CN203440731U - 一种组合式道路融雪化冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式道路融雪化冰装置，包括沿道路通行方向均匀埋设在道路下方的散热管道，所述的装置还包括设置在地下用于保温和沉淀热水源的蓄水沉淀池，蓄水沉淀池的海拔高度高于道路的海拔高度；蓄水沉淀池的侧壁上设置有过滤器，过滤器通过引水管道与热水源连接；所述的输水管道连接在蓄水沉淀池远离过滤器一侧的侧壁底部；在道路两侧的护栏中沿道路通行方向设置有漫水管道，漫水管道上均匀连接有用于向道路路面洒水的喷嘴，喷嘴的一端与漫水管道连接，喷嘴的另一端穿出护栏；漫水管道连接输水管道，在漫水管道和输水管道上均安装有控水阀门。本装置采用两种方式对冬季路面冰雪进行消融，具有融雪效果好、安全环保等优点。

Description

一种组合式道路融雪化冰装置

技术领域

本实用新型是涉及一种冬季利用天然温泉水或地热水通过埋管和漫排组合方式来融化公路桥梁面层积雪的环保型道路融雪化冰装置。

背景技术

我国大部分地区属于冰雪地区，冬季路（桥）面积雪冰冻是交通安全的主要因素之一。据统计，我国因道路积雪结冰造成的交通事故占冬季交通事故总量的35%以上。目前，我国山区冬季公路养护常采取以撒布融雪剂以及动用除雪机械为主的融雪措施，传统融雪措施的不足之处在于：

1.需要投入大量人力物力，长时间封闭道路交通，人工作业劳动强度大，作业效果低。

2.机械设备初期投资较大，运转和利用效率较低，除冰雪清除速度慢，可能会对路面造成破坏损伤。

3.撒布融雪剂会造成环境污染，并极易对路面材料、桥梁结构、周围环境与建筑、地下管线等造成破坏和腐蚀，降低路面桥面寿命。

4.养护成本高，经济性差。

在城市中，随着地热工程的不断发展，属可再生资源的地热水也逐渐得到广泛利用，而山区的天然温泉水也可以作为冬季路面冰雪消融的热量来源，因此，因地制宜，充分利用山区天然温泉水、地热水或城市工业中产生的热水作为热水源，进行路（桥）面融雪化冰具有成本低、无腐蚀、绿色环保的效果，对公路交通安全具有重大意义。

国内利用温泉水或地热水清除道路冰雪的尝试还很少，虽然已有提出的埋管式融雪装置解决了一些问题，提出了很多建设性的措施，具有开创性，但仍存在一些缺陷：当周围环境温度过低时，或路面冰雪过厚时，埋管式融雪装置的工作效果不佳。

发明内容

为了进一步提高融雪效率，减少路面二次结冰的隐患，降低道路通行风险，本实用新提出一种采用天然温泉水源、地热水或城市工业产生的热水作为热水源的组合式多功能的融雪化冰系统装置。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种组合式道路融雪化冰装置，包括沿道路通行方向均匀埋设在道路下方的散热管道，散热管道的一端连接输水管道，散热管道的另一端连接道路排水系统，所述的装置还包括设置在地下用于保温和沉淀热水源的蓄水沉淀池，蓄水沉淀池的海拔高度高于道路的海拔高度；蓄水沉淀池的顶部加盖预制盖板，蓄水沉淀池的侧壁上设置有过滤器，过滤器通过引水管道与热水源连接；所述的输水管道连接在蓄水沉淀池远离过滤器一侧的侧壁底部；在道路两侧的护栏中沿道路通行方向设置有漫水管道，漫水管道上均匀连接有用于向道路路面洒水的喷嘴，喷嘴的一端与漫水管道连接，喷嘴的另一端穿出护栏；漫水管道连接输水管道，在漫水管道和散热管道上均安装有控水阀门。

进一步地，所述的过滤器下方的蓄水沉淀池中设置有隔板，隔板垂直于蓄水沉淀池的底面和侧壁，隔板的高度小于蓄水沉淀池的高度。

进一步地，所述的喷嘴通过异径三通与漫水管道连接，喷嘴的直径小于漫水管道的直径，且喷嘴伸出护栏的一端距离道路路面的高度为40cm。

进一步地，所述的输水管道上安装有总阀门。

进一步地，在输水管道与蓄水沉淀池连接的端部设置有过滤网。

进一步地，所述的蓄水沉淀池、输水管道和漫水管道的外部均包裹有保温层，蓄水沉淀池下部还筑有混凝土保温板。

进一步地，散热管道为“U”型集热管，采用不锈钢无缝管制成，外径为12mm～20mm，散热管道管壁的厚度为1mm～2mm。

进一步地，所述的护栏也可以是路缘石。

优选地，所述的热水源采用山区天然温泉水或地热水。

本实用新型的技术效果是：

1.充分利用沿线的可循环再生的山区天然温泉水或地热水融化冬季路（桥）面的积雪。

2.本装置将埋管式和漫排式很好地结合起来，在不同的外部条件下采用不同的融雪方式，能够达到既节约又高效地清除路（桥）面积雪的目的。

3.利用海拔高度差将热水引至路面进行融雪化冰，不用外力输送热水；

4.本实用新型通过设置散热管道且所述散热管道为“U”型集热管，这样增加散热面积，对积雪的消融效果良好。

5.本装置运行设备及结构易操作，安全可靠，使用寿命长，成本低廉，节约人力物力，可降低道路冬季养护成本。

6.本装置属于环境友好型，清洁无污染，无腐蚀，对道路桥梁结构影响很小，将融雪后的温泉水合理收集之后还可以用来作为农作物、植物灌溉用水或生活用水，达到节约用水目的。

7.由于温泉水冬暖夏凉，本装置还能在夏天温度比较高的情况下，通过同样的运行，给路面或桥面降温，减少由于高温引起的路面或桥面损坏和产生过大的温度应力延长道路和桥梁的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为漫水管道和散热管道的结构示意图；

图3为蓄水沉淀池示意图；

图4为喷嘴的安装位置示意图；

图5为喷嘴和漫水管道的结构示意图；

图6为漫水管道的布设示意图；

图中标号代表：1—引水管道，2—蓄水沉淀池，3—隔板，4—总阀门，5—输水管道，6—过滤器，7—控水阀门，8—护栏，9—散热管道，10—漫水管道，11—喷嘴，12—保温层，13—异径三通，14—过滤网，15—预制盖板，16—混凝土保温板；

具体实施方式

本实用新型可以因地制宜，充分利用道路沿线的天然温泉水、人工开凿引出的地热水，或城市工业产生的热废水经处理后作为热水源，用于冬季路面的融雪化冰；本装置的最佳工作温度为-15～0℃。

实施例：

遵从上述技术方案，如图1所示，一种组合式道路融雪化冰装置，包括沿道路通行方向均匀埋设在道路下方的散热管道9，散热管道9的一端连接输水管道5，散热管道9的另一端连接道路排水系统，所述的装置还包括设置在地下用于保温和沉淀热水源的蓄水沉淀池2，蓄水沉淀池2的海拔高度高于道路的海拔高度；蓄水沉淀池2的顶部加盖预制盖板15，蓄水沉淀池2的侧壁上设置有过滤器6，过滤器6通过引水管道1与热水源连接；所述的输水管道5连接在蓄水沉淀池2远离过滤器6一侧的侧壁底部；在道路两侧的护栏8中沿道路通行方向设置有漫水管道10，漫水管道10上均匀连接有用于向道路路面洒水的喷嘴11，喷嘴11的一端与漫水管道10连接，喷嘴11的另一端穿出护栏8；漫水管道10连接输水管道5，在漫水管道10和输水管道5上均安装有控水阀门7。

蓄水沉淀池2设置于热水源附近，埋设在地面以下，顶部加盖预制盖板15，并在蓄水沉淀池2外包裹有保温层12，在蓄水沉淀池2底部保温层12的下方还设置有一定厚度的混凝土保温板16，使整个蓄水沉淀池2起到良好的保温作用；蓄水沉淀池2中设置过滤器6，用于过滤热水源中的杂质，防止其阻塞管道，在过滤器6下方的池中设置有隔板3,隔板3垂直于沉淀池底面和侧壁，隔板3隔成的两部分中，过滤器6下方的为沉淀池，另一部分为蓄水池，且隔板3的高度小于蓄水沉淀池2的高度，这样经过引水管道1的热水经过过滤器6的过滤，使热水充分沉淀，热水中的杂质落在沉淀池中，上层清水留到蓄水池，然后经过输水管道5流出。

输水管道5连接在蓄水沉淀池2中远离过滤器6一侧的蓄水池侧壁底部，蓄水池中的热水已经过过滤和沉淀，杂质少，而在输水管道5与蓄水沉淀池2连接的端部还设置有过滤网14，再次过滤热水中的杂质，以免其阻塞输水管道5；在输水管道5上包裹有保温层12，使热水在输送过程中减少热量损失。

输水管道5上安装有总阀门4，打开总阀门4，输水管道5将热水送达需要融化冰雪的路面，采用异径三通13将输水管道5与散热管道9和漫水管道10。在散热管道9和漫水管道10上均安装有控水阀门7。

散热管道9为“U”型集热管，这样增加散热面积，对积雪的消融效果良好。其埋深视具体情况和通过计算确定，一般为不影响路面结构和能达到融雪效果的前提下，埋置浅为佳，埋管间距以达到最佳融雪效果设置，不宜过宽。

漫水管道10沿道路通行方向埋设在道路护栏8或路缘石中，漫水管道10上均匀分布有喷嘴11，喷嘴11一端通过异径三通13与漫水管道10连接，另一端伸出护栏8或路缘石，且伸出护栏8或路缘石的一端距离地面的高度优选40cm；喷嘴11直径小于漫水管道10直径。在漫水管道10外侧也包裹有保温层12。

当同时开启输水管道5上的总阀门4和散热管道9上的控水阀门7时，水从蓄水沉淀池2经输水管道5进入“U”型散热管道9，通过散热管道9将热量传输到路面（桥面）面层，使面层温度升高，进而使路面（桥面）积雪融化，持续工作可以使积水蒸发，烘干路面；散热管道9一端连接输水管道5，另一端连接道路的排水系统，即热水经过散热管放热后，通过排水系统排走或再次蓄积后用于农作物、绿化带浇灌或生活用水。

当同时开启输水管道5上的总阀门4和漫水管道10上的控水阀门7时，水从蓄水沉淀池2经主输水管道5进入漫水管道10，通过漫水喷嘴11喷射到路面，沿着横坡和纵坡的合成坡度方向漫流过需融雪化冰的路面或桥面与路面或桥面上所积冰雪进行热量交换，使得路（桥）面积雪融化。

当同时开启总阀门4和两个控水阀门7时，应加大主输水管道5水流量，散热管道9和漫水管道10同时工作，两者相互配合，发挥出更大更好的效果，从而提高除雪效率。

装置的具体使用情况如下：

（1）当环境温度为-5℃～0℃时，只开启输水管道5的总阀门4和散热管道9上的控水阀门7。

在保证一定融雪效率的前提下，当环境温度相对较高时，为减小桥面水膜对行车扰动的影响，此时仅开启埋管系统。水流经桥面内埋设的不锈钢管道，通过管道温泉水把热量传给桥面，使桥面升温达到融化积雪的效果。

（2）当环境温度为-15℃～0℃时，开启输水管道5的总阀门4、散热管道9和漫水管道10上的控水阀门7。

在环境温度相对较低时，独立开启散热管道9已经不能达到预期融雪标准；而独立开启漫水管道10则导致断水困难，一旦断水易形成冰层严重影响行车安全，此时应一并开启散热管道9和漫水管道10。即先期开启散热管道9预热桥面；降雪时，散热管道9和漫水管道10一并开启，同时进行融雪；当积雪消融后，关闭漫水管道10，依靠埋散热管道9进行后期路面残留雪水烘干；桥面干燥时关闭整个装置。

此方案优势在于:由于漫水管道10初期融雪效果较好，先对桥面进行漫流式融雪，此时散热管道9开始预热桥面，相当于同时进行融雪，而且可以克服漫流式融雪方式断水后桥面的由于环境温度低而引起的路面结冰，以达到良好稳定的融雪效果。

（3）环境温度低于-15℃时，为保证安全，关闭所有阀门。

在环境温度低于-15℃时，不得任意开整个装置，以防不利因素导致桥面结冰，进而引发交通安全事故。

装置开启一定时间后，根据路（桥）面积雪情况道路养护人员可及时关闭相关控水阀门7。另外，夏季环境干旱时，也可以利用本装置向道路洒水以降低尘土飞扬等环境污染，同时对道路周边的植物进行了浇灌。

本装置中蓄水沉淀池2可采用水泥混凝土材料现场支模浇筑或采用预制安装均可，蓄水沉淀池2的海拔高度应高于需要融雪化冰的路面或桥面的高度，使热水源在重力作用下能自动流向路面和桥面而不用借助外力；蓄水池保温层12材料可采用XPS板或者聚氨酯泡沫保温层12，输水管道5和漫水管道10采用铸铁管或镀锌管或不锈钢管，输水管道5的保温层12可采用聚氨酯泡沫保温材料，控水阀门7采用截断阀，散热管道9的外径为12mm～20mm，散热管道9管壁的厚度为1mm～2mm，采用不锈钢无缝管制成，其埋深视具体情况和通过计算确定。漫水管道10采用304不锈钢管，漫水管道10的保温层12可采用岩棉或玻璃棉保温材料，漫水水嘴选用304不锈钢管，管径采用DN12mm，各个漫水水嘴间距应介于50cm～120cm之间，采用80cm为宜；漫水管道10管径根据需融雪路段长度及路面宽度经计算后确定，输水管道5管径采用大于漫水管道10管径1～2个标准值。

Claims (9)

1.一种组合式道路融雪化冰装置，包括沿道路通行方向均匀埋设在道路下方的散热管道（9），散热管道（9）的一端连接输水管道（5），散热管道（9）的另一端连接道路排水系统，其特征在于，所述的装置还包括设置在地下用于保温和沉淀热水源的蓄水沉淀池（2），蓄水沉淀池（2）的海拔高度高于道路的海拔高度；蓄水沉淀池（2）的顶部加盖预制盖板（15），蓄水沉淀池（2）的侧壁上设置有过滤器（6），过滤器（6）通过引水管道（1）与热水源连接；所述的输水管道（5）连接在蓄水沉淀池（2）远离过滤器（6）一侧的侧壁底部；在道路两侧的护栏（8）中沿道路通行方向设置有漫水管道（10），漫水管道（10）上均匀连接有用于向道路路面洒水的喷嘴（11），喷嘴（11）的一端与漫水管道（10）连接，喷嘴（11）的另一端穿出护栏（8）；漫水管道（10）连接输水管道（5），在漫水管道（10）和散热管道（9）上均安装有控水阀门（7）。

2.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，所述的过滤器（6）下方的蓄水沉淀池（2）中设置有隔板（3），隔板（3）垂直于蓄水沉淀池（2）的底面和侧壁，隔板（3）的高度小于蓄水沉淀池（2）的高度。

3.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，所述的喷嘴（11）通过异径三通（13）与漫水管道（10）连接，喷嘴（11）的直径小于漫水管道（10）的直径，且喷嘴（11）伸出护栏（8）的一端距离道路路面的高度为40cm。

4.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，所述的输水管道（5）上安装有总阀门（4）。

5.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，在输水管道（5）与蓄水沉淀池（2）连接的端部设置有过滤网（14）。

6.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，所述的蓄水沉淀池（2）、输水管道（5）和漫水管道（10）的外部均包裹有保温层（12），蓄水沉淀池（2）下部还筑有混凝土保温板（16）。

7.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，散热管道（9）为“U”型集热管，采用不锈钢无缝管制成，外径为12mm～20mm，散热管道（9）管壁的厚度为1mm～2mm。

8.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，所述的护栏（8）也可以是路缘石。

9.如权利要求1所述的组合式道路融雪化冰装置，其特征在于，所述的热水源采用山区天然温泉水或地热水。

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