既有隧道空气净化结构

1.本发明涉及隧道内气体安全处理技术领域，特别涉及一种既有隧道空气净化结构。


背景技术：

2.隧道通风是影响在建隧道以及既有隧道是否正常运营的重点。
3.现有技术中，既有隧道常采用主要由隧道通风管、竖井和辅助通风机等组成的通风系统进行通风。即现有技术中的既有隧道内的风场为一个整体的风场结构，而对于未设置竖井或者斜井的既有隧道，如何使既有隧道内的风场发生改变，并且保证既有隧道内的气体污染物被有效排出是亟待解决的技术缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种既有隧道空气净化结构，旨在解决现有技术无法通过对未设置竖井或者斜井的既有隧道内的气体污染物进行有效且无害化排出的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种既有隧道空气净化结构，包括如下步骤：
6.平流层排风件，所述平流层排风件设置于所述既有隧道的顶部，且所述平流层排风件内具有至少一端开口的排风通道，所述开口与所述既有隧道以外的外界环境连通，所述平流层排风件还开设有至少一个与所述排风通道连通的通风孔，所述通风孔与所述既有隧道连通；
7.至少一个轴流风机，所述轴流风机设置在所述排风通道内，所述轴流风机用于将所述既有隧道内的气体污染物吸入至所述排风通道内；以及
8.净化处理设备，所述净化处理设备设置于所述既有隧道的隧道口处，所述净化处理设备与所述排风通道连通，且对所述排风通道内的气体污染物进行净化处理。
9.可选地，所述排风通道沿所述既有隧道的长度方向延伸至所述既有隧道的隧道口。
10.可选地，所述通风孔具有至少两个，两相邻所述通风孔之间的间距为10-30m。
11.可选地，两相邻所述通风孔之间的间距为10m。
12.可选地，所述平流层排风件沿所述既有隧道的中轴线设置。
13.可选地，还包括：
14.至少一个单向通风设备，所述单向通风设备一一对应设置于所述通风孔。
15.可选地，所述单向通风设备设置为单向活塞阀。
16.可选地，还包括：
17.格栅，所述格栅设置在所述单向活塞阀的进口端。
18.可选地，所述净化处理设备包括：
19.钢架，所述钢架固定设置在所述既有隧道的出口处的顶部；
20.净化主机，所述净化主机固定设置于所述钢架上，所述净化主机与各所述开口连
通；以及
21.净化件，所述净化件设置在所述净化主机与各所述开口的连接处。
22.可选地，所述净化件用于处理所述气体污染物中携带的微粒，所述微粒的直径大于或等于0.3μm。
23.有益效果：
24.本发明技术方案通过在既有隧道内设置平流层排风件，并且在平流层排风件内部设置至少一端开口的排风通道，将排风通道的开口与外界连通，同时在排风通道上设置至少一个排风孔，使得排风孔与既有隧道内的空间连通，然后在排风通道内设置至少一个轴流风机，通过轴流风机让排风通道内的气流向既有隧道外流出，对既有隧道内的风场进行改变，以使得排风通道形成微负压环境，进而使得既有隧道内气体污染物能够经过排风通道上的通风孔流入排风通道，并最终经过排风通道向外界排出，经过排风通道排出至外界环境的气体污染物再经过设置在开口处的净化处理设备的净化处理，最终使得排放至外界环境中的气体变为无污染的气体，解决了现有技术中在特殊环境或者环境地带的既有隧道排出的气体会对环境造成污染的技术缺陷。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本发明的结构示意；
27.图2为图1中a-a剖面结构示意图；
28.图3为图1中a部放大结构示意图；
29.图4为图3正面结构示意图；
30.图5为图1中b部放大结构示意图。
31.附图标号说明：
32.标号名称标号名称100平流层排风件301单向活塞阀200轴流风机302格栅400净化处理设备401钢架300单向通风设备402净化主机403净化件
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33.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.目前，多数公路隧道均采用主要有隧道通风管、竖井、斜井、平导和辅助通风机等组成的系统进行通风，主要原理是，车辆在行驶过程中产生的污染物经隧道通风管收集并经由竖井排出到外界环境。如中国专利cn112983527a公开的集成式车站隧道通风系统及其排烟方法中记载的集成式测车站隧道通风系统，主要包括第一排烟风道、第二排烟风道、第三排烟风道、第四排烟风道、第五排烟风道和第六排烟风道，第二排烟风道的两端分别与所述第一排烟风道、第五排烟风道对应连接，第三排烟风道两端分别与第二排烟风道、第四排烟风道连接，第六排烟风道与第五排烟风道连接，第六排烟风道另一端与第一排烟风道和第二排烟风道连接。排烟风道上均设置排烟风口、排烟风阀、排烟风机等装置，将不同车站排烟系统进行集成，控制不同区域排烟风阀的开闭，综合利用车站排烟系统，实现排烟效果最大化，但是该项技术未能脱离排烟风井的使用，且仅能解决车站区域通风问题。
39.又例如中国专利cn210768875u公开的一种公路隧道通风装置，是隧道通风管1安装在竖井2下端的内部，蓄电池6安装在隧道通风管1的内部，辅助通风机7通过螺栓安装在竖井2下端的内部，且蓄电池与辅助通风机电性连接，隧道通风管的下表面通过螺栓安装出风管，出风管上表面焊接挡风板，挡风板位于隧道通风管内部。通过隧道通风管内部安装的挡风板和主通风机，挡风板焊接在出风管表面，便于隧道通风管内部的空气通过主通风机由出风管排出，焊接在出风管表面的挡风板对主通风机吹出的空气进行阻挡，便于隧道通风管内部空气汇聚后通过出风管排出，提高了出风管吹出的风速，便于在公路隧道内形成一定的空气流，增加了公路隧道通风的高效性。
40.无论是示例的何种技术，均须在隧道设计阶段进行隧道通风设计，但对于某些未进行隧道通风设计/未设置竖井的既有隧道，不能重新进行设计，仅能将污染物直接排放至外界环境中，无法有效解决隧道污染物的排放问题。
41.现有技术在进行竖井设计时，考虑隧道承重和土方负载问题，结构设计成本自然增加，若设计不当可能造成隧道塌方的事故发生。
42.在生态保护区、畜牧园区等特殊环境或脆弱环境，例如四姑娘山隧道，由于国家相
关生态园保护政策要求，禁止该地区的隧道内捕集尾气直接排放进大气，进而对当地的动植物及整个生态圈造成破坏。
43.由此，本发明提供了一种既有隧道空气净化结构，通过设置平流层排风件100，并且在平流层排风件100内部设置至少一端开口的排风通道，将排风通道的开口与外界连通，同时在排风通道上设置至少一个排风孔，使得排风孔与既有隧道内的空间连通，然后在排风通道内设置至少一个轴流风机200，通过轴流风机200让排风通道内的气流向既有隧道外流出，对既有隧道内的风场进行改变，以使得排风通道形成微负压环境，进而使得既有隧道内气体污染物能够经过排风通道上的通风孔流入排风通道，并最终经过排风通道向外界排出，经过排风通道排出至外界环境的气体污染物再经过设置在开口处的净化处理设备400的净化处理，最终使得排放至外界环境中的气体变为无污染的气体，解决了现有技术中在特殊环境或者环境地带的既有隧道排出的气体会对环境造成污染的技术缺陷。
44.本发明在平流层排风件100的出口附近设置污染物处理装置，将风道内捕集尾气进行处理，降低其吸收尾气中的污染物浓度，在其达到排放标准之后再进行排放。同时将隧道内尾气排放之后，使隧道内形成负压环境，从而促使新鲜空气进入隧道。
45.本发明无需考虑隧道承重问题，能使隧道安全性大幅提高；现有技术中的辅助通风机，主要安装在隧道出入口与风道出口处，均为大风量、大风量风机，能源消耗量巨大。本发明采用小型风机，对风量与风压需求较小，能大幅降低能耗。
46.下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的发明构思。
47.如图1、图2所示，本发明提出一种既有隧道空气净化结构，包括：
48.平流层排风件100，所述平流层排风件100设置于所述既有隧道的顶部，且所述平流层排风件100内具有至少一端开口的排风通道，所述开口与所述既有隧道以外的外界环境连通，所述平流层排风件100还开设有至少一个与所述排风通道连通的通风孔，所述通风孔与所述既有隧道连通；
49.至少一个轴流风机200，所述轴流风机200设置在所述排风通道内，所述轴流风机200用于将所述既有隧道内的气体污染物吸入至所述排风通道内；以及
50.净化处理设备400，所述净化处理设备400设置于所述既有隧道的隧道口处，所述净化处理设备400与所述排风通道连通，且对所述排风通道内的气体污染物进行净化处理。
51.在本实施例中，如图1、图2所示，示例的平流层排风件100为能够将既有隧道内的气体污染物排放至外界环境的管道，或者由具有防水功能的板材件组成的通道结构。可以进一步说明的是，本技术示例的具有防水功能的板材件包括但不限于如下类型：铝板、钢板等金属板材件，pvc、pe等有机材料组成的非金属板材件等。
52.需要特别明确和说明的是，本实施例中示例的轴流风机为现有常规的轴流风机，本实施例仅对其进行利用，并未对其结构进行改进。不过，在本实施例中可以示例的是，示例的轴流风机可以但不限于采用如下类型：sf系列轴流风机、t35-11型轴流风机、swf型轴流风机、htf轴流风机等。
53.可以进一步阐述的是，示例的sf系列轴流风机按使用要求分管道式、固定式、岗位式三种。
54.按叶轮直径分6个机号，依次2.5、3、4、5、6、7。按配用电机分单相和三相。
55.叶片为前掠式三元扭曲宽叶片，噪音低、风量大、效率高、风压稳定，机壳、叶轮表
面采用先进的流水线静电喷涂工艺，色彩柔和光艳，持久不变。
56.适用于工矿企业、民用建筑、仓库、车间、屋顶等通风换气之用。
57.t35-11型轴流风机适用于输送易燃易爆无腐蚀性气体，环境温度不得超过60℃。
58.广泛应用于一般工厂、仓库、办公室、住宅内通风换气或强暖气散热，也可在较长的排气管道内间隔串联安装以提高管道中的压力，卸下电机可做自由风扇。
59.防腐轴流式风机(ft35-11型)采用防腐材料外涂环氧漆加工而成，电机采用特种防腐电机用于输送有腐蚀性气体。
60.防爆轴流式风机(bt35-11)型，用于输送易燃易爆的气体。
61.叶轮由铝合金加工而成，以防止在运转中引起火花,电机采用隔爆型电机。
62.ft35-11型和bt35-11型风机的性能参数和外形尺寸均同t35-11型风机一样。
63.swf型轴流风机具有离心和轴流的双重特性，即既有较高的压力又有较大的流量，并具有效率高，噪声低且高效区宽广等优点，广泛应用于工业和民用建筑的通风空调系统。
64.特别适用于管道加压送风。swf(hlf)－i型可取代高压轴流风机swf(hlf)－ii型双速，一机两用，swf(hlf)－iii型可替代中高压离心风机。
65.在本实施例中，优选采用swf型轴流风机。
66.在本实施例中，通过在既有隧道内设置平流层排风件100，并且在平流层排风件100内部设置至少一端开口的排风通道，将排风通道的开口与外界连通，同时在排风通道上设置至少一个排风孔，使得排风孔与既有隧道内的空间连通，然后在排风通道内设置至少一个轴流风机200，通过轴流风机200让排风通道内的气流向既有隧道外流出，对既有隧道内的风场进行改变，以使得排风通道形成微负压环境，进而使得既有隧道内气体污染物能够经过排风通道上的通风孔流入排风通道，并最终经过排风通道向外界排出，经过排风通道排出至外界环境的气体污染物再经过设置在开口处的净化处理设备400的净化处理，最终使得排放至外界环境中的气体变为无污染的气体，解决了现有技术中在特殊环境或者环境地带的既有隧道排出的气体会对环境造成污染的技术缺陷。
67.基于上述第一实施例，提出本发明的又一实施例，请参阅图1、图2。
68.可选地，所述排风通道沿所述既有隧道的长度方向延伸至所述既有隧道的隧道口。
69.如图1所示，在本实施例中，将排风通道沿既有隧道的长度方向延伸布置至既有隧道的隧道口，能够有效避免在实际使用时收集的气体污染物能够直接排放至外界环境，进而避免了气体污染物二次进入既有隧道造成对既有隧道内的气体的污染。提升了本发明在实际使用时对既有隧道内的气体的进化效果。
70.可选地，所述通风孔具有至少两个，两相邻所述通风孔之间的间距为10-30m。
71.如图1所示，在本实施例中，将通风孔设置至少两个，并且每相邻两个通风孔之间的间距设置为10-30m，使得本发明能够根据既有隧道的长度决定设置通风孔的个数，进而促使本发明在使用时能够对既有隧道内的气体污染物进行有效的吸收和处理，提升了本发明对既有隧道内的气体污染物的吸收效果，保障了既有隧道内的气体的纯净度。
72.可选地，两相邻所述通风孔之间的间距为10m。
73.在本实施例中，将两相邻通风孔之间的间距设置为10m，使得本发明在使用时能够对既有隧道内的气体污染物进行更有效的吸收和处理，同时也使得既有隧道内的气体污染
物不会因设置的通风孔之间的间距太远而导致气体污染物无法被吸收。
74.可选地，所述平流层排风件100沿所述既有隧道的中轴线设置。
75.如图2所示，在本实施例中，将平流层排风件100沿既有隧道的中轴线设置，使得本发明在使用时不会影响到既有隧道内的车辆的行驶，有效保障了既有隧道内的行车空间。
76.基于上述又一实施例，提出本发明的再一实施例，请参阅图3、图4。
77.可选地，还包括：
78.至少一个单向通风设备300，所述单向通风设备300一一对应设置于所述通风孔。
79.在本实施例中，通过在各通风孔处设置单向通风设备300，使得本发明在使用时能够让既有隧道内的气体污染物经过单向通风设备300流入至排风通道中，同时也使得流入至排风通道内的气体污染物不会回流至既有隧道内，进而使得经过排风通道排出的气体污染物仅需被进行一次处理即可。
80.作为优选实施例，在本实施例中，示例的单向通风设备300优选采用单向阀。
81.可选地，所述单向通风设备300设置为单向活塞阀301。
82.在本实施例中，如图4所示，将单向通风设备300设置为单向活塞阀301，使得本发明在使用时能够有效保证既有隧道内的气体污染物仅单向流入至排风通道中，有效保证了气体污染物不会回流至既有隧道内。
83.可以进一步说明的是，本实施例示例的单向活塞阀301包括阀体，所述阀体设置在所述通风孔上，所述阀体内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述阀体固定连接，另一端固定连接有钢球，所述钢球在所述阀体的内腔中左往复运动以实现对所述阀体的开合。
84.通过这一设置，使得本发明在使用时能够通过轴流风机200产生的风力作用实现对单向活塞阀301的开合，进而使得既有隧道内的气体污染物能够经由单向活塞阀301单向流入排风通道内。
85.可选地，还包括：
86.格栅302，所述格栅302设置在所述单向活塞阀301的进口端。
87.在本实施例中，如图4实施，通过在单向活塞阀301的进口端设置格栅302，使得本发明在使用时能够对经过单向活塞阀301进入排风通道内的气体污染物进行初次过滤，进而使得粒径较大的颗粒物被截留在既有隧道内，有效防止了较大粒径的颗粒物对排风通道造成的堵塞的隐患，提升了本发明的耐久性。
88.作为优选实施方式，在本实施例中，可以进一步示例的是，所述的两相邻格栅302间间距不大于1毫米。
89.可选地，所述净化处理设备400包括：
90.钢架401，所述钢架401固定设置在所述既有隧道的出口处的顶部；
91.净化主机402，所述净化主机402固定设置于所述钢架401上，所述净化主机402与各所述开口连通；以及
92.净化件403，所述净化件403设置在所述净化主机402与各所述开口的连接处。
93.如图1所示，在本实施例中，通过设置钢架401，将钢架401固定在既有隧道的隧道顶，并且在钢架401上设置净化主机402，利用净化主机402对排风通道内输送的气体污染物进行处理，进而使得本发明实现了对气体污染物进行处理的功能，同时的，在净化主机402
与排风通道的连接处设置净化件403，使得本发明在使用时能够对进入净化主机402的气体污染物进行二次处理，达到截留进入净化主机402内的气体污染物中携带的微粒的目的。
94.在本实施例中，示例的净化主机402为常规现有技术中能够对气体污染物进行净化处理的设备，本发明仅对其进行应用，并未涉及结构的改进，故而此处不再一一赘述。不过可以示例的是，示例的净化主机包括但不限于如下类型：
95.可选地，所述净化件403用于处理所述气体污染物中携带的微粒，所述微粒的直径大于或等于0.3μm。
96.在本实施例中，示例的净化件403主要由hepa高效过滤网构成，主要作用为对捕集尾气进行最为有效的处理，(hepa高效过滤网对直径为0.3微米(头发直径的1/200)以上的微粒去除效率可达到99.97％以上)。与此同时，需要视隧道内车流量对过滤网进行不超过6周的定期专业清洗、更换，保证整套污染物处理装置能够持续运行。
97.通过上述方案，通过在既有隧道内设置平流层排风件100，并且在平流层排风件100内部设置至少一端开口的排风通道，将排风通道的开口与外界连通，同时在排风通道上设置至少一个排风孔，使得排风孔与既有隧道内的空间连通，然后在排风通道内设置至少一个轴流风机200，通过轴流风机200让排风通道内的气流向既有隧道外流出，对既有隧道内的风场进行改变，以使得排风通道形成微负压环境，进而使得既有隧道内气体污染物能够经过排风通道上的通风孔流入排风通道，并最终经过排风通道向外界排出，经过排风通道排出至外界环境的气体污染物再经过设置在开口处的净化处理设备400的净化处理，最终使得排放至外界环境中的气体变为无污染的气体，解决了现有技术中在特殊环境或者环境地带的既有隧道排出的气体会对环境造成污染的技术缺陷。
98.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。