立柱701连通，所述风机箱702内设置有固定架704，所述固定架704上设置有所述旋转主轴705，所述旋转主轴705的一端与所述发电机8的主轴连接；所述风罩桶706与所述旋转主轴705的另一端连接，所述风罩桶706上设置有所述排气管叶轮9和风力叶轮10，所述风罩桶706与所述风机箱702的开口端连通，所述排气管叶轮9与所述风罩桶706连通。

在以上实施例中，集流管5中的气体可从立柱701进入风机箱702，最后从风罩桶706上的排气管叶轮9流出，排气管叶轮9和风力叶轮10都可以迎风旋转，排气管叶轮9在旋转过程中其管口压力比内部压力小，有利于将集流管5中的气体吸入热流风车7内并从排气管叶轮9流入大气。排气管叶轮9和风力叶轮10迎风旋转带动旋转主轴705，旋转主轴705带动发电机8的主轴转动，使发电机8发电，发电机8发的电可储存在蓄电池中备用，不需要外接电力。

如图3所示，所述排气管叶轮9上具有多个管状风叶901，所述管状风叶901上设置有迎风斜面902，所述迎风斜面902与所述风力叶轮10的偏转方向相同，所述管状风叶901在其旋转平面上呈弧形。

在以上实施例中，为了不影响气流从管状风叶901上的端口流出，管状风叶901在其旋转平面上呈弧形，可使管状风叶901的管口与其旋转时的切线方向相反，这样可避免气流倒灌入管状风叶901中，也可利用气流排出时的反作用力推动管状风叶901旋转。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，所述风机箱702的盲端的外侧设置有第一风舵707，所述风机箱702的盲端的内侧设置有所述电机，所述旋转主轴705上还设置有导流叶轮708，所述导流叶轮708设置在所述风机箱702的盲端与所述第一转向接头702的接口之间。

在以上实施例中，风机箱702内的旋转主轴705上还设置有导流叶轮708，导流叶轮708可随旋转主轴705旋转，导流叶轮708设置在风机箱702的盲端与第一转向接头702之间，可将经立柱701和第一转向接头702流入风机箱702的气体吹向风机罩内，有助于气体从风机罩上的排气管叶轮9加速排出。

如图4和图5所示，根据本发明的一个实施例，所述风机箱702的开口的边沿设置有外翻边709，所述风罩桶706的开口外侧的边沿设置有减速架710，所述减速架710上设置有转轴711，所述转轴711的两端分别连接有减速板712和配重板713，所述减速板712位于所述外翻边709的外侧，所述配重板713与所述风罩桶706之间连接有拉簧714。

在以上实施例中，风机箱702的开口与风罩桶706的开口相向但不接触，风机箱702的开口的边沿设置有外翻边709，在风罩桶706的开口的边沿设置有减速架710，在减速架710上装配有转轴711，转轴711的两端分别连接有减速板712和配重板713，减速板712位于外翻边709的外侧，配重板713与风罩桶706之间设置有拉簧714，当风罩桶706的转速超过一定速度时，配重板713因离心力克服拉簧714拉力向外甩开，旋转的转轴711带动减速板712转动，使减速板712与外翻边709接触并产生摩擦力，以此可降低风机罩的转动速度，防止发电机8产生的电流过大。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述热流烟囱6的顶部设置有第二转向接头，所述第二转向接头上横向设置有导流筒601，所述导流筒601与所述热流烟囱6连通，所述导流筒601的一端设置有第二风舵602，另一端设置有喇叭口。

在以上实施例中，在起风时，风力推动导流筒601上的第二风舵602，第二风舵602推动导流筒601，使其带动第二转向头转动，导流筒601的迎风口设置有喇叭口，喇叭口可聚风，能提高导流筒601内的风速，风速越高，压力越小，以此使热流烟囱6与导流筒601之间形成较大的负压，有利于将集流管5内的气体吸出并排入大气。

如图6所示，根据本发明的一个实施例，所述集热器2包括：多个集热管201、透明管202和反射面203，每个所述集热管201的两端分别与所述下集流箱3连通和所述上集流箱4连通，所述集热管201的外壁面上覆盖有集热涂层；所述透明管202围在每个所述集热管201的外侧；所述反射面203铺设在所述集热管201的下方。

在以上实施例中，集热管201表面的集热涂层受到阳光照射后吸热，可提高集热管201的温度，这样，从通气支管1中流入集热管201的气流会被加热，利用热气上升原理可使装置内的气流向上流动并最终从热流风车7和热流烟囱6排出。透明管202围在集热管201的外侧，可减缓集热管201在风吹下的热量损失，同时还能保护集热涂层受损，反射面203可将漏过集热管201之间的阳光再次反射到集热管201上，提高了集热管201对阳光的利用率。

根据本发明的一个实施例，所述透明管202与所述集热管201之间为非真空区，每个所述透明管202的下端和上端分别与所述下集流箱3和所述上集流箱4连通。

在以上实施例中，透明管202与集热管201之间设置为非真空区，透明管202也可以当做气流管道使用，可使集热管201上的温度传递至透明管202内的气体，驱动透明管202内气体流动。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述上集流箱4的一侧设置有聚光墙11，所述聚光墙11上设置有凹形反射面203，所述凹形反射面203朝向所述上集流箱4。

在以上实施例中，聚光墙11上的凹形反射面203可将射在墙上的阳光反射给上集流箱4，对上集流箱4进行加热，并防止热量随沿山坡向上或向下吹的山风而损失，以此提高上集流箱4的温度，进而使其内部的气流被加热，有助于气流从集流管5上升至热流风车7和热流烟囱6中排入大气，提高了本发明的通风效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种隧道通风装置，设置在隧道上方的山坡面上，其特征在于，包括：

通气支管(1)，所述通气支管(1)的一端与所述隧道连通，所述通气支管(1)的另一端与集热器(2)连通；

所述集热器(2)，其一端设置有下集流箱(3)，另一端设置有上集流箱(4)，所述下集流箱(3)与所述通气支管(1)连通；

集流管(5)，所述集流管(5)的下端与所述上集流箱(4)连通，所述集流管(5)的上端连接有热流烟囱(6)；

热流风车(7)，所述热流风车(7)设置在所述上集流箱(4)与所述热流烟囱(6)之间，所述热流风车(7)上设置有发电机(8)和排气管叶轮(9)，所述发电机(8)的主轴与所述排气管叶轮(9)的主轴连接，所述排气管叶轮(9)与所述集流管(5)连通；

所述热流风车(7)包括：

立柱(701)，所述立柱(701)的下端与所述集流管(5)连通，所述立柱(701)的上端设置有第一转向接头(702)；

风机箱(703)，所述风机箱(703)为桶形结构，所述风机箱(703)横向设置在所述第一转向接头(702)上，所述风机箱(703)与所述第一转向接头(702)连通，所述第一转向接头(702)与所述立柱(701)连通，所述风机箱(703)内设置有固定架(704)，所述固定架(704)上设置有旋转主轴(705)，所述旋转主轴(705)的一端与所述发电机(8)的主轴连接；

风罩桶(706)，所述风罩桶(706)与所述旋转主轴(705)的另一端连接，所述风罩桶(706)上设置有所述排气管叶轮(9)和风力叶轮(10)，所述风罩桶(706)与所述风机箱(703)的开口端连通，所述排气管叶轮(9)与所述风罩桶(706)连通。

2.根据权利要求1所述的隧道通风装置，其特征在于，所述排气管叶轮(9)上具有多个管状风叶(901)，所述管状风叶(901)上设置有迎风斜面(902)，所述迎风斜面(902)与所述风力叶轮(10)的偏转方向相同，所述管状风叶(901)在其旋转平面上呈弧形。

3.根据权利要求2所述的隧道通风装置，其特征在于，所述风机箱(703)的盲端的外侧设置有第一风舵(707)，所述风机箱(703)的盲端的内侧设置有所述电机(8)，所述旋转主轴(705)上还设置有导流叶轮(708)，所述导流叶轮(708)设置在所述风机箱(703)的盲端与所述第一转向接头(702)的接口之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的隧道通风装置，其特征在于，所述风机箱(703)的开口的边沿设置有外翻边(709)，所述风罩桶(706)的开口外侧的边沿设置有减速架(710)，所述减速架(710)上设置有转轴(711)，所述转轴(711)的两端分别连接有减速板(712)和配重板(713)，所述减速板(712)位于所述外翻边(709)的外侧，所述配重板(713)与所述风罩桶(706)之间连接有拉簧(714)。

5.根据权利要求1所述的隧道通风装置，其特征在于，所述热流烟囱(6)的顶部设置有第二转向接头，所述第二转向接头上横向设置有导流筒(601)，所述导流筒(601)与所述热流烟囱(6)连通，所述导流筒(601)的一端设置有第二风舵(602)，另一端设置有喇叭口。

6.根据权利要求1所述的隧道通风装置，其特征在于，所述集热器(2)包括：

多个集热管(201)，每个所述集热管(201)的两端分别与所述下集流箱(3)连通和所述上集流箱(4)连通，所述集热管(201)的外壁面上覆盖有集热涂层；

透明管(202)，所述透明管(202)围在每个所述集热管(201)的外侧；

反射面(203)，所述反射面(203)铺设在所述集热管(201)的下方。

7.根据权利要求6所述的隧道通风装置，其特征在于，所述透明管(202)与所述集热管(201)之间为非真空区，每个所述透明管(202)的下端和上端分别与所述下集流箱(3)和所述上集流箱(4)连通。

8.根据权利要求1、6、7中任一项所述的隧道通风装置，其特征在于，所述上集流箱(4)的一侧设置有聚光墙(11)，所述聚光墙(11)上设置有凹形反射面，所述凹形反射面朝向所述上集流箱(4)。