CN212103543U - 一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，包括设于坡形路面下方的坡形放热管段和设于坡形路面下方土壤中的相互连通的底层取热管段和热量提取管段；底层取热管段内储存有工作介质，热量提取管段内设置有填料；热量提取管段顶部高出土壤并与坡形路面平行的坡形放热管段连通，在热量提取管段上连通有工作介质传递装置。本实用新型依靠土壤与室外环境的温度差为驱动力，采用全回流精馏型热量提取装置将土壤中的热量提取并持续传递至路桥坡面，其运行费用低，防雪融雪作用强。

Description

一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置

技术领域

本实用新型涉及道路和桥梁在冬季的除雪技术领域，特别涉及一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置。

背景技术

我国近70％的地区属于严寒地区和寒冷地区，冬季降雪覆盖范围广泛，在降雪引发的交通事故中，由于积雪结冰的坡道路面往往是交通事故多发点。

关于道路和桥梁除雪的技术很多，传统的撒盐融雪除冰方式虽然简单方便，效果明显，但也会带来路面腐蚀以及盐溶液回流对土壤的二次污染现象发生。除此之外，大多数的除雪技术都是机械式除雪装置。

专利《一种用于公路或桥梁的坡道处的消雪除冰装置》(201010146977.6) 在公路和桥梁坡道处路面使用电加热和热管技术进行热量传递；专利《路面自动除水及除冰雪的系统》(201310081435.9)通过电源和路面发热设备实现自动除水和除冰雪功能；专利《桥面除雪装置》(CN201620236571.X)也是在桥面设置加热器实现除雪功能；专利《一种自动除冰雪系统》(CN201710360757.5)在路面下设置发热装置，热量来自于热水；专利《桥面、路面除冰系统》 (CN201721022431.3)采用土壤源热泵技术获得热源实现桥面和路面的除冰；专利《一种基于太阳能热利用的热管除雪融冰装置》(201910160693.3)将太阳能技术与热管技术相结合用于除雪融冰；专利《道路桥梁双向热管除雪降温系统》(201520170499.0)利用土壤热管技术进行桥梁的冬季除雪和夏季降温。

在道路和桥梁的除雪融雪技术中，除了热量传递方式是难点以外，热量的来源也是技术难点，太阳能受天气影响很大，电加热技术、土壤源热泵技术等对电力能源的消耗量很大。热管技术虽然是一种有效的热量传递方式，但其单位体积传递的能量有限，对于面积较大的路桥表面来说投资巨大。

从降雪过程以及雪花在道路和桥梁等表面的沉积过程来看，只要能够在道路桥梁的车辙提供一定的温度差，就能有效的起到防雪融雪作用，尤其是在道路桥梁的坡形路面，如果能在降雪开始阶段为车辙处提供一定的温度差，雪花在路桥表面发生汽化或者溶解后及时流走，就可以有效的起到防雪融雪作用。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型依靠土壤与室外环境的温度差为驱动力，采用全回流精馏型热量提取装置将土壤中的热量提取并持续传递至路桥坡面，整个系统依靠土壤与室外环境的温度差为驱动力，将热量从土壤循环提取至桥面，实现道路桥梁坡形路面的防雪融雪。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，包括设于坡形路面下方的坡形放热管段和设于坡形路面下方土壤中的相互连通的底层取热管段和热量提取管段，所述底层取热管段内储存有工作介质，所述热量提取管段内设置有填料；热量提取管段顶部高出土壤并与坡形路面平行的坡形放热管段连通，在热量提取管段上连通有工作介质传递装置；

所述工作介质传递装置包括一路依次通过管道连通的第一阀门、工作介质真空泵、冷凝器、至储液罐，用于工作介质的回收；另一路通过管道连通第二阀门至储液罐，用于工作介质的加注。

对于上述技术方案，还包括进一步优选的方案：

优选的，所述热量提取管段在地面上的部分预留有工作介质的加注和回收口。

优选的，所述坡形路面下的底层取热管段、热量提取管段和坡形放热管段并行设置两路，每路坡形放热管段的宽度为200mm-400mm，坡形放热管段长度为该坡形路面长度；相邻两路坡形放热管段的间隔为1300mm-1800mm。

优选的，所述底层取热管段的内部设置有导热盘管，底层取热管段的最底部焊接多条金属棒，金属棒插入土壤，距离地表面深度为10-30米。

优选的，所述底层取热管段内的工作介质灌入于导热盘管外与底层取热管段内壁之间，工作介质为氟里昂、氨、酒精或丙酮。

优选的，工作介质只在当地冬季城市供暖开始时从储液罐灌入底层取热管段，在冬季城市供暖结束后回收至储液罐。

优选的，所述热量提取管段高出地面上段的管段外围以及坡形放热管段的外围包裹有绝热保温材料。

优选的，所述热量提取管段内的填料为泡沫陶瓷、泡沫金属或金属丝网。

优选的，所述底层取热管段、热量提取管段和坡形放热管段构成的系统为全封闭式装置，初次加注前进行抽真空处理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)依靠土壤与室外环境的温度差为驱动力，采用全回流精馏型热量提取装置将土壤中的热量提取并持续传递至路桥坡面，而且只设置车辙宽度的加热装置，有利于热量的有效利用，有效的起到防雪融雪作用。

2)工作介质只在当地冬季开始时从储液罐灌入，在冬季结束后回收至储液罐。系统维护简单，运行费用极低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型的结构流程和原理图。

图中：1、坡形路面；2、底层取热管段；3、热量提取管段；4、坡形放热管段；5、第一阀门；6、工作介质真空泵；7、冷凝器；8、储液罐；9、第二阀门；10、土壤。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，在坡形路面1下设置有坡形放热管段4，坡形路面下方的土壤10下设置有底层取热管段2和热量提取管段3；底层取热管段2内储存有工作介质，热量提取管段3内设置有填料；热量提取管段3顶部高出土壤并与坡形放热管段4连通；在热量提取管段上连通有工作介质传递装置。工作介质传递装置包括一路依次通过管道连通的第一阀门5、工作介质真空泵6、冷凝器7、储液罐8和第二阀门9，热量提取管段3在地面上的部分预留有工作介质的加注和回收口，加注和回收口的一路连接至第一阀门5，再依次连接至工作介质真空泵6、冷凝器7至储液罐8，这一路用于工作介质的回收；加注和回收口的另一路连接至第二阀门9，再连接至储液罐8的底部，这一路用于工作介质的加注。工作介质为氟里昂、氨、酒精或丙酮，填料为泡沫陶瓷、泡沫金属或金属丝网。

在坡形路面1下的底层取热管段2、热量提取管段3和坡形放热管段4并行设置两路，每路坡形放热管段的宽度为200mm-400mm，坡形放热管段长度为该坡形路面长度；相邻两路坡形放热管段的间隔为1300mm-1800mm。

底层取热管段2的内部设置有导热盘管，工作介质灌入于导热盘管外与底层取热管段内壁之间，底层取热管段2的最底部焊接多条金属棒，金属棒插入土壤中，距离地面深度为10-30米。热量提取管段3在地面上的外围部分以及坡形放热管段4的外围部分设置有绝热保温材料。

底层取热管段2、热量提取管段3和坡形放热管段4构成的系统为全封闭式装置，初次加注前进行抽真空处理。

本实用新型在全回流精馏型热量提取装置中，底部底层取热管段是土壤热量吸收段，中间热量提取管段是热质交换提取段，上部坡形放热管段是蒸气冷凝段，工作介质从土壤中取热后，液体汽化为蒸气，蒸气在压差驱动下流向坡形路面的坡形放热管段，放热冷凝成液体后依靠重力流回。汽化的蒸气与流回的液体在热量提取管段填料中进行热质交换。这样，整个系统依靠土壤与室外环境的温度差为驱动力，将热量从土壤循环提取至桥面，实现道路桥梁坡形路面的防雪融雪。

本实用新型道路桥梁坡形路面的防雪融雪过程具体为：在当地冬季城市供暖开始时，将工作介质氟里昂、氨、酒精或丙酮通过第二阀门9从储液罐8灌入底层取热管段2，工作介质经插入土壤中底层取热管段2吸收热量。热量提取管段3上部坡形放热管段4对工作介质进行蒸气冷凝，上升的蒸气和下降的冷凝液体在热量提取管段3的填料中进行充分的热质交换；其中，工作介质蒸气在坡形放热管段4中的冷凝放热实现道路桥梁坡形路面的防雪融雪。

工作介质只在当地冬季城市供暖开始时从储液罐灌入，在冬季城市供暖结束后回收至储液罐。

通过本实用新型系统，依靠土壤与室外环境的温度差为驱动力，采用全回流精馏型热量提取装置将土壤中的热量提取并持续传递至路桥坡面，对车辙宽度路面形成了缓慢而持续的加热，再加上车辆在车辙路面的碾压作用，能够实现对坡形路面的防雪和融雪作用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (8)

1.一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，包括设于坡形路面下方的坡形放热管段(4)和设于坡形路面下方土壤(10)中的相互连通的底层取热管段(2)和热量提取管段(3)，所述底层取热管段(2)内灌入有工作介质，所述热量提取管段(3)内设置有填料；热量提取管段(3)顶部高出土壤(10)并与坡形路面平行的坡形放热管段(4)连通，在热量提取管段(3)上连通有工作介质传递装置；

所述工作介质传递装置包括一路依次通过管道连通的第一阀门(5)、工作介质真空泵(6)、冷凝器(7)至储液罐(8)，用于工作介质的回收；另一路通过管道连通第二阀门(9)至储液罐(8)，用于工作介质的加注。

2.根据权利要求1所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述热量提取管段(3)在地面上的部分预留有工作介质的加注口和回收口。

3.根据权利要求1所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述坡形路面下的底层取热管段(2)、热量提取管段(3)和坡形放热管段(4)并行设置两路，每路坡形放热管段(4)的宽度为200mm-400mm，坡形放热管段(4)长度为该坡形路面长度；相邻两路坡形放热管段(4)的间隔为1300mm-1800mm。

4.根据权利要求1所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述底层取热管段(2)的内部设置有导热盘管，底层取热管段(2)的最底部焊接多条金属棒，金属棒插入土壤中，距离地表面深度为10-30米。

5.根据权利要求4所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述底层取热管段(2)内的工作介质灌入于导热盘管外与底层取热管段内壁之间，工作介质为氟里昂、氨、酒精或丙酮。

6.根据权利要求1所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述热量提取管段(3)高出地面上段的管段外围以及坡形放热管段(4)的外围包裹有绝热保温材料。

7.根据权利要求1所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述热量提取管段(3)内的填料为泡沫陶瓷、泡沫金属或金属丝网。

8.根据权利要求1所述的一种道路桥梁坡形路面的防雪融雪装置，其特征在于，所述底层取热管段(2)、热量提取管段(3)和坡形放热管段(4)构成的系统为全封闭式装置。

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