CN106958453B - 隧道排风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道排风系统，解决了靠近隧道底面位置的废气无法得到充分排放的问题，其技术方案要点是，隧道本体的顶部并沿其长度方向排列有若干主排风机，隧道本体的底面下方埋设有辅助风道；隧道本体的底面并于其两侧位置均开设有连通于辅助风道的排风口，辅助风道超出隧道本体的部分设有连通于外界的进风口，本发明的隧道排风系统，通过主排风机能够对位于隧道本体上方位置的废气进行排除，辅助风道作为隧道本体与外界进行空气交换的通道，使得隧道外的新鲜空气能够从进风口进入到辅助风道内，并在隧道内的气流带动下从排风口排出，由于排风口开设于隧道本体的底面，因此从排风口出来的空气能有效将靠近隧道本体底面的废气带出隧道。
Description
技术领域
本发明涉及隧道排风系统。
背景技术
随着我国高速公路的不断发展，高速公路建设不断向山区扩展，高速公路隧道越来越多、越来越长。由于隧道是一个相对封闭的区域，汽车在其中行驶时排出的废气不像在其他路段时会随自然风和交通风扩散到大气中。特别是对于距离长、交通量大的隧道，自然风和交通风对隧道内空气的置换能力差，导致汽车排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、亚硫酸气体和烟雾粉尘等有害物质会造成隧道内空气的污染。当CO质量浓度很大时，会危及人的身体；烟雾粉尘则会恶化视野，影响驾使人员的视线，给行车带来安全隐患。为解决隧道内的通风问题，通常在隧道内设有隧道通风系统，现有隧道通风系统一般采用安装于隧道顶部的风机进行通风，其能够从隧道的一个洞口直接引进新鲜空气，并将污染空气从隧道的另一洞口排出。
然而上述通风方式，是直接将整条隧道作为排风道，并且只能对隧道内靠近顶部位置的有害气体以及粉尘颗粒进行充分排放，而靠近隧道底面的有害气体无法进行充分排放，因此还存在一定的改进空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道排风系统，能够有效对靠近隧道底面的有害气体进行充分排放。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种隧道排风系统，包括隧道本体，所述隧道本体的顶部并沿其长度方向排列有若干主排风机，所述主排风机的送风方向沿着隧道本体的长度方向，所述隧道本体的底面下方埋设有辅助风道，所述辅助风道沿着隧道本体的长度方向设置并与隧道本体等宽；所述隧道本体的底面并于其两侧位置均开设有连通于辅助风道的排风口，每侧的排风口均设有若干，若干排风口沿着隧道本体的长度方向排列；所述辅助风道的两端分别超出隧道本体的两端，所述辅助风道超出隧道本体的部分开设有连通于外界的进风口。
采用上述方案，通过主排风机能够对位于隧道本体上方位置的废气进行排除，位于隧道本体上方位置的气体能够在主排风机的推动下进行接力式传递，从而能够在气压作用下带动隧道本体下方位置的气体一起流动，辅助风道作为隧道本体与外界进行空气交换的通道，使得隧道外的新鲜空气能够从进风口进入到辅助风道内，并在隧道本体内的气流带动下从排风口排出，由于排风口开设于隧道本体的底面，因此从排风口出来的新鲜空气能够有效将靠近隧道本体底面的废气带出隧道，使得整个排风系统的排风效果更佳；通过将排风口以及进风口全都分为两组，并分别设置于隧道本体内的两侧位置，能够有效避免车辆的碾压，从而延长了使用寿命。
作为优选，所述排风口内设置有排风叶片，所述排风叶片沿着主排风机的送风方向并向上倾斜；所述进风口内设置有进风叶片，所述进风叶片沿着主排风机的送风方向并向下倾斜。
采用上述方案，进风叶片能够有效控制外界空气通过进风口进入到辅助风道时的角度，排风叶片能够有效控制气流通过排风口从辅助风道内出来的角度，以使气流既能向上流动至隧道本体的底面上方，又能沿着隧道本体的长度方向流动，以快速带走靠近隧道本体底面位置的废气，进一步提升排风系统的排风效果。
作为优选，所述排风叶片枢接于排风口内并且转动平面与主排风机的送风方向一致；所述进风叶片枢接于进风口内并且转动平面与主排风机的送风方向一致。
采用上述方案，使得排风叶片与进风叶片能够分别在排风口与进风口内进行翻转，既能改变排出以及进入到辅助风道的空气流向，又能分别将排风口与进风口封住，以减少杂物进入。
作为优选，所述排风口的下方设置有辅助排风机，所述辅助排风机的倾斜角度与其对应的排风叶片一致，并且所述辅助排风机的送风方向朝向排风口。
作为优选，所述进风口的下方设置有辅助进风机，所述辅助进风机的倾斜角度与其对应的进风叶片一致，并且所述辅助进风机的吸风方向朝向进风口。
采用上述方案，通过辅助排风机能够为辅助风道内的空气提供更多动力，以使气体能够更快地通过排风口排出，通过辅助进风机能够使外界空气更快地进入到辅助风道内；辅助排风机以及辅助进风机的角度设置，使得气体的流动能够更加高效。
作为优选，还包括用于控制排风叶片进行角度变换的第一转向电机、用于控制进风叶片进行角度变换的第二转向电机、用于控制辅助排风机进行角度变换的第三转向电机以及用于控制辅助进风机进行角度变换的第四转向电机。
采用上述方案，通过第一转向电机、第二转向电机、第三转向电机以及第四转向电机，能够分别控制排风叶片、进风叶片、辅助排风机以及辅助进风机进行相应的角度变换，使得控制能够更加高效。
作为优选，还包括设置于隧道本体内的气体浓度传感器、烟雾浓度传感器以及控制器，所述气体浓度传感器用于检测隧道本体内对应废气的浓度变化以输出相应的气体检测信号，所述烟雾浓度传感器用于检测隧道本体内的烟雾浓度以输出相应的烟雾检测信号，所述控制器耦接于气体浓度传感器与烟雾浓度传感器以分别接收气体检测信号与烟雾检测信号并输出相应的控制信号，所述主排风机、第一转向电机、第二转向电机、第三转向电机以及第四转向电机均受控于控制器；所述控制器具有一气体浓度基准值和烟雾浓度基准值；
当气体浓度传感器检测到隧道本体内的废气浓度高于气体浓度基准值或者烟雾浓度传感器检测到隧道本体内的烟雾浓度高于烟雾浓度基准值时，所述控制器控制主排风机、辅助排风机和辅助进风机运行，同时控制第一转向电机、第二转向电机、第三转向电机以及第四转向电机运行，以将排风叶片、进风叶片、辅助排风机以及辅助进风机的倾斜角度调整至45°；
反之，所述控制器控制主排风机运行，同时控制第一转向电机和第二转向电机运行，以分别将排风叶片和进风叶片的倾斜角度调整至45°。
采用上述方案，当隧道本体内的废气浓度或者烟雾浓度过高时，通过开启主排风机、辅助排风机以及辅助进风机，能够通过辅助风道对隧道本体内上下位置的废气进行充分排放，而将排风叶片、进风叶片、辅助排风机以及辅助进风机的倾斜角度全都设置为45°，能够使辅助排风机的排风效率以及辅助进风机的进风效率达到最大化；当隧道本体内的废气浓度或者烟雾浓度低于相应的基准值时，控制器只控制主排风机运行，并将排风叶片与进风叶片的倾斜角度调整至45°，以使辅助风道内的空气能够在隧道本体上方位置的气流带动下而通过排风口进入到隧道本体内，以将隧道本体上靠近底面的气体排出，从而节省电能。
作为优选，所述控制器上还耦接有用于检测是否有车辆经过以输出车辆检测信号的车辆检测器，所述车辆检测器埋设于地面并与隧道本体的进口保持有间隔；
当车辆检测器检测到有车辆经过时，所述控制器控制主排风机、辅助排风机和辅助进风机运行，同时控制第一转向电机、第二转向电机、第三转向电机以及第四转向电机运行，以将排风叶片、进风叶片、辅助排风机以及辅助进风机的倾斜角度调整至45°。
采用上述方案，通过车辆检测器能够有效监测隧道本体的进口前方是否有车辆经过，若检测到有车辆经过，则控制器能够控制主排风机、辅助排风机以及辅助进风机启动，同时通过第一转向电机以及第二转向电机将排风叶片与进风叶片的角度调至45度，以使隧道本体内的废气能够预先进行充分排放，避免车辆排出的废气在隧道本体内聚积。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过主排风机能够对位于隧道本体上方位置的废气进行排除，位于隧道本体上方位置的气体能够在主排风机的推动下进行接力式传递，从而能够在气压作用下带动隧道本体下方位置的气体一起流动，辅助风道作为隧道本体与外界进行空气交换的通道，使得隧道外的新鲜空气能够从进风口进入到辅助风道内，并在隧道本体内的气流带动下从排风口排出，由于排风口开设于隧道本体的底面，因此从排风口出来的新鲜空气能够有效将靠近隧道本体底面的废气带出隧道，使得整个排风系统的排风效果更佳；通过将排风口以及进风口全都分为两组，并分别设置于隧道本体内的两侧位置，能够有效避免车辆的碾压，从而延长了使用寿命。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图一；
图2为本实施例的系统框图；
图3为本实施例的结构示意图二。
图中：1、隧道本体；2、主排风机；3、辅助风道；4、排风口；5、进风口；6、排风叶片；7、进风叶片；8、辅助排风机；9、辅助进风机；10、第一转向电机；11、第二转向电机；12、第三转向电机；13、第四转向电机；14、气体浓度传感器；15、烟雾浓度传感器；16、控制器；17、车辆检测器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本实施例公开的一种隧道排风系统，如图1所示，包括隧道本体1，隧道本体1的顶部并沿其长度方向排列有若干主排风机2，该主排风机2优选为隧道射流式风机。若干主排风机2呈等间隔排列，并且主排风机2的送风方向沿着隧道本体1的长度方向设置。
隧道本体1的底面下方埋设有辅助风道3，该辅助风道3沿着隧道本体1的长度方向设置并与隧道本体1等宽。隧道本体1的底面并于其两侧的位置均开设有连通于辅助风道3的排风口4，两侧的排风口4呈对称设置，并且每侧的排风口4均设有若干，每一侧的若干排风口4均沿着隧道本体1的长度方向排列。辅助风道3的两端分别超出隧道本体1的两端，辅助风道3超出隧道本体1的部分开设有连通于外界的进风口5，进风口5也对称分为两组，并分别与两组排风口4相互衔接。
排风口4内设置有排风叶片6，该排风叶片6沿着主排风机2的送风方向并向上倾斜。排风叶片6枢接于排风口4内并且转动平面与主排风机2的送风方向一致，以使其能够在排风口4内进行角度变换。排风口4的下方设置有辅助排风机8，辅助排风机8的数量与排风口4的数量相一致，并且一一对应。同时，辅助排风机8的倾斜角度与其对应的排风叶片6一致，并且辅助排风机8的送风方向朝向排风口4。
进风口5内设置有进风叶片7，该进风叶片7沿着主排风机2的送风方向并向下倾斜。进风叶片7枢接于进风口5内并且转动平面与主排风机2的送风方向一致，以使其能够在进风口5内进行角度变换。进风口5的下方设置有辅助进风机9，辅助进风机9的数量与进风口5的数量相一致，并且一一对应。同时，辅助进风机9的倾斜角度与其对应的进风叶片7一致，并且辅助进风机9的吸风方向朝向进风口5。
如图2所示，还包括用于控制排风叶片6进行角度变换的第一转向电机10、用于控制进风叶片7进行角度变换的第二转向电机11、用于控制辅助排风机8进行角度变换的第三转向电机12以及用于控制辅助进风机9进行角度变换的第四转向电机13。其中，第一转向电机10、第二转向电机11、第三转向电机12以及第四转向电机13的传动轴分别与排风叶片6、进风叶片7、辅助排风机8以及辅助进风机9的枢接点相连接，从而能够稳定地驱动受控对象进行翻转。
如图2所示，还包括设置于隧道本体1内的气体浓度传感器14、烟雾浓度传感器15以及控制器16。气体浓度传感器14用于检测隧道本体1内对应废气的浓度变化以输出相应的气体检测信号，该气体浓度传感器14主要包括一氧化碳浓度传感器、氮氧化合物浓度传感器、碳氢化合物浓度传感器以及亚硫酸气体浓度传感器14。烟雾浓度传感器15用于检测隧道本体1内的烟雾浓度以输出相应的烟雾检测信号。
控制器16可以为单片机或者PLC，其耦接于气体浓度传感器14与烟雾浓度传感器15以分别接收气体检测信号与烟雾检测信号并输出相应的控制信号。主排风机2、第一转向电机10、第二转向电机11、第三转向电机12以及第四转向电机13均受控于控制器16，控制器16具有一气体浓度基准值和烟雾浓度基准值。
如图3所示，控制器16上还耦接有用于检测是否有车辆经过以输出车辆检测信号的车辆检测器17，该车辆检测器17优选为地感。车辆检测器17埋设于地面并与隧道本体1的进口保持有间隔。
具体工作过程如下：
当气体浓度传感器14检测到隧道本体1内的废气浓度高于气体浓度基准值或者烟雾浓度传感器15检测到隧道本体1内的烟雾浓度高于烟雾浓度基准值时，控制器16控制主排风机2、辅助排风机8和辅助进风机9同时运行；同时控制第一转向电机10、第二转向电机11、第三转向电机12以及第四转向电机13运行，以将排风叶片6、进风叶片7、辅助排风机8以及辅助进风机9的倾斜角度调整至45°，从而能够同时打开排风口4与进风口5。
其中，主排风机2的运行，使得位于隧道本体1内并靠近其顶部位置的废气能够被充分地排放至隧道外。
同时，隧道本体1外的新鲜空气能够在辅助进风机9的吸力作用下，通过进风口5进入辅助风道3。由于进风叶片7以及辅助进风机9的导向作用，进入至辅助风道3内的空气能够沿着辅助风道3继续前进，并能在辅助排风机8的驱动下，通过排风口4从辅助风道3进入到隧道本体1内。由于排风叶片6的导向作用，使得从排风口4出去的气体能够沿着主排风机2的送风方向前进，以促进隧道本体1内靠近其底面位置的空气流动，从而实现靠近隧道底面位置的废气排放。
反之，若气体浓度传感器14检测到隧道本体1内的废气浓度低于气体浓度基准值，同时烟雾浓度传感器15检测到隧道本体1内的烟雾浓度低于烟雾浓度基准值时，控制器16控制主排风机2运行，而辅助排风机8以及辅助进风机9都不运行，从而节省电能。同时控制器16控制第一转向电机10和第二转向电机11运行，以分别将排风叶片6和进风叶片7的倾斜角度调整至45°。由于主排风机2能够带动隧道本体1顶部位置的气体流动，使得靠近隧道本体1底面位置的压强更小，从而使辅助风道3内的新鲜空气能够通过排风口4向上流动，同时在排风叶片6的引导作用下，能够沿着主排风机2的送风方向一起流动，以将隧道本体1内靠近其底面位置的废气排出隧道。
当车辆检测器17检测到有车辆经过时，控制器16控制主排风机2、辅助排风机8和辅助进风机9运行，同时控制第一转向电机10、第二转向电机11、第三转向电机12以及第四转向电机13运行，以将排风叶片6、进风叶片7、辅助排风机8以及辅助进风机9的倾斜角度调整至45°。使得位于隧道本体1内顶部以及底面位置的废气能够以最大速率被排放，避免隧道内的有害气体聚积在一起。
Claims (6)
1.一种隧道排风系统，包括隧道本体(1)，其特征是：所述隧道本体(1)的顶部并沿其长度方向排列有若干主排风机(2)，所述主排风机(2)的送风方向沿着隧道本体(1)的长度方向，所述隧道本体(1)的底面下方埋设有辅助风道(3)，所述辅助风道(3)沿着隧道本体(1)的长度方向设置并与隧道本体(1)等宽；所述隧道本体(1)的底面并于其两侧位置均开设有连通于辅助风道(3)的排风口(4)，每侧的排风口(4)均设有若干，若干排风口(4)沿着隧道本体(1)的长度方向排列；所述辅助风道(3)的两端分别超出隧道本体(1)的两端，所述辅助风道(3)超出隧道本体(1)的部分开设有连通于外界的进风口(5)；所述排风口(4)内设置有排风叶片(6)，所述排风叶片(6)沿着主排风机(2)的送风方向并向上倾斜；所述进风口(5)内设置有进风叶片(7)，所述进风叶片(7)沿着主排风机(2)的送风方向并向下倾斜；所述进风口(5)的下方设置有辅助进风机(9)，所述辅助进风机(9)的倾斜角度与其对应的进风叶片(7)一致，并且所述辅助进风机(9)的吸风方向朝向进风口(5)。
2.根据权利要求1所述的隧道排风系统，其特征是：所述排风叶片(6)枢接于排风口(4)内并且转动平面与主排风机(2)的送风方向一致；所述进风叶片(7)枢接于进风口(5)内并且转动平面与主排风机(2)的送风方向一致。
3.根据权利要求2所述的隧道排风系统，其特征是：所述排风口(4)的下方设置有辅助排风机(8)，所述辅助排风机(8)的倾斜角度与其对应的排风叶片(6)一致，并且所述辅助排风机(8)的送风方向朝向排风口(4)。
4.根据权利要求3所述的隧道排风系统，其特征是：还包括用于控制排风叶片(6)进行角度变换的第一转向电机(10)、用于控制进风叶片(7)进行角度变换的第二转向电机(11)、用于控制辅助排风机(8)进行角度变换的第三转向电机(12)以及用于控制辅助进风机(9)进行角度变换的第四转向电机(13)。
5.根据权利要求4所述的隧道排风系统，其特征是：还包括设置于隧道本体(1)内的气体浓度传感器(14)、烟雾浓度传感器(15)以及控制器(16)，所述气体浓度传感器(14)用于检测隧道本体(1)内对应废气的浓度变化以输出相应的气体检测信号，所述烟雾浓度传感器(15)用于检测隧道本体(1)内的烟雾浓度以输出相应的烟雾检测信号，所述控制器(16)耦接于气体浓度传感器(14)与烟雾浓度传感器(15)以分别接收气体检测信号与烟雾检测信号并输出相应的控制信号，所述主排风机(2)、第一转向电机(10)、第二转向电机(11)、第三转向电机(12)以及第四转向电机(13)均受控于控制器(16)；所述控制器(16)具有一气体浓度基准值和烟雾浓度基准值；当气体浓度传感器(14)检测到隧道本体(1)内的废气浓度高于气体浓度基准值或者烟雾浓度传感器(15)检测到隧道本体(1)内的烟雾浓度高于烟雾浓度基准值时，所述控制器(16)控制主排风机(2)、辅助排风机(8)和辅助进风机(9)运行，同时控制第一转向电机(10)、第二转向电机(11)、第三转向电机(12)以及第四转向电机(13)运行，以将排风叶片(6)、进风叶片(7)、辅助排风机(8)以及辅助进风机(9)的倾斜角度调整至45°；反之，所述控制器(16)控制主排风机(2)运行，同时控制第一转向电机(10)和第二转向电机(11)运行，以分别将排风叶片(6)和进风叶片(7)的倾斜角度调整至45°。
6.根据权利要求5所述的隧道排风系统，其特征是：所述控制器(16)上还耦接有用于检测是否有车辆经过以输出车辆检测信号的车辆检测器(17)，所述车辆检测器(17)埋设于地面并与隧道本体(1)的进口保持有间隔；
当车辆检测器(17)检测到有车辆经过时，所述控制器(16)控制主排风机(2)、辅助排风机(8)和辅助进风机(9)运行，同时控制第一转向电机(10)、第二转向电机(11)、第三转向电机(12)以及第四转向电机(13)运行，以将排风叶片(6)、进风叶片(7)、辅助排风机(8)以及辅助进风机(9)的倾斜角度调整至45°。
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Denomination of invention: Tunnel exhaust system Effective date of registration: 20230626 Granted publication date: 20190212 Pledgee: Pingyang County sub branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG XIXIN INTELLIGENT ENGINEERING CO.,LTD. Registration number: Y2023980045674 |
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Denomination of invention: Tunnel exhaust system Granted publication date: 20190212 Pledgee: Pingyang County sub branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG XIXIN INTELLIGENT ENGINEERING CO.,LTD. Registration number: Y2024980041496 |