CN112065489A - 一种减轻污风循环的隧道通风系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种减轻污风循环的隧道通风系统，涉及道路施工的技术领域，其包括风机、通气管与空气净化系统；风机设置在隧道口外，通气管的一端与风机的出风口连通，通气管的另一端伸入隧道内且朝向掘进工作面；空气净化系统包括负离子发生器、水箱与雾化器，负离子发生器的出风口与通气管的出风口连通，雾化器固定连接在水箱的底端，水箱通过出水管与通气管连通。本申请能够提高新鲜空气的附着能力，并且新鲜空气中的水分可以溶解污浊空气中的NO2、SO2等有毒气体并与之发生反应，减少污风中有毒气体的含量；而且带有负电荷的气体可以提高小水滴的附着能力，使小水滴能够快速吸附污浊空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，提高隧道中的空气质量。

Description

一种减轻污风循环的隧道通风系统

技术领域

本申请涉及道路施工的领域，尤其是涉及一种减轻污风循环的隧道通风系统。

背景技术

随着我国铁路、公路和引水工程建设的快速发展，特长和长大隧道越来越多，为了增设开挖面实现快速施工，多数采用设置斜井辅助坑道的施工方式，通常都有多个作业面在同时施工，属于多开挖面平行施工的情况，斜井施工完成进入正洞后，多开挖面平行施工导致洞内投入的机械设备增多，产生了大量 CO、NO2、粉尘等，洞内环境污染严重。随着隧道掘进的不断深入，施工环境还会进一步恶化，成为隧道施工通风中最大的难题之一，从而施工通风成为影响此类隧道工程施工的关键因素之一。

参照图1，目前的相关技术中，大多使用压入式通风系统为隧道110内部进行通风，压入式通风系统大多包括风机210与通气管220，风机210设置在隧道110口外，通气管220的一端与风机210的出风口连通，通气管220的另一端伸入隧道110内且朝向掘进工作面111。在进行通风时风机210打开，新鲜空气经过风机210的驱动进入通气管220，在通气管220的导向下新鲜空气吹拂掘进工作面111，并使掘进工作面111处的气压大于大气压力，隧道110内的污浊空气便在新鲜空气的推动下，经工作人员施工的区域排出隧道110。

针对上述中的相关技术，发明人认为，污浊空气需经过有人工作的区域才能排出隧道，如此便污染了隧道内的空气，不利用工作人员在隧道内施工。

发明内容

为了减轻污浊空气对隧道内空气的污染，本申请提供一种减轻污风循环的隧道通风系统。

本申请提供的一种减轻污风循环的隧道通风系统采用如下的技术方案：

一种减轻污风循环的隧道通风系统，包括风机、通气管与空气净化系统；

所述风机设置在隧道口外，所述通气管的一端与所述风机的出风口连通，所述通气管的另一端伸入隧道内且朝向掘进工作面；

所述空气净化系统包括负离子发生器、水箱与雾化器，所述负离子发生器的出风口与所述通气管的出风口连通，所述雾化器固定连接在所述水箱的底端，所述水箱通过出水管与所述通气管连通。

通过采用上述技术方案，风机启动即可将隧道外的新鲜空气通入隧道中，并且空气雾化器将水箱中的水雾化，雾化后的水进入通气管中将通气管中的新鲜空气加湿，以提高新鲜空气的附着能力，湿润的新鲜空气进入隧道内后可以附着污浊空气中的粉尘，并且新鲜空气中的水分可以溶解污浊空气中的NO2、SO2等有毒气体并与之发生反应，同时负离子发生器将带有负电荷的气体通入通气管中并与湿润的新鲜空气混合，带有负电荷的气体便会附着在新鲜空气中的小水滴上，如此可以提高小水滴的附着能力，使小水滴能够快速吸附污浊空气中直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，进一步提高隧道中的空气质量，减轻了污浊空气对隧道内空气的污染；同时降低了隧道中污浊空气的排出量，降低了风机吸入从隧道中排出的污风的概率，减轻了污风的循环。

可选的，所述水箱与雾化器均设置在所述通气管远离所述风机的一端，且所述出水管与所述通气管远离所述风机的一端连通。

通过采用上述技术方案，雾化后的水在通气管的出风口处直接喷向掘进工作面，使雾化后的水不需经过通气管，降低了雾化后的水在通气管内的消耗与沉积，提高了雾化后的水的使用效率。

可选的，所述通气管远离所述风机的一端连通有导流罩，所述出水管远离所述水箱的一端连通有多个出水支管，所述出水支管沿所述导流罩的周向均布设置。

通过采用上述技术方案，将雾化后的水均匀的喷洒在导流罩的周向上，使雾化后的水可以和新鲜空气进行均匀混合，提高了雾化后的水的使用效率。

可选的，所述出水支管远离所述水箱的一端朝向所述导流罩的轴心。

通过采用上述技术方案，雾化后的水喷向导流罩的轴心后，在新鲜空气的带动下，进一步提高了雾化后的水和新鲜空气混合的均匀程度，进而提高了雾化后的水的使用效率。

可选的，所述导流罩内同轴固定连接有分散管，负离子发生器的出气管与所述分散管连通。

通过采用上述技术方案，负离子发生器将带有负离子的空气排放至导流罩的轴心处，便于新鲜空气与带有负离子的空气进行混合，进而提高带有负离子的空气的利用率。

可选的，所述分散管的内周面上固定连接有导向螺旋。

通过采用上述技术方案，带有负离子的空气你进入分散管后，在分散管中的导向螺旋的导向作用下，带有负离子的空气在分散管中产生螺旋，进而提升了带有负离子的空气的离心力，便于带有负离子的空气与新鲜空气充分混合。

可选的，所述负离子发生器设置在所述通气管远离所述风机的一端。

通过采用上述技术方案，缩短了带有负离子的空气在产生后到参与净化空气前的静置时间，降低了带有负离子的空气失去电荷的概率，提升了参与净化空气使带有负离子的空气的数量，提高了带有负离子的空气的利用率。

可选的，所述风机距离隧道洞口的距离大于30米。

通过采用上述技术方案，从隧道中排出的污风不易流通至风机处，进一步降低了风机吸入从隧道中排出的污风的概率，减轻了污风的循环。

可选的，所述风机与所述负离子发生器、雾化器电连接。

通过采用上述技术方案，在风机停止运行时，负离子发生器与雾化器均断电，降低负离子发生器与雾化器在隧道内产生电弧的概率，进而降低隧道内可燃气体发生爆燃的概率，提高了安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过空气净化系统的设置，能够提高新鲜空气的附着能力，并且新鲜空气中的水分可以溶解污浊空气中的NO2、SO2等有毒气体并与之发生反应，减少污风中有毒气体的含量；而且带有负电荷的气体可以提高小水滴的附着能力，使小水滴能够快速吸附污浊空气中直径小于等于 2.5 微米的颗粒物，提高隧道中的空气质量。

2.通过导流罩的设置，将雾化后的水均匀的喷洒在导流罩的周向上，使雾化后的水可以和新鲜空气进行均匀混合，提高了雾化后的水的使用效率。

3.通过分散管的设置，带有负离子的空气你进入分散管后，在分散管中的导向螺旋的导向作用下，带有负离子的空气在分散管中产生螺旋，进而提升了带有负离子的空气的离心力，便于带有负离子的空气与新鲜空气充分混合。

4.通过将风机、负离子发生器、雾化器进行电连接，在风机停止运行时，负离子发生器与雾化器均断电，降低负离子发生器与雾化器在隧道内产生电弧的概率，进而降低隧道内可燃气体发生爆燃的概率，提高了安全性。

附图说明

图1是相关技术的剖视示意图；

图2是本申请实施例的整体结构示意图；

图3是本申请实施例的剖视示意图；

图4是图3中A部分的放大示意图；

图5是本申请实施例中空气净化系统的局部剖视示意图；

图6是图5中B部分的放大示意。

附图标记说明：100、地面；110、隧道；111、掘进工作面；112、挂耳；113、支撑管；210、风机；211、支撑座；220、通气管；221、通气分管；222、法兰；223、吊耳；300、空气净化系统；310、负离子发生器；311、万向轮；320、水箱；321、空气泵；322、出水管；323、出水支管；330、雾化器；340、导流罩；341、分散管；342、导向螺旋；343、支撑杆。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

参照图1，目前的相关技术中，大多使用压入式通风系统为隧道110内部进行通风，压入式通风系统大多包括风机210与通气管220，风机210设置在隧道110口外，通气管220的一端与风机210的出风口连通，通气管220的另一端伸入隧道110内且朝向掘进工作面111。在进行通风时风机210打开，新鲜空气经过风机210的驱动进入通气管220，在通气管220的导向下新鲜空气吹拂掘进工作面111，并使掘进工作面111处的气压大于大气压力，隧道110内的污浊空气便在新鲜空气的推动下，经工作人员施工的区域排出隧道110，如此便污染了隧道110内的空气，不利用工作人员在隧道110内施工。

本申请实施例公开一种减轻污风循环的隧道通风系统。参照图2及图3，减轻污风循环的隧道通风系统包括用于向隧道110内供风的风机210、用于给新鲜空气导流的通气管220与用于净化空气的空气净化系统300。

参照图2及图3，其中风机210设置在隧道110口外，通气管220的一端与风机210的出风口连通，通气管220的另一端伸入隧道110内且朝向掘进工作面111；在给隧道110进行通风时，打开风机210，新鲜空气流经通气管220并吹拂掘进工作面111，隧道110内的污风在新鲜空气的压迫下被挤出隧道110，如此便可完成隧道110内空气的流通。风机210距离隧道110口的距离大于30米，如此从隧道110内排出的污风便不易再次被风机210吸入，减轻了污风的循环，提高了隧道110内的换气效率。

参照图2及图4，通气管220包括多段通气分管221，通气分管221的长度方向的两端均卡接有法兰222，相邻的两根通气分管221之间通过法兰222与螺栓固定连接在一起，如此便可随着隧道110的掘进不断增加通气管220的长度。隧道110的内壁上锚固有挂耳112，挂耳112上卡接有支撑管113，使支撑管113的长度方向与隧道110的长度方向相同，每个通气分管221上都至少卡接或者通过螺栓固定连接有两个吊环，吊环挂接在支撑管113上，如此便可以将通气分管221固定在隧道110中。

参照图2及图4，通气分管221为软管，每节通气管220均可以被弯曲，以便于拼接好的通气管220配合隧道110的曲率，由于每个通气分管221上都至少设置有两个吊环，使通气分管221不易产生弯曲，提高了通气管220的平直程度。

参照图2及图4，隧道110外的地面100上还通过地脚螺栓固定连接有支撑座211，风机210通过螺栓固定连接在支撑座211上，使风机210与通气管220保持平齐，提高通气管220的平直程度，进而减少风阻和漏风量。

参照图3及图5，空气净化系统300包括负离子发生器310、水箱320、雾化器330与导流罩340。其中负离子发生器310与水箱320可通过螺栓固定连接在一起，且负离子发生器310与水箱320均设置在通气管220远离风机210的一端。负离子发生器310与水箱320的底端面上均通过螺栓固定连接有万向轮311，如此可便于负离子发生器310与水箱320随着隧道110的施工而移动。

参照图5及图6，雾化器330通过螺栓固定连接在水箱320内的底端面上，导流罩340可通过支架和螺栓固定连接在水箱320和负离子发生器310上，或者导流罩340可通过吊环挂接在支撑管113上。导流罩340通过螺栓与法兰222与通气管220远离风机210的一端固定连接，进而使导流罩340与通气管220连通。负离子发生器310的出风口与导流罩340的内部连通，导流罩340远离通气管220的一端焊接或者螺纹连接有多个出水支管323，出水支管323沿导流罩340的周向均布设置，水箱320通过出水管322与出水支管323连通。

在风机210开启时，负离子发生器310与雾化器330也开启，此时负离子发生器310将产生带有负离子的空气，并且带有负离子的空气在离子风的作用下流动至导流罩340中。雾化器330将水箱320中的水雾化并经过出水管322与出水支管323排放至导流罩340远离通气管220的一端，如此带有负离子的空气便可以与雾化的小水滴进行混合，小水滴在进入隧道110后吸收隧道110中的NO2和SO2并与之发生反应，小水滴上附着的负离子吸引隧道110中的粉尘颗粒，并且粉尘颗粒附着在小水滴上后发生沉降，如此减少污风中有毒气体的含量，并且提高隧道110中的空气质量，便于施工人员在掘进工作面111爆破后进入隧道110进行施工，降低了污风对施工工人的危害。并且隧道110的空气中富含负离子，能够改善人体的肺部功能，非常有利于隧道110施工工人面对所处的工作环境。

参照图5及图6，导流罩340内同轴设置有分散管341，分散管341的外周面上焊接有多个支撑杆343，支撑杆343远离分散管341的一端通过螺栓固定连接在导流罩340的内周面上，负离子发生器310的出风口与分散管341靠近通气管220的一端连通。分散管341内还穿设有导向螺旋342，并且导向螺栓焊接在分散管341的内周面上，带有负离子的空气进入分散管341后便会产生螺旋，在离心力的作用下，带有负离子的空气更容易和新鲜空气充分混合。

参照图5及图6，出水支管323还设置在分散管341远离通气管220的一端，且出水支管323远离出水管322的一端朝向分散管341的轴心，出水管322远离出水管322的一端还朝向远离分散管341的一端，使出水支管323中排出的小水滴与分散管341排出的带有负离子的空气之间速度的夹角为锐角。如此便于小水滴充分与带有负离子的空气混合，提高了负离子的利用率。

参照图5及图6，为了便于小水滴的排出，水箱320内部的上端面上还可通过螺栓固定连接有空气泵321，空气泵321的进气端与水箱320内部连通，空气泵321的出气端与出水管322远离出水支管323的一端连通，以加快小水滴排出水箱320的速度。为了降低空气泵321与负离子发生器310被粉尘堵塞的概率，负离子发生器310的进气管可与通气管220连通，水箱320也与通气管220连通，并且在风机210的进气管上设置空气滤清器（图中未示出）。

在经过空气净化器的过滤后，隧道110内排出的污风中还包含有少量的CO、CH4等可燃气体，将风机210设置在距离隧道110口大于30米的位置，可以减轻风机210再次吸入可燃气体的概率，便于隧道110内可燃气体的稀释，降低了隧道110内发生瓦斯爆炸的概率。而且负离子发生器310、雾化器330、空气泵321均与风机210电连接，在风机210失电时，负离子发生器310、雾化器330与空气泵321均立刻断电。隧道110内在没有新鲜空气流入时，处于隧道110内部的电器均处于断电状态，降低了电弧的产生，进而降低了瓦斯爆炸的概率，提高了安全性。

本申请实施例一种减轻污风循环的隧道通风系统的实施原理为：

风机210将大气中的新鲜空气吸入通气管220中，并且流经导流罩340吹拂到掘进工作面111上；负离子发生器310将新鲜空气电离，使新鲜空气中带有负电荷，并将带有负电荷的新鲜空气通入分散管341；雾化器330将水箱320中的水雾化，并通过空气泵321将雾化后的水通入出水支管323，在新鲜空气流动时便会将带有负电荷的空气和带有小水滴的空气进行混合，使新鲜空气中夹杂有小水滴，并向小水滴上附着有负电荷，小水滴进入隧道110内后将隧道110中的NO2、SO2等可溶于水的有毒或者有害气体溶解，并且在负离子的作用下，隧道110中的粉尘会附着在小水滴上并且粉尘会随小水滴一同沉降，如此减少污风中有毒气体的含量，并且提高隧道110中的空气质量，便于施工人员在掘进工作面111爆破后进入隧道110进行施工，降低了污风对施工工人的危害。并且隧道110的空气中富含负离子，能够改善人体的肺部功能，非常有利于隧道110施工工人面对所处的工作环境。通过分散管341与出水支管323的设置，能够使带有负电荷的空气与小水滴混合更加均匀，提高了负电荷的利用率，节约了能源。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：包括风机（210）、通气管（220）与空气净化系统（300）；

所述风机（210）设置在隧道（110）口外，所述通气管（220）的一端与所述风机（210）的出风口连通，所述通气管（220）的另一端伸入隧道（110）内且朝向掘进工作面（111）；

所述空气净化系统（300）包括负离子发生器（310）、水箱（320）与雾化器（330），所述负离子发生器（310）的出风口与所述通气管（220）的出风口连通，所述雾化器（330）固定连接在所述水箱（320）的底端，所述水箱（320）通过出水管（322）与所述通气管（220）连通。

2.根据权利要求1所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述水箱（320）与雾化器（330）均设置在所述通气管（220）远离所述风机（210）的一端，且所述出水管（322）与所述通气管（220）远离所述风机（210）的一端连通。

3.根据权利要求1所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述通气管（220）远离所述风机（210）的一端连通有导流罩（340），所述出水管（322）远离所述水箱（320）的一端连通有多个出水支管（323），所述出水支管（323）沿所述导流罩（340）的周向均布设置。

4.根据权利要求3所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述出水支管（323）远离所述水箱（320）的一端朝向所述导流罩（340）的轴心。

5.根据权利要求1-4中任意一条所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述导流罩（340）内同轴固定连接有分散管（341），负离子发生器（310）的出气管与所述分散管（341）连通。

6.根据权利要求5所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述分散管（341）的内周面上固定连接有导向螺旋（342）。

7.根据权利要求5所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述负离子发生器（310）设置在所述通气管（220）远离所述风机（210）的一端。

8.根据权利要求1-4中任意一条所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述风机（210）距离隧道（110）洞口的距离大于30米。

9.根据权利要求1-4中任意一条所述的一种减轻污风循环的隧道通风系统，其特征在于：所述风机（210）与所述负离子发生器（310）、雾化器（330）电连接。

Images