带有静电过滤器的高速隧道风机组件

摘要

公开了一种带有静电过滤器的隧道风机组件。该隧道风机组件包括：圆柱状隧道风机；以及静电过滤器，所述静电过滤器包括导管组件，所述导管组件包括多个导管，所述多个导管平行排列，以形成圆柱形状，每个导管具有静电感应装置，用于通过感应电压收集微尘，其中所述静电过滤器连接于所述隧道风机的前面或后面。

权利要求

1.一种带有静电过滤器的隧道风机组件，该隧道风机组件包括：

隧道风机，所述隧道风机用于将空气驱使到隧道的外部；以及

静电过滤器，所述静电过滤器连接于所述隧道风机，

其中所述静电过滤器包括：

导管组件，所述导管组件包括多个平行排列的导管和插入所述多个导管中的多个旋转式突出板，每个旋转式突出板具有多个形成于其两侧上的突出，其中所述旋转式突出板以扭转形式形成；

供电架，所述供电架设置在所述导管组件的前面和后面，连接于所述旋转式突出板，并且电连接到外部的供电装置；

壳体，所述壳体用于容纳所述导管组件，并且具有形成在其内壁上的绝缘模制件，该绝缘模制件用于电绝缘所述导管组件；以及固定环，所述固定环插到所述导管组件上，并且电连接到所述供电装置，其中所述隧道风机和静电过滤器通过另一隧道风机连接；

所述导管具有六边形的横截面；所述供电架包括水平支撑件和垂直支撑件，所述水平支撑件和垂直支撑件以格子形式排列；所述导管具有多个凹槽，所述凹槽沿纵向方向形成于所述导管的内壁上；所述旋转式突出板的宽度为六边形导管的直径的1/3-1/2，所述突出的高度为六边形导管的直径的1/10-1/8；所述供电架还包括张力调整装置，所述张力调整装置用于紧固或放松连接于旋转式突出板的水平支撑件，从而调整旋转式突出板的张力。

2.根据权利要求1所述的隧道风机组件，其中所述静电过滤器还包括用于涂饰导管组件的组件涂饰装置，其中所述组件涂饰装置由不燃的硅基材料制成。

说明书

带有静电过滤器的高速隧道风机组件

技术领域

[0001] 本发明涉及高速隧道风机，如射流风机或增压风机，该高速隧道风机安装在隧道的顶篷上，以排出空气，从而给隧道通风。更具体地，本发明涉及带有静电过滤器的高速隧道风机组件，其中静电过滤器连接于高速隧道风机的前面或后面，用于收集包含在吸入高速隧道风机中或从高速隧道风机排出的空气中的污染物，如灰尘或微粒，从而清洁隧道中被污染的空气。

背景技术

[0002] 由于隧道建筑技术的进步，隧道的数量日益增多，并且隧道较长。由于隧道较长，流通空气变得更加困难，并且车辆产生的煤烟、烟尘、污染物和微尘的密度较高。

[0003] 隧道内部的空气密度低于隧道外部的空气密度，并且对流现象不经常出现，因而隧道内部的空气污染非常严重。

[0004] 隧道内部空气污染的结果表明，隧道内部的空气污染如此严重，以至于杂质(如微尘(PM10)、二氧化碳和挥发性有机化学物质)的含量超出了最大限度的参考值的五倍。3
特别地，对于微尘(PM10)而言，能够检测到大约139μl/m，该含量远远高于其它有害物质的含量。

[0005] 微尘就是直径小于10微米的空气动力学灰尘，并且当连续吸入它们时，会对人的身体造成严重的问题。

[0006] 此外，空气污染和隧道内部的杂质会使驾驶员在确定视野以及保持安全的跟随距离方面存在困难，导致较高的事故发生率，并且对驾驶员的呼吸器官造成呼吸性疾病。

[0007] 隧道内被污染的空气排放到隧道周围的居住区，从而污染农作物或土壤，造成巨大的损害。

[0008] 为了防止隧道内的空气被污染，有必要在隧道内安装集尘装置，以清洁要从隧道中排出的空气。

[0009] 然而，如图1所示，高速隧道鼓风装置20安装在隧道中，以驱使隧道中的空气，使空气排放到隧道的外部，但是没有用于清洁要从高速隧道鼓风装置20中排出的空气的方法。

[0010] 具有相对简单的结构和较高的集尘效率的静电沉淀装置可以作为集尘装置连接于高速隧道鼓风装置，但是在使用现有的静电沉淀装置方面存在几个问题。

[0011] 首先，对于高速流经静电沉淀装置的气体而言，只要空气流速在静电沉淀装置的极限空气流速上增加1m/s，集尘效率就会降低大约5～10％，从而集尘效率低下。

[0012] 其次，静电沉淀装置的充电部分通常使用金属丝方法或锯齿方法，但是由于当气体高速流动时反应结构面积较小，存在给污染的灰尘或微粒充电的限制，从而不能保持高的集尘效率。

[0013] 最后，用于收集灰尘或微粒的集尘部分由交流板(alternate plate)或不锈钢板制成，但是交流板或不锈钢板在收集和储存污染的灰尘或微粒方面存在限制，在产生静电感应电压方面不具有恒定的分布，并且由于低效的电压使用造成动力消耗较高，所以具有较低的效率。

[0014] 因此，为了使用板式集尘部分收集污染的灰尘或微粒，需要大量的板结构。

[0015] 由于这些原因，不可能将静电沉淀装置连接于高速隧道鼓风装置。

发明内容

[0016] 本发明的一个目的是提供一种带有静电过滤器的高速隧道风机组件，其中，隧道内的煤烟、烟尘、污染的微粒以及微尘被收集起来，从而清洁隧道内的空气，并且即使气体具备高于10m/s(例如，大约15m/s至30m/s)的较高的气体流速，也能够实现较高的集尘效率。

[0017] 本发明的另一个目的是提供一种带有静电过滤器的高速隧道风机组件，用于瞬间去除有毒的煤烟和烟尘，以减少受害者。

[0018] 本发明的一个方面提供了一种带有静电过滤器的隧道风机组件，该隧道风机组件包括：圆柱状的隧道风机；以及静电过滤器，所述静电过滤器包括导管组件，所述导管组件包括多个导管，所述多个导管平行排列以形成圆柱状，每个导管具有静电感应装置，用于通过感应电压收集微尘，其中所述静电过滤器连接于隧道风机的前面或后面。

[0019] 所述静电感应装置包括插入所述多个导管中的多个旋转式突出板，每个旋转式突出板具有多个形成于其两侧的突出，其中所述旋转式突出板以扭转形式形成。

[0020] 所述静电过滤器还包括供电架，所述供电架设置在导管组件的前面和后面，连接于旋转式突出板，并且电连接到外部的供电装置。

[0021] 所述静电过滤器还包括壳体，所述壳体用于容纳导管组件，并且具有形成于其内壁上的绝缘模制件(mold)，用于电绝缘导管组件。

[0022] 所述导管具有六边形的横截面。

[0023] 所述静电过滤器还包括固定环，所述固定环插到所述导管组件上，并且电连接到供电装置，其中所述隧道风机通过所述固定环连接于导管组件。

[0024] 所述供电架包括水平支撑件和垂直支撑件，所述水平支撑件和垂直支撑件以格子形式排列。

[0025] 所述导管具有多个凹槽，所述凹槽沿纵向方向形成于其内壁上。

[0026] 所述静电过滤器还包括用于涂饰导管组件的组件涂饰装置。

[0027] 所述组件涂饰装置由不燃的硅基材料制成。

[0028] 所述旋转式突出板的宽度为六边形导管的直径的1/3-1/2，所述突出的高度为六边形导管的直径的1/10-1/8。

[0029] 所述供电架还包括张力调整装置，用于紧固或放松连接于旋转式突出板的水平支撑件，从而调整旋转式突出板的张力。

[0030] 本发明的另一方面提供了一种带有静电过滤器的隧道风机组件，该隧道风机组件包括：隧道风机，所述隧道风机用于将空气驱使到隧道的外部；以及静电过滤器，所述静电过滤器连接于所述隧道风机，其中所述静电过滤器包括：导管组件，所述导管组件包括多个平行排列的导管和插入所述多个导管中的多个旋转式突出板，每个旋转式突出板具有多个形成于其两侧上的突出，其中所述旋转式突出板以扭转形式形成；供电架，所述供电架设置在所述导管组件的前面和后面，连接于所述旋转式突出板，并且电连接到外部的供电装置；壳体，所述壳体用于容纳所述导管组件，并且具有形成在其内壁上的绝缘模制件，用于电绝缘所述导管组件；以及固定环，所述固定环插到所述导管组件上，并且电连接到所述供电装置，其中所述隧道风机和静电过滤器通过另一隧道风机连接。

附图说明

[0031] 图1表示传统的高速隧道风机；

[0032] 图2表示根据本发明一种典型实施方式的带有静电过滤器的高速隧道风机组件，其中图2(a)表示分解图，图2(b)表示工作状态图，图2(c)表示轴侧视图；

[0033] 图3表示六边形导管的一个例子，用于描述本发明的静电过滤器的集尘原理以及根据本发明典型实施方式的六边形导管的结构特征，其中图3(a)表示主视图，图3(b)表示轴侧视图；

[0034] 图4表示根据本发明典型实施方式的旋转式突出板的一个例子，其中图4(a)表示六边形导管的立体图，图4(b)表示六边形导管中的旋转式突出板扭转过程的示意图；

[0035] 图5表示根据本发明典型实施方式的旋转式突出板的一个例子；

[0036] 图6表示根据本发明典型实施方式的旋转式突出板的功能；

[0037] 图7表示根据本发明典型实施方式的六边形导管组件、旋转式突出板和供电架的组装结构，其中图7(a)表示六边形导管组件的立体图，图7(b)表示六边形导管组件与供电架的装配立体图；

[0038] 图8表示根据本发明典型实施方式的静电过滤器的组件涂饰装置，其中图8(a)表示组件涂饰装置的立体图，图8(b)表示组件涂饰装置的轴侧视图；

[0039] 图9表示根据本发明典型实施方式的静电过滤器的固定环；

[0040] 图10表示根据本发明典型实施方式的壳体的一个例子；

[0041] 图11表示根据本发明典型实施方式的静电过滤器。

[0042] 附图标记说明：

[0043] 1：高速隧道风机； 2：静电过滤器； 10：六边形导管组件；

[0044] 20：旋转式突出板； 22：突出； 24：连接部分； 30：供电架；

[0045] 32：水平支撑件； 34：垂直支撑件； 36：张力调整装置； 40：壳体；

[0046] 42：电连接部分； 44：固定装置； 50：高电压供应装置；

[0047] 60：组件涂饰装置； 70：固定环； 80：绝缘模制件。

具体实施方式

[0048] 下面，将对本发明的典型实施方式进行详细描述。然而，本发明并不局限于下面公开的典型实施方式，而是可以以各种形式实施。因此，该典型实施方式用于充分公开本发明，并且用于将本发明的范围充分地告知本领域的普通技术人员。

[0049] 图2表示根据本发明典型实施方式的带有静电过滤器的高速隧道风机组件。如图2(a)所示，高速隧道风机组件包括静电过滤器2，所述静电过滤器2连接到高速隧道风机1的前面或后面，使高速隧道风机1和静电过滤器2位于一条直线上。

[0050] 由于高速隧道风机1和静电过滤器2连接在一条直线上，所以隧道内部的空气不需要改变其流动方向，就可以流经高速隧道风机1和静电过滤器2，如图2(b)所示。也就是说，如图2(c)所示，静电过滤器2中的多个六边形导管与高速隧道风机1位于一条直线上，从而有可能在不扰动气流的前提下收集灰尘或微粒。

[0051] 这种结构的带有静电过滤器2的高速隧道风机组件收集空气中的煤烟、烟尘、污染物以及微尘，或者小于10微米的微粒，清洁隧道内被污染的空气，所述空气以高于10m/s的空气流速流动。

[0052] 下面，将参考图3至图11，更加详细地描述根据本发明典型实施方式的连接于高速隧道风机1的静电过滤器2。

[0053] 所述静电过滤器2包括六边形导管组件10、旋转式突出板20、供电架30、壳体40和高电压供应装置(或者供电装置)50。

[0054] 所述六边形导管组件10包括多个预定长度的六边形导管100，所述六边形导管100由铝制成，被电接地，并且平行排列。所述六边形导管组件10与高速隧道风机1设置在一条直线上。

[0055] 所述旋转式突出板20具有多个形成于其两侧上的突出22和形成于其两端上的连接部分24。所述旋转式突出板20由长于六边形导管100的金属板制成。所述旋转式突出板20以扭转形式形成，以向收集对象(例如灰尘或微粒)提供离心力，并且插入每个六边形导管100中而位于每个六边形导管100的中心。

[0056] 所述供电架30位于六边形导管组件100的前面或后面并且连接于旋转式突出板20的连接部分24，从而固定旋转式突出板20，所述连接部分24暴露在六边形导管100的外部。所述供电架30还将旋转式突出板20电连接到高电压供应装置50。

[0057] 所述壳体40具有圆柱形状，壳体40的前面和后面是敞开的，以容纳六边形导管组件10。所述壳体40具有固定装置70和绝缘模制件，所述固定装置70以一对一的方式连接到高速隧道风机1的外壳的前面或后面，所述绝缘模制件以预定厚度形成在壳体40的内壁上。

[0058] 所述高电压供应装置50电连接于供电架30，以向旋转式突出板20供应高电压。

[0059] 图3表示六边形导管的一个例子，用于描述发明的静电过滤器的集尘原理以及根据本发明典型实施方式的六边形导管的结构特征。所述六边形导管100由具有良好的导电特性的材料(如铝)制成，并且具有如图3(b)所示的六边形横截面。

[0060] 所述六边形导管100可以具有沿纵向方向形成于内表面上的多个凹槽，如图3(b)所示。所述凹槽用于增大六边形导管的内表面面积，即收集表面面积，从而提高集尘效率。

[0061] 扭转的旋转式突出板20位于电接地的六边形导管100的纵向方向的中央。

[0062] 当高电压通过供电架30从高电压供应装置50施加于旋转式突出板20时，正(+)静电感应出现在旋转式突出板20的周围，负(-)静电感应出现在六边形导管100的皱状内壁100a的内壁中。

[0063] 在这种情况下，当含有微尘或微粒的空气流入六边形导管100中时，微尘或微粒在与由旋转式突出板20转动的空气一起旋转的同时被充电，如图3(a)所示。被充电的微尘或微粒被库仑力和离心力吸引并吸到内表面，即六边形导管100的内壁100a，从而清洁隧道内部被污染的空气。

[0064] 这种结构的六边形导管100和旋转式突出板20扩大了要被充电的部分。也就是说，由于充电出现在整个六边形导管100中，所以集尘性能得到改善。此外，由于被污染的空气旋转，以向微尘或微粒提供离心力，微尘或微粒得以结合，因此甚至有可能收集直径小于10微米的微尘或微粒。

[0065] 图4表示根据本发明典型实施方式的旋转式突出板的一个例子。所述旋转式突出板20设计成在两侧上形成突出22，在两端上形成连接部分24，并且旋转式突出板20是扭转的，以向收集对象提供离心力。所述旋转式突出板20插入每个六边形导管100中并且位于其中心。此时，两个连接部分24都如图4(a)所示向外暴露在六边形导管100的外部。

[0066] 所述旋转式突出板20具有预定宽度的扭转结构，用于向流动空气提供旋转力以产生涡流，如图4(b)所示。

[0067] 优选地，为了产生涡流，所述旋转式突出板20的宽度D2为六边形导管100的直径D1的1/3-1/2，并且所述突出22的高度D3为六边形导管100的直径D1的1/10-1/8。

[0068] 所述扭转的数量优选为一周(360度)，但是根据需要，两周或三周也是可能的。

[0069] 图5表示根据本发明典型实施方式的旋转式突出板的一个例子。如图5所示，如果皱状收集管10的直径D1为100毫米，则旋转式突出板20的宽度D2为50毫米，突出22的高度D3为10毫米。

[0070] 因此，旋转表面以宽度30毫米沿着六边形导管10形成，并且流经六边形导管10的空气被旋转表面旋转，从而包含在旋转空气中的微尘或微粒被一起旋转。

[0071] 图6表示根据本发明典型实施方式的旋转式突出板的功能。如图6所示，由于位于接地的六边形导管100中的旋转式突出板20电连接到高电压供应装置50并且位于纵向方向的中心，所以当高电压从高电压供应装置50作用于旋转式突出板20时，通过感应电压，正静电感应沿着旋转式突出板20周围的旋转式突出22出现，负静电感应则出现在六边形导管10的内侧壁中。

[0072] 因此，流入六边形导管100中的空气沿着旋转式突出板20旋转，包含在旋转空气中的微尘或微粒3被一起旋转，并被库仑力和离心力收集和附着到六边形导管100的内壁上。

[0073] 图7表示根据本发明典型实施方式的六边形导管组件、旋转式突出板和供电架的组装结构。

[0074] 如图7(a)所示，六边形导管组件10设计成多个六边形导管100平行排列，以形成圆柱形状。

[0075] 为了电绝缘六边形导管组件10并保持其组件状态，如图8所示，六边形导管组件10被组件涂饰装置60涂饰预定厚度。优选地，不燃的硅基材料用作组件涂饰装置60。

[0076] 即，如图8(a)所示，组件涂饰装置60围绕六边形导管组件10的整个外表面。所述组件涂饰装置(材料)60用于在固定六边形导管10的同时外绝缘六边形导管组件10，以保持其组件状态，如图8(b)所示。

[0077] 图9表示根据本发明典型实施方式的静电过滤器的固定环。固定环70插入被组件涂饰装置60涂饰的六边形导管组件10的前面和后面。所述固定环70突出预定长度，连接到供电架30，并且电连接到高电压供应装置50。

[0078] 由于固定环70，用于固定旋转式突出板20的供电架30得到固定，并且电连接到高电压供应装置50。

[0079] 这里，由于旋转式突出板20插入每个六边形导管100中，所以旋转式突出板20的数量基本等于六边形导管100的数量，如图7(b)所示。

[0080] 如上所述，固定旋转式突出板20，使旋转式突出板20连接到插入六边形导管组件10的前面和后面的固定环70，并且通过固定环70连接到电连接到高电压供应装置50的供电架30。因此，旋转式突出板20通过高于11000伏的直流(DC)电压被供应电荷。

[0081] 供电架30可以通过各种形式实现。例如，如图7(b)所示，供电架30包括水平支撑件32和垂直支撑件34。水平支撑件32和垂直支撑件34的任意一个电连接到高电压供应装置50。水平支撑件32和垂直支撑件34通过张力调整装置36彼此连接，用于调整旋转式突出板20的张力。

[0082] 所述张力调整装置36可以具有用于紧固或放松连接到旋转式突出板20的水平支撑件32的结构，用于调整旋转式突出板20的张力，如图7(b)所示。

[0083] 图10表示根据本发明典型实施方式的壳体的一个例子。

[0084] 通过组件涂饰装置60涂饰且装有固定环的六边形导管组件10插入壳体40中，所述壳体40具有形成在其内壁上的绝缘模制件80。

[0085] 所述绝缘模制件80由合成树脂制成，用于将静电过滤器与高电压电绝缘。所述绝缘模制件80用作壳体的框架。

[0086] 总而言之，本发明的静电过滤器2设计成多个六边形导管100组装在一起以形成六边形导管组件10，所述六边形导管组件10通过组件涂饰装置60涂饰，所述固定环插入六边形导管组件10的前面和后面，并且这种六边形导管组件10被壳体40容纳。

[0087] 所述旋转式突出板20插入每个六边形导管100中，并且连接到连接于固定环70的供电架30。这种六边形导管组件10被壳体40容纳，所述壳体40具有形成在其内壁上的绝缘模制件80。

[0088] 所述六边形导管组件10电接地，固定环70电连接到高电压供应装置50。

[0089] 图11表示根据本发明典型实施方式的静电过滤器。如图11所示，壳体40还可以包括连接到高电压供应装置50的电连接部分42和用于将静电过滤器固定到隧道顶篷的固定装置。

[0090] 虽然没有详细表示，壳体40以一对一的方式连接到高速隧道风机1的外壳，并且所述连接部分优选是密闭的。优选地，壳体40可拆卸地连接到高速隧道风机1。

[0091] 根据本发明的带有静电过滤器的高速隧道风机组件具有以下的优点。即使被污染的空气以大于10m/s(例如，15m/s至30m/s)的高的气体流速流动，也可以收集该被污染的空气中的微尘或微粒。微尘或微粒通过每个六边形导管中的涡流而结合并通过离心力收集，从而微粒收集性能得到改善。结果，被高速隧道风机驱使并且排出隧道之外的被污染的空气是清洁的，从而防止隧道的环境被污染。

[0092] 此外，在相同数量的六边形导管中，集尘面积得到增大，从而集尘性能、收集的灰尘量以及集尘效率得到改善。