一种隧道竖井顶部负压抽风装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种隧道竖井顶部负压抽风装置，包括筒形风管，在风管的一端设置有迎风筒，迎风筒为空心的圆锥台形结构，迎风筒的小端与风管贯通连接；风管的另一端设置有尾舵，尾舵设置在风管端面的直径线上，且尾舵与风管的端面垂直；在风管的外壁上设置有与风管贯通连接的空心转轴。本实用新型根据流体力学原理，设计了一种负压抽风装置，在自然风通过迎风筒向尾舵一面流动时，会在风管内部产生负压，从而对竖井内部气体起到吸抽作用，并且能自动调整最有利的风向。本装置结构简单，成本低，安装设置方便，充分利用了自然能源，符合绿色发展的理念。
【专利说明】-种隧道竖井顶部负压抽风装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及道路工程【技术领域】，特别是涉及一种用于隧道坚井类负压抽风风 道装置。
【背景技术】
[0002] 普通的隧道坚井顶部一般都不设有辅助通风的装置，或采用风机进行辅助通风， 而公路隧道多位于偏远山区，采用风机对隧道进行通风换气时，是在坚井顶部设置若干个 风扇，向同一方向扇风；风扇工作时带动坚井顶部空气流动，以实现坚井当中的气体加速排 出，但风机工作时易产生环流，通风效率差；并且，偏远山区能源供给有限，对于多个坚井的 长隧道，需要设置大量的风机以辅助通风，对能源供给是一个巨大挑战，要投入、维护的成 本高；由于成本原因使许多公路隧道坚井顶部不设置辅助通风装置，造成了隧道中通风条 件差，汽车尾气污染物、粉尘等造成隧道中能见度降低，带来行车安全隐患；如遇到冒顶等 自然灾害，隧道中通风情况更加不容乐观。
【发明内容】
[0003] 针对上述现有技术提出的问题，本实用新型的目的在于，提供一种提出一种利用 自然风能实现隧道坚井辅助抽风的装置。
[0004] 为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
[0005] -种隧道坚井顶部负压抽风装置，包括筒形风管，在风管的一端设置有迎风筒，迎 风筒为空心的圆锥台形结构，迎风筒的小端与风管贯通连接；风管的另一端设置有尾舵，尾 舵设置在风管端面的直径线上，且尾舵与风管的端面垂直；在风管的外壁上设置有与风管 贯通连接的空心转轴。
[0006] 进一步地，空心转轴与迎风筒之间的距离小于空心转轴与尾舵之间的距离，空心 转轴的直径小于风管的直径。
[0007] 进一步地，尾舵采用一个直角梯形板，梯形板的上底长度与风管的直径相同，梯形 板的下底长度大于风管直径；梯形板与空心转轴的轴心线处于同一平面。
[0008] 进一步地，尾舵的高度大于迎风筒的高度。
[0009] 本实用新型根据流体力学原理，设计了一种负压抽风装置，在自然风通过迎风筒 向尾舵一面流动时，会在风管内部产生负压，从而对坚井内部气体起到吸抽作用，并且能自 动调整最有利的风向。本装置结构简单，成本低，安装设置方便，充分利用了自然能源，符合 绿色发展的理念。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本装置的正视图；
[0011] 图2为本装置的俯视图；
[0012] 图3为本尾舵产生力矩时的风向示意图；
[0013] 图4为在图3的风向下装置上各部的力矩分布图；
[0014] 图中标号代表：1 一迎风筒，2-风管，3-尾航，4一空心转轴；
【具体实施方式】
[0015] 遵从上述技术方案，如图1和图2所示，针对于偏远山区能源匮乏，隧道通风条件 差的情况，本实用新型给出了一种负压抽风装置。
[0016] 一种隧道坚井顶部负压抽风装置，包括筒形空心且两端通透的风管2,在风管2的 一端同轴设置有迎风筒1，迎风筒1为空心的圆锥台形结构，迎风筒1的小端与风管2贯通 连接；迎风筒1的作用是增大进风面积，其大端的面积较小端的面积大，而小端与风管2贯 通连接。小端和大端分别指圆锥台底面较小的一端和底面较大的一端。
[0017] 风管2的另一端设置有尾舵3,尾舵3设置在风管2端面的直径线上，且尾舵3与 风管2的端面垂直；风管2两端是通透的，一端连接迎风筒1，另一端仅在直径线上设置用 于调整其方向的尾舵3 ;尾舵3为直角梯形板，梯形板上底长度与风管2的直径相同，即梯 形板的直角边与风管2外壁上的直线处于一条线上，而梯形板的厚度远远小于风管2厚度， 不会造成风阻而影响排风；梯形板的下底长度大于风管2直径，对风向起到更好的导向作 用；梯形板与空心转轴4的轴心线处于同一平面，这样尾舵3在受风力的推动而带动整个装 置转动时，可保持其在转动过程中，只产生处于空心转轴4横截面圆周方向的力，从而减小 摩擦，利于转动；尾舵3的高度大于迎风筒1的高度，尾舵3的高度是指尾舵3上底、下底之 间的距离，迎风筒1的高度是指其大端、小端之间的距离，这样尾舵3有更大的迎风面。
[0018] 在风管2的外壁上设置有与风管2贯通连接的空心转轴4,由于负压风区更靠近迎 风筒1的小端，因此转轴与迎风筒1之间的距离小于空心转轴4与尾舵3之间的距离；空心 转轴4的直径小于风管2的直径，这样其上部有足够空间产生负压，以对坚井内部的空气起 到良好的吸引效果。
[0019] 空心转轴4的结构可广泛选择，只要其安装在坚井顶面时，能带动整个装置在空 心转轴4的圆周方向转动即可。如在一种空心转轴4结构中，空心转轴4的上端与风管2 外壁贯通连接，其下端在内部圆周上开设一圈凹槽；对应地，在坚井顶端圆周上设置一圈滑 槽，用以安装空心转轴4 ;并且可以在滑槽中加装滚珠，以利于其转动。
[0020] 本实用新型原理如下：
[0021] 当外部空气从迎风筒1的大端流入到风管2的过程中，由于空气的流动是连续的， 处处没有空隙，空气流场中各点均无随时间的分子堆积，因而单位时间内，流入迎风筒1截 面的空气质量必然相等，即：
【权利要求】
1. 一种隧道坚井顶部负压抽风装置，其特征在于，包括筒形风管（2)，在风管（2)的一 端设置有迎风筒（1)，迎风筒（1)为空心的圆锥台形结构，迎风筒（1)的小端与风管（2)贯 通连接；风管（2)的另一端设置有尾舵（3)，尾舵（3)设置在风管（2)端面的直径线上，且 尾舵（3)与风管（2)的端面垂直；在风管（2)的外壁上设置有与风管（2)贯通连接的空心 转轴（4)。
2. 如权利要求1所述的隧道坚井顶部负压抽风装置，其特征在于，空心转轴（4)与迎风 筒⑴之间的距离小于空心转轴⑷与尾舵（3)之间的距离，空心转轴⑷的直径小于风 管⑵的直径。
3. 如权利要求1所述的隧道坚井顶部负压抽风装置，其特征在于，尾舵（3)采用一个 直角梯形板，梯形板的上底长度与风管（2)的直径相同，梯形板的下底长度大于风管（2)直 径；梯形板与空心转轴（4)的轴心线处于同一平面。
4. 如权利要求1所述的隧道坚井顶部负压抽风装置，其特征在于，尾舵（3)的高度大于 迎风筒（1)的高度。
【文档编号】F04F5/16GK204164053SQ201420502490
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】郑晅, 张东省, 陈艳超, 李雪, 杨少文, 高一然, 周义程 申请人:长安大学