CN1594836A - 一种保持高原隧道热稳定的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保持高原隧道热稳定的装置包括隔热装置、循环对流装置、温度调节装置。采用了隔热板隔热，能够有效地减少高原隧道内过热或过冷的温度向隧道壁扩散；还能通过循环对流装置和温度调节装置，及时吸收或补充热量，从而保持高原隧道侧壁和顶壁的热稳定；根据隧道内不同地段的具体情况，可以用隔热板隔出多个封闭的温度调节空间，这样更便于实施和应用。因此，本发明能有效地保护高原隧道的安全。
Description
本发明涉及一种用于保持高原隧道热稳定的装置，尤其具有隔热装置、循环对流装置、温度调节装置的保持高原隧道热稳定的装置。
在世界许多地方，包括我国的青藏高原，穿过冻土地段的高原隧道都会或多或少受到热量的不利影响。不论是高原铁路隧道、高原公路隧道还是其它高原隧道或洞涵，它们的侧壁和顶壁之外的山体都是由多年冻土构成。这些多年冻土在穿过隧道的风、车辆、人、蓄、照明灯等的温度影响下，体积就会发生膨胀或收缩。冻土体积发生膨胀或收缩的情况随着季节气候的变化反复交替地出现，使得隧道的侧壁和顶壁出现波浪形高低起伏，甚至开裂、垮塌，严重危害高原隧道和过往车辆行人的安全。
经检索，目前还没有现成的保持高原隧道热稳定的技术。刚刚建设好的青藏铁路风火山隧道是世界上海拔最高、冻土区最长的高原永久性冻土隧道，全部位于永冻层以内。中科院西北科学院、铁道部、中铁二十局进行了大量试验性研究，确定了“随开挖、随支护、早封闭、快衬砌”的原则，在围岩外形成保护层，并及时实施隔热层作业，减少洞内温度向周边围岩扩散而增大融化圈。但是，这项技术不能完全隔断洞内温度向周边围岩扩散，也不能将向周边围岩扩散的热量吸收并排出隧道外，因而无法长期保持高原隧道的热稳定。因此，如何保持高原隧道的热稳定，保护高原隧道和过往车辆行人的安全，是当前面临的重要任务。
本发明的目的就是为了提供一种结构简单、实施容易、维护方便的保持高原隧道热稳定的装置。通过采用具有隔热和调温结构的装置，保持高原隧道热稳定，从而保护高原隧道和过往车辆行人的安全。
为了达到上述目的，本发明提供的保持高原隧道热稳定的装置包括隔热装置、循环对流装置、温度调节装置：隔热装置由隔热板通过联接构成，一方面将隧道洞内与隧道侧壁和顶壁隔开，另一方面形成一个封闭的温度调节空间；循环导热装置由风扇组成，安置在封闭的温度调节空间内，用以促进温度调节空间内空气或其它工作介质的对流；温度调节装置包括压缩机、热交换器、控制阀、减压器、测温器、控制器等部分，与普通空调机的结构类似，用于稳定温度调节空间内空气或其它工作介质的温度。当本发明工作时，隔热装置能够有效地减少高原隧道洞内过热或过冷的温度向隧道壁扩散，而对于少量透过隔热装置进入温度调节空间过热或过冷的温度，通过循环对流装置和温度调节装置，及时吸收或补充热量，从而保持高原隧道侧壁和顶壁的热稳定，保护高原隧道安全。
为使本发明适合于应用，隔热装置的一种形式是由隔热板与隧道内壁，包括侧壁和顶壁共同构成封闭的温度调节空间，另一种形式是由两层或两层以上的隔热板构成封闭的温度调节空间，其中的最外层紧贴隧道内壁，最内层与隧道洞内空气接触；根据隧道内不同地段的具体情况，可以用隔热板隔出多个封闭的温度调节空间，而这些封闭的温度调节空间可以有各自的循环对流装置，也可以共同使用温度调节装置；隔热板的材料可以是玻璃、塑料、陶瓷、木料等等；构成封闭的温度调节空间最下端的部分，可以是隧道侧壁和隔热装置埋入路基外边沿而夹入的冻土，也可以是隔热板。温度调节装置可以安置在高原隧道内的任何部位外边，但最好安置在高原隧道外边，以利于散热。
为进一步使本发明适合于应用，隔热板的层数为：1层～50层；构成封闭的温度调节空间的层数为：1层～50层；构成封闭的温度调节空间的个数为：1个～3,000个；风扇的数量为：1个～5,000个；温度调节装置的数量为：1个～3,000个。
本发明具有显著的优点：采用了隔热板隔热，能够有效地减少高原隧道内过热或过冷的温度向隧道壁扩散；还能通过循环对流装置和温度调节装置，及时吸收或补充热量，从而保持高原隧道侧壁和顶壁的热稳定；根据隧道内不同地段的具体情况，可以用隔热板隔出多个封闭的温度调节空间，这样更便于实施和应用。因此，本发明能有效地保护高原隧道的安全。
本发明将结合附图作进一步的说明，请参看附图：
附图.表示本发明结构示意图。
附图所示的结构包括：隧道顶壁(1)，冻土(2)，封闭的温度调节空间(3)，隔热板(4)，隧道洞内(5)，隧道侧壁(6)，路基(7)。本发明由隔热装置、循环对流装置、温度调节装置组成：隔热装置由隔热板(4)通过联接构成，一方面将隧道洞内(5)与隧道侧壁(6)和顶壁(1)隔开，另一方面形成一个封闭的温度调节空间(3)；循环导热装置由风扇组成，安置在封闭的温度调节空间(3)内，用以促进温度调节空间内(3)空气或其它工作介质的对流；温度调节装置包括压缩机、热交换器、控制阀、减压器、测温器、控制器等部分，与普通空调机的结构类似，用于稳定温度调节空间内(3)空气或其它工作介质的温度。当本发明工作时，隔热装置能够有效地减少高原隧道洞内(5)过热或过冷的温度向隧道壁扩散，而对于少量透过隔热装置进入温度调节空间(3)过热或过冷的温度，通过循环对流装置和温度调节装置，及时吸收或补充热量，从而保持高原隧道侧壁(6)和顶壁(1)的热稳定，保护高原隧道安全。
本发明属开拓性质，其保护范围涉及上面所述的所有变化形式。当然，隔热板可以与隧道内壁平行，也可以根据具体情况改变成不同的几何形状；隔热板最内层上可以有照明灯、指示标记、广告牌、灯箱等。这些变化形式同样也落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种保持高原隧道热稳定的装置，由隔热装置、循环对流装置、温度调节装置组成。
2、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：隔热装置由隔热板(4)通过联接构成，一方面将隧道洞内(5)与隧道侧壁(6)和顶壁(1)隔开，另一方面形成一个封闭的温度调节空间(3)；循环导热装置由风扇组成，安置在封闭的温度调节空间(3)内；温度调节装置包括压缩机、热交换器、控制阀、减压器、测温器、控制器等部分。
3、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：隔热装置的一种形式是由隔热板(4)与隧道内壁，包括侧壁(6)和顶壁(1)共同构成封闭的温度调节空间(3)，另一种形式是由两层或两层以上的隔热板(4)构成封闭的温度调节空间(3)，其中的最外层紧贴隧道内壁，最内层与隧道洞内(5)空气接触。
4、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：根据隧道内不同地段的具体情况，可以用隔热板(4)隔出多个封闭的温度调节空间(3)，而这些封闭的温度调节空间(3)可以有各自的循环对流装置，也可以共同使用温度调节装置。
5、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：隔热板(4)的材料可以是玻璃、塑料、陶瓷、木料等等。
6、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：构成封闭的温度调节空间(3)最下端的部分，可以是隧道侧壁(6)和隔热装置埋入路基(7)外边沿而夹入的冻土，也可以是隔热板(4)。
7、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：温度调节装置可以安置在高原隧道内的任何部位外边，但最好安置在高原隧道外边。
8、根据权利要求1所述的保持高原隧道热稳定的装置，其特征在于：隔热板(4)的层数为：1层～50层；构成封闭的温度调节空间(3)的层数为：1层～50层；构成封闭的温度调节空间(3)的个数为：1个～3,000个；风扇的数量为：1个～5,000个；温度调节装置的数量为：1个～3,000个。
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