一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统技术方案

一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统；包括外接电源、空气压缩机、输气管、输电线与多个发电节段；外接电源与空气压缩机连接，空气压缩机与输气管连接，输气管与多个发电节段分别连接，多个发电节段分别与输电线连接，输电线与空气压缩机连接。发电节段包括储气管、发电机组和出气管；储气管通过联通管与输气管连接，储气管通过横向连接管与出气管连接，联通管、横向连接管分别安装有压力开关；发电机组安装在出气管内部，出气管的一端设有数量众多的出气孔。出气孔保证隧道内部气流的平缓流动，满足通风需求。外接电源作为首次运行的能量，出气管高压空气流动，带动发电机组运转发电，输送至空气压缩机作为下一循环的能量来源。

A self circulation ventilation system in tunnel and underground space

【技术实现步骤摘要】
一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统
本专利技术属于隧道通风与清洁能源循环利用
，具体地说是一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统。
技术介绍
近年来，随着经济的高速发展，地球上不可再生的能源供应日趋紧张，可再生能源的开发与利用逐渐引起人类的高度重视，相关科学研究者从不同的领域分别对可再生能源进行了大量的研究工作。其中，利用压缩空气发电这一技术得到了空前的发展。空气遍布人类活动的空间，但它没有固定的形状和体积。如果对密闭容器中的空气施加压力，空气的体积就会被压缩，使得容器内部压强增大，待压强达到一定程度后可通过放气阀门和输气管道向气轮机内排放，从而可利用高压空气冲动气轮机叶轮运转并拖动发电机转子运转这一原理而自循环发电。目前，国内外隧道与地下空间的通风方式基本是采用纵向通风的方式，部分长大隧道采用纵向和横向通风的组合方式，但是这两种方式都是要通过外接电源带动风机不停的运转来实现。这种方式虽然能够解决隧道通风问题，但是整体通风效率仍较低，并且随着隧道与地下空间长度和空间的增大，风机通风运营成本也会增加。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种容易实施、结构简单、成本较低的设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统。该系统能够充分利用隧道与地下空间内较大的富裕空间，在不影响隧道与地下空间结构安全和正常使用的前提下，通过自动循环空气产生电能、解决长大隧道与地下空间通风不足的问题，达到能量循环利用的目的。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下：一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统；其特征在于：包括外接电源、空气压缩机、输气管、输电线与多个发电节段；外接电源与空气压缩机连接，空气压缩机与输气管连接，输气管与多个发电节段分别连接，多个发电节段分别与输电线连接，输电线与空气压缩机连接。发电节段包括储气管、发电机组和出气管；储气管通过联通管与输气管连接，储气管通过横向连接管与出气管连接，联通管上安装有I型压力开关，横向连接管上安装有II型压力开关；发电机组安装在出气管内部，出气管的一端设有数量众多的出气孔。发电机组分别通过连接线与输电线连接。本专利技术多个发电节段相互独立，多个独立的发电节段组成完整的发电系统，为空气压缩机提供续运行电源；发电机组分别通过连接线与输电线连接，即个独立的发电机组与输电线为并联连接，个别发电机组出现故障，对空气压缩机的运行不会产生影响。本专利技术特别适用于长大隧道与大体积地下空间工程。本专利技术须结合隧道与地下空间的实际结构情况使用，在具体实施时须具体设计各个构建的形式及安装位置，方能通过自循环产生并利用电能，达到节能的作用。本专利技术具有以下特点：1、隧道与地下空间断面形式由于其本身的受力特点，通常采用圆形、拱形或椭圆形。因此，隧道与地下结构内部空间在满足车道净空和实际使用空间的要求下仍然在顶部弧形部分存在较大的可利用空间，本专利技术将该通风系统固定在隧道与地下空间的顶部弧形结构上，其余系统构建布置在顶部弧形富裕空间中，能够节约投资。本专利技术在隧道与地下空间顶部弧形富裕空间内布置发电所需的相关构件，在不影响隧道与地下空间本身安全和正常运营的前提下，能够满足其通风的需求。2、本专利技术利用空气压缩机压缩空气，从而将存储的高压气体势能通过发电机装置转换为电能，并将发电机产生的电能传输给空气压缩机作为下一循环的能量来源，达到能量循环利用的目的。与常规的隧道与地下空间通风方式相比，该专利技术不仅能够满足其通风要求，而且能够实现能源的循环利用，大大降低通风运营成本。3、本专利技术将自循环通风系统分割成若干个独立的节段，将相互独立的发电节段之间采用并联的连接方式进行连接。这种并联方式可保证整个系统在后期能够持续正常运转，避免因部分节段出现问题而影响整个系统的正常运转，从而实现能量的不间断转换并供隧道与地下空间。4、本专利技术通过不断的向隧道内输送空气来发电实现能量的循环利用，整个系统在正常使用的情况下不需要与外界电源连接，在后期运营时若隧道内部发生火灾时，整个系统与外界电源连接可以在最短的时间内向隧道内部输送大量的空气，能够使火灾产生的烟雾及时排除，保证隧道内部被控人员的安全。5、本专利技术将出气管为两种结构，前段为普通管道，后段的管壁设置均匀分布的出气孔，这种布置方式能够减小系统正常运转时因高压空气释放所产的噪音，同时能够将出气管末端的高压空气分散排除，保证隧道与地下空间内部气流的平缓流动。附图说明图1为布置在隧道的本专利技术立面图；图2为图1的平面布置图；图3为单个发电节段结构示意图；图4为图3的A—A剖视图；图5为图3的B—B剖视图。图中：1—空气压缩机，2—输气管，3—I型压力开关，4—储气管，5—横向连接管，6—II型压力开关，7—出气管，8—发电机组，9—出气孔，10—外接电源，11—输电线，12—联通管，13—连接线，14—遮挡板，15—隧道。具体实施方式下面结合附图对本专利技术给予进一步的说明。如图2所示：一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统；其包括外接电源10、空气压缩机1、输气管2、输电线11与多个发电节段；外接电源10与空气压缩机1连接，空气压缩机1与输气管2连接，输气管2与多个发电节段分别连接，多个发电节段分别与输电线11连接，输电线11与空气压缩机1连接。图2所示的发电节段为五段。参见图3、图4与图5：发电节段包括储气管4、发电机组8和出气管7；储气管4通过联通管12与输气管2连接，储气管4通过横向连接管5与出气管7连接，联通管12上安装有I型压力开关3，横向连接管5上安装有II型压力开关6；发电机组8安装在出气管7内部位于出气管7的前段，出气管7的后段设有数量众多的出气孔9。每个发电机组8分别通过连接线13与输电线11连接。出气孔不仅保证隧道与地下空间内部气流的平缓流动，满足通风需求，还能够减小系统正常运转时因高压空气释放所产的噪音。五个发电节段相互独立，五个独立的发电节段组成完整的发电系统，为空气压缩机提供续运行电源。参见图1；本实施例为安装在隧道内的方式，通风系统固定在隧道15顶部弧形富裕空间，输气管2、储气管4、出气管7与输电线11沿隧道长度布设。不影响隧道本身安全和正常运营，能够满足隧道的通风需求。为了使隧道与地下空间弧形顶部不因设置该通风系统而影响视觉，在隧道15顶部设有遮挡板14，遮挡板14沿隧道长度方向布设，长度同该通风系统。遮挡板14设置圆形小通风孔，将本通风系统产生的风可均匀扩散。I型压力开关3和II型压力开关6为感应效应开关，当压力增大至某一限值时I型压力开关3将自动关闭，当压力减小至某一限值时I型压力开关3将自动开启；当压力增大至某一限值时II型压力开关6将自动开启，当压力减小至某一限值时II型压力开关6将自动关闭。对于大体积地下空间工程，根据地下空间的具体情况，沿地下空间的长度方向、在地下空间的顶部布设几排本专利技术，则能够满足大体积地下空间工程的通风需求。具体应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统；其特征在于：包括外接电源（10）、空气压缩机（1）、输气管（2）、输电线（11）与多个发电节段；外接电源（10）与空气压缩机（1）连接，空气压缩机（1）与输气管（2）连接，输气管（2）与多个发电节段分别连接，多个发电节段分别与输电线（11）连接，输电线（11）与空气压缩机（1）连接。/n

【技术特征摘要】
20190722 CN 20191066340601.一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统；其特征在于：包括外接电源（10）、空气压缩机（1）、输气管（2）、输电线（11）与多个发电节段；外接电源（10）与空气压缩机（1）连接，空气压缩机（1）与输气管（2）连接，输气管（2）与多个发电节段分别连接，多个发电节段分别与输电线（11）连接，输电线（11）与空气压缩机（1）连接。


2.如权利要求1所述的一种设置在隧道与地下空间内的自循环通风系统；其特征在于：发电节段包括储气管（4）、发电机组（8）和出气管（7）；储气管（4）通过联通管（12）与输气管（2）连接，储气管（4）通过横向连接管（5）与出气管（7）连接，联通管（12）上安装有I型压力开关（3），横向连接管（5）上安装有II型压力开...

【专利技术属性】
技术研发人员：童景盛，张伟强，
申请(专利权)人：中国市政工程西北设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62