CN218210021U

CN218210021U - 一种用于避难硐室呼吸区的送风构件

Info

Publication number: CN218210021U
Application number: CN202222624654.4U
Authority: CN
Inventors: 李安桂; 马原青; 王天琦; 王志伟; 王宇翔; 杨合长
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2023-01-03
Anticipated expiration: 2032-09-30

Abstract

本实用新型属于通风空调技术领域，具体涉及一种用于避难硐室呼吸区的送风构件，包括上部静压箱以及连接在静压箱下方的多个互相平行设置的出风箱体；出风箱体为半圆形柱体，半圆形柱体的平面侧与静压箱连通，在半圆形柱体的弧形曲面上开有条缝风口；条缝风口共有三组，形成六个条缝风口，以弧形曲面的中心线对称，在弧形曲面的一侧由上至下依次分布有第一送风口、第二送风口及第三送风口；第一送风口、第二送风口及第三送风口弧长依次减小。在相同送风量下，本实用新型送风构件的送风风速小于传统混合风口的送风风速，能保证送风气流送到指定的区域并保证人员舒适；使用本实用新型送风构件送风，整个避难硐室中风速的分布较为均匀，风速大小适中。

Description

一种用于避难硐室呼吸区的送风构件

技术领域

本实用新型属于通风空调技术领域，具体涉及一种用于避难硐室呼吸区的送风构件。

背景技术

进入21世纪以来，地下及密闭环境保障问题越来越受各国政府的重视与社会的关注。在逃生路线上设置紧急避险设施是减少事故中人员伤亡的有效措施，避难硐室属于紧急避难设施之一，对外能够抵御高温烟气、隔绝有毒有害气体，对内提供氧气、食物、饮用水，去除有毒有害气体，在事故工况下能够创造生存基本条件。因此，避难硐室必须构筑严密，以免有害气体侵入，使避难人员受害。

《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》中要求对于临时避难硐室避难硐室，要求每人应有不低于0.6m²的有效使用面积；对于永久避难硐室，要求每人应有不低于0.75m²的有效使用面积。在事故发生时，避难人员身体、心理都为紧张状态，又避难硐室空间狭小拥挤，因此，营造舒适有效的室内通风气流组织对缓解避难人员紧张情绪显得尤为重要。

混合通风和贴附通风是通风的两种常见方式，送风效果均较差：

1、传统混合通风送风口处于避难硐室顶部，需要较大的的送风速度才能送达工作区。对于避难硐室来说，人员密度较高，处于送风口下部的人员吹风感较强；远离送风口的人员呼入的空气是送入的新风和室内原有污浊空气的混合。

2、贴附通风送风口靠近侧面墙壁，送风射流沿竖向壁面贴附流动，触碰地面展向运动形成空气湖，创造“工作区”空间所需环境参数，送风速度较传统混合通风低，但对于人员密度较高的避难硐室，房间中部避难人员呼吸区难以获得新鲜空气。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于避难硐室呼吸区的送风构件，解决了现有避难硐室送风口送风效果差的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种用于避难硐室呼吸区的送风构件，所述送风构件包括上部静压箱以及连接在静压箱下方的多个互相平行设置的出风箱体；

出风箱体为半圆形柱体，半圆形柱体的平面侧与静压箱连通，在半圆形柱体的弧形曲面上开有条缝风口；

条缝风口共有三组，形成六个条缝风口，以弧形曲面的中心线对称，在弧形曲面的一侧由上至下依次分布有第一送风口、第二送风口及第三送风口；

第一送风口、第二送风口及第三送风口弧长依次减小。

进一步，所述的送风构件根据实际情况单独使用，或多个串联使用，串联时两送风构件中心间距L₂≥4L₃，其中L₃为送风构件的长度。

进一步，第一送风口弧长满足关系式：

第二送风口弧长满足关系式：

第三送风口弧长满足关系式：

其中，W为半圆柱体的直径。

进一步，条缝风口的出风速度的计算满足关系式：

其中P_j为风口处静压，ρ为空气密度。

进一步，总送风量满足关系式：

其中n为送风构件个数，v_i为第i送风口速度，s_i为第i送风口弧长。

进一步，所述的送风构件设于房间顶部，且单排设置时，送风构件位于房间顶部的中轴线上。

进一步，半圆柱体的圆形直径与静压箱的宽度相等；

所述的送风构件顶部最高点到底部的距离

其中H₂为静压箱的高度，V为半圆柱体的直径。

进一步，所述送风构件的材质为钢材。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开了一种用于避难硐室呼吸区的送风构件，包括上部静压箱以及连接在静压箱下方的多个互相平行设置的出风箱体；出风箱体为半圆形柱体，半圆形柱体的平面侧与静压箱连通，在半圆形柱体的弧形曲面上开有三组条缝风口，以弧形曲面的中心线对称，在弧形曲面的一侧由上至下依次分布有第一送风口、第二送风口及第三送风口；在相同的送风量下，本实用新型送风构件的送风风速小于传统混合风口的送风风速，能保证送风气流送到指定的区域并保证人员舒适。使用传统混合风口送风，等值线在两侧墙壁面处较为集中，而避难硐室中间人员活动区域风速较低，在整个避难硐室中风速的分布不均匀；使用本实用新型送风构件送风，整个避难硐室中风速的分布较为均匀，风速大小适中。

传统贴附送风是将新鲜空气沿墙壁送至地面，在地面形成“空气湖”。本实用新型是将新鲜空气直接送入人员呼吸区，送风区域高于传统贴附风口的送风区域。从避难硐室中1.7m、1.1m高度截面的速度等值线图可看出，使用本实用新型送风构件送风整个避难硐室中风速的分布较使用传统贴附送风更加均匀。满足了在避难硐室特殊应用条件下，送风气流送到指定的呼吸区域，且保证适中的送风速度，使得避难人员感受到送风气流的同时保持一定的舒适性。

本实用新型的送风口的合理布置使送风气流在指定断面风速分布更为均匀。本实用新型考虑人员呼吸区送风，通过科学的设计计算，设计新型送风构件，既降低了人员吹风感，又能尽可能使得所有人员获得等量的新鲜空气，营造适用于避难硐室的室内通风气流组织。

附图说明

图1为本实用新型中送风构件的结构示意图；

图2为本实用新型中送风构件与静压箱连接方式示意图；

图3为本实用新型中送风构件的串联安装结构示意图；

图4为本实用新型中送风构件避难硐室安装位置的主视图；

图5为本实用新型中送风构件避难硐室安装位置的俯视图；

图6为非平行射流吸附区三个特征长度与风口布置关系图；

图7为本实用新型中送风构件与传统混合送风及贴附送风送风效果对比图，其中：(a)为本实用新型的送风构件应用于避难硐室速度分布图；(b)为避难硐室后墙贴附送风速度分布图；(c)为避难硐室混合送风速度分布图。

图8为非平行射流示意图；

附图中各标号的含义：1、送风构件；1-1、静压箱；1-2、出风箱体；2、送风管道；3、第一送风口；4、第二送风口；5、第三送风口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅为本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。

本实用新型附图及实施例描述和示出的组件可以以各种不同的配置来布置和设计，因此，以下附图中提供的本实用新型实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而仅仅是表示本实用新型选定的一种实施例。基于本实用新型的附图及实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

需要说明的是：术语“包含”、“包括”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、元素、方法、物品或者设备不仅仅只包括那些要素，还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括该其过程、元素、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“水平”“竖直”是基于附图所示装置或部件的方位和位置关系，仅是为了更好的描述本实用新型，而不是要求所示的装置、部件或设备必须具有该特定方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能进一步详细说明。

如图1-图3所示，本实用新型公开的一种避难硐室呼吸区送风构件，包括静压箱1-1和设置在静压箱1-1下方的多个出风箱体1-2，多个出风箱体1-2行设置，每个出风箱体1-2为半圆形柱体，半圆形柱体的平面侧与静压箱1-1连通，在半圆形柱体的弧形曲面上开有若干个条缝风口。

条缝风口共有三组，形成六个条缝风口，以弧形曲面的中心线对称，在一侧分布有第一送风口3、第二送风口4、第三送风口5。送风口为3个是经过精心设计的，如果送风口数量增加，每个送风口之间的间距会减少，射流过早汇合，无法形成大面积的送风。

半圆形柱体的厚度方向与静压箱1-1的长度方向平行，多个出风箱体1-2沿静压箱1-1的长度方向平行布设。

上部静压箱1-1连接送风管道2，根据需要送风的范围可选择单个或多个串联使用，如图3所示。

所述送风构件1的材质为钢材。

本实用新型的关键是确定三组风口弧长、每组风口位置以及串联使用时两送风构件1的间距。

首先，对于双孔射流，在两股射流混合之前存在一吸附区，其后两股射流混合为一股射流，为了实现更大范围、更均匀地送风，需要尽可能避免相邻两风口射流混合。

送风构件1布置于避难硐室位置如图4所示，由于各风口送风距离不同，每组风口弧长计算需满足以下关系式。第一送风口3弧长满足关系式：

第二送风口4弧长满足关系式：

第三送风口5弧长满足关系式：

如图5所示，由于避难硐室进深的差异，一个送风构件11的送风范围不能满足需求时，可将多个送风构件1串联使用，串联时两送风构件1中心间距L₂≥4L₃，其中L₃为送风构件1的长度。

条缝风口的出风速度的计算满足关系式：

其中P_j为风口处静压，ρ为空气密度。

总送风量满足关系式：

如图8所示，对于双股非平行射流，虽然双股射流外缘卷席不受限制，但两股射流之间受彼此的限制，卷吸不充分而形成相互的吸附，又本实用新型中涉及到的送风构件1主要为出风箱体1-2，流动更为复杂。采用三个特征长度x_s、x_m、x_p来对流动特征进行描述，其中x_s为滞点到喷口前缘的距离，x_m为射流中心线的交点距喷口前缘的距离，x_p为中线压力最大值的位置距喷口前缘的距离。

两风口中点与圆心的连线夹角用A表示，风口对应圆心角用新的a表示，风口弧长用d表示，进行多组工况模拟，如图6所示，拟合得到如下经验关系式：

以下结合实施例，对本实用新型与贴附送风、传统混合送风在相同避难硐室中1.7m、1.1m高度截面风速分布均匀性的对比，进行说明。

图7(a1)、(a2)为8个送风构件1安装于避难硐室中部送风管末端，避难硐室的宽、高尺寸为5.5m×3.8m，送风构件1距离地面高度H为3m，送风速度为3.62m/s。出风箱体1-2直径200mm，根据射流中心线的交点距喷口前缘的距离x_m，中线压力最大值的位置距喷口前缘的距离x_p，选取出风箱体1-2上第二送风口4中点与圆心的连线，与第一送风口3中点与圆心的连线夹角为32°；第三送风口5中点与构件下部圆形圆心的连线，与第二送风口4中点与构件下部圆形圆心的连线夹角为32°；第一送风口3中点与构件下部圆形圆心的连线，与水平方向夹角为6°；送风构件1设于避难硐室送风管末端作为送风口使用时，根据中线流速0点到喷口前缘的距离x_s，布置送风构件1的最低点与地面垂直距离H为3m，送风方向为垂直方向；给出了避难硐室中1.7m、1.1m高度截面的速度等值线图，可看出在整个避难硐室中风速的分布较为均匀。

图7(b1)、(b2)为贴附送风，两尺寸为2000mm×150mm的条缝型风口安装于避难硐室后墙，送风方向向下，送风速度为1.00m/s。给出了避难硐室中1.7m、1.1m高度截面的速度等值线图。与图7(a1)、(a2)相比，图7(b1)、图7(b2)的等值线在近送风口的后墙壁面处较为集中，而避难硐室中间人员活动区域风速较低，在整个避难硐室中风速的分布不均匀。

图7(c1)、(c2)为传统混合送风，二个尺寸为1000mm×75mm的条缝型风口布置于避难硐室中部送风管两侧，送风速度为2.67m/s。给出了避难硐室中1.7m、1.1m高度截面的速度等值线图。与图7(a1)、图7(a2)相比，图7(c1)、图7(c2)的等值线在两侧墙壁面处较为集中，而避难硐室中间人员活动区域风速较低，在整个避难硐室中风速的分布不均匀。

本实用新型公开的一种用于避难硐室呼吸区的送风构件，通过在出风箱体1-2设置大小不等的条缝风口，以及串联组合的形式，送风效果与上述贴附送风、传统混合送风相比，人员呼吸区送风更加均匀、低速，更大程度保障避难硐室中人员对新风的需求，以及营造舒适的室内通风气流组织。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。