地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法及裝置制造方法
【專利摘要】為了挖掘隧道通風(fēng)口所產(chǎn)生的價(jià)值，本發(fā)明提出了地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法及裝置，既在地鐵隧道豎井排風(fēng)口內(nèi)，串入水平軸流風(fēng)力發(fā)電機(jī)；并且在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)口輸出端再串一喇叭口管道，這樣形成一風(fēng)洞，以減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)對風(fēng)的阻力。風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能，經(jīng)整流濾波電路，逆變電路，交流升壓電路，產(chǎn)生穩(wěn)定的220V交流電，可持續(xù)不斷的供應(yīng)電力。
【專利說明】地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源回收再利用領(lǐng)域，尤其涉及一種地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前能源回收再利用技術(shù)，主要體現(xiàn)在供暖鍋爐蒸汽發(fā)電；內(nèi)燃機(jī)余熱再利用發(fā)電。而風(fēng)能發(fā)電多在沿海及島嶼，平原及山口這樣地區(qū)，這里風(fēng)速大，有效風(fēng)能密度大。除此之外在大城市相對風(fēng)速較小，不利于風(fēng)力發(fā)電，這樣就會使得城市的風(fēng)力資源造成浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法及裝置，其目的是解決在城市內(nèi)風(fēng)力無法利用造成浪費(fèi)的問題。
[0004]技術(shù)方案:
一種地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法，其特征在于:該方法是通過增加地鐵隧道的風(fēng)速帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓為13?25V的變化交流電，再通過二極管整流、經(jīng)電容器濾波、經(jīng)晶閘二極管逆變以及經(jīng)過升壓變壓器升壓后，變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。
[0005]風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率為I千瓦。
[0006]該方法步驟為:在地鐵隧道上直徑為I米的豎井排風(fēng)道的出風(fēng)口上方接一段風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道，將風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道的直徑擴(kuò)大至1.4米，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道與豎井排風(fēng)道連接的位置形成喇叭形斜面，通過該增加的風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道實(shí)現(xiàn)增大風(fēng)速進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電，在豎井排風(fēng)道的出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接至風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器，通過恒壓輸出控制器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓為13?25V的變化交流電變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。
[0007]一種實(shí)施上述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法所專用的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電裝置，包括設(shè)置在地鐵隧道上的直徑為I米的豎井排風(fēng)道，在豎井排風(fēng)道內(nèi)設(shè)置有軸流排風(fēng)機(jī)，其特征在于:在豎井排風(fēng)道的頂端出風(fēng)口設(shè)置一段風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道，風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道的直徑為1.4米，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道與豎井排風(fēng)道連接的位置形成喇叭形過渡斜面，在豎井排風(fēng)道的出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)電源輸出線連接至風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器。
[0008]恒壓輸出控制器包括熔斷器、濾波電容器、升壓變壓器、多個(gè)整流二極管和多個(gè)逆變晶閘二極管；多個(gè)整流二極管包括第一整流二極管、第二整流二極管、第三整流二極管、第四整流二極管、第五整流二極管和第六整流二極管，多個(gè)逆變晶閘二極管為第一逆變晶閘二極管、第二逆變晶閘二極管、第三逆變晶閘二極管和第四逆變晶閘二極管；第一整流二極管與第四整流二極管串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，第二整流二極管與第五整流二極管串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，第三整流二極管與第六整流二極管串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，三條整流二極管支路并聯(lián)形成整流二極管并聯(lián)電路，第一逆變晶閘二極管與第三逆變晶閘二極管串聯(lián)形成一個(gè)變晶閘二極管支路，第二逆變晶閘二極管與第四逆變晶閘二極管串聯(lián)形成另一個(gè)變晶閘二極管支路，兩個(gè)變晶閘二極管支路并聯(lián)形成變晶閘二極管并聯(lián)電路，變晶閘二極管并聯(lián)電路與濾波電容器并聯(lián)之后一端直接與整流二極管并聯(lián)電路連接，另一端通過熔斷器與整流二極管并聯(lián)電路連接；升壓變壓器通過第一個(gè)連接點(diǎn)連接至第一逆變晶閘二極管與第三逆變晶閘二極管之間，升壓變壓器通過第二個(gè)連接點(diǎn)連接至第二逆變晶閘二極管與第四逆變晶閘二極管之間。
[0009]電源輸出線引出三個(gè)輸出點(diǎn)，三個(gè)輸出點(diǎn)分別接至第一整流二極管與第四整流二極管之間、第二整流二極管與第五整流二極管之間以及第三整流二極管與第六整流二極管之間。
[0010]優(yōu)點(diǎn)及效果:為了挖掘隧道通風(fēng)口所產(chǎn)生的價(jià)值，本發(fā)明提出了地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法及裝置，既在地鐵隧道豎井排風(fēng)口內(nèi)，串入水平軸流風(fēng)力發(fā)電機(jī)；并且在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)口輸出端再串一喇叭口管道，這樣形成一風(fēng)洞，以減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)對風(fēng)的阻力。風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能，經(jīng)整流濾波電路，逆變電路，交流升壓電路，產(chǎn)生穩(wěn)定的220V交流電，可持續(xù)不斷的供應(yīng)電力。
[0011]本發(fā)明具體優(yōu)點(diǎn)如下:
本發(fā)明克服了自然風(fēng)能及太陽能具有季節(jié)性，隨機(jī)性，間歇性等發(fā)電不連續(xù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明在排風(fēng)口設(shè)置了一個(gè)喇叭口形風(fēng)洞，這對氣流具有明顯的加速作用，同時(shí)減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)對風(fēng)的阻力。提高了發(fā)電效率。本發(fā)明節(jié)省了利用自然風(fēng)所用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的調(diào)向機(jī)構(gòu)，尾舵和尾車。本發(fā)明節(jié)省了架設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架。本發(fā)明節(jié)省了儲能裝置一蓄電池組。
[0012]本發(fā)明風(fēng)力來源穩(wěn)定，同時(shí)也保證了發(fā)電的穩(wěn)定。。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1.是本發(fā)明的地鐵隧道排風(fēng)發(fā)電示意圖。
[0014]1、地平面；2、隧道；3、直徑I米的豎井排風(fēng)道；4、軸流排風(fēng)機(jī)；5、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)；6、風(fēng)力發(fā)電機(jī)電源輸出線；7、風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器；8、風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道；
9、隧道排風(fēng)出口 ；
圖2.是地鐵隧道排風(fēng)發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器電路圖。
[0015]VD1-VD6整流二極管、FUl熔斷器，Cl濾波電容器，VD7-VD10逆變晶閘二極管組成，B升壓變壓器。
[0016]【具體實(shí)施方式】:下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
本發(fā)明提供一種地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法，該方法是通過增加地鐵隧道的風(fēng)速帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓為13?25V的變化交流電，再通過二極管整流、經(jīng)電容器濾波、經(jīng)晶閘二極管逆變以及經(jīng)過升壓變壓器升壓后，變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率為I千瓦。
[0017]該方法步驟為:在地鐵隧道2上直徑H為I米的豎井排風(fēng)道3的上方接一段風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8，將風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8的直徑L擴(kuò)大至1.4米，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8與豎井排風(fēng)道3連接的位置形成喇叭形斜面，通過該增加的風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8實(shí)現(xiàn)增大風(fēng)速進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8內(nèi)設(shè)置水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)5，將水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)5連接至風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器7，通過恒壓輸出控制器7將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓為13?25V的變化交流電變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。
[0018]如圖1所示，地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電裝置，包括設(shè)置在地鐵隧道2上的直徑為I米的豎井排風(fēng)道3，在豎井排風(fēng)道3內(nèi)設(shè)置有軸流排風(fēng)機(jī)4，在豎井排風(fēng)道3的頂端設(shè)置一段風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8，風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8的直徑為1.4米，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8與豎井排風(fēng)道3連接的位置形成喇叭形過渡斜面，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道8內(nèi)設(shè)置有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)5，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)5通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)電源輸出線6連接至風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器7。
[0019]恒壓輸出控制器7包括熔斷器、濾波電容器、升壓變壓器、多個(gè)整流二極管和多個(gè)逆變晶閘二極管；多個(gè)整流二極管包括第一整流二極管VD1、第二整流二極管VD2、第三整流二極管VD3、第四整流二極管VD4、第五整流二極管VD5和第六整流二極管VD6，多個(gè)逆變晶閘二極管為第一逆變晶閘二極管VD7、第二逆變晶閘二極管VD8、第三逆變晶閘二極管VD9和第四逆變晶閘二極管VDlO ;第一整流二極管VDl與第四整流二極管VD4串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，第二整流二極管VD2與第五整流二極管VD5串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，第三整流二極管VD3與第六整流二極管VD6串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，三條整流二極管支路并聯(lián)形成整流二極管并聯(lián)電路，第一逆變晶閘二極管VD7與第三逆變晶閘二極管VD9串聯(lián)形成一個(gè)變晶閘二極管支路，第二逆變晶閘二極管VD8與第四逆變晶閘二極管VDlO串聯(lián)形成另一個(gè)變晶閘二極管支路，兩個(gè)變晶閘二極管支路并聯(lián)形成變晶閘二極管并聯(lián)電路，變晶閘二極管并聯(lián)電路與濾波電容器Cl并聯(lián)之后一端直接與整流二極管并聯(lián)電路連接，另一端通過熔斷器FUl與整流二極管并聯(lián)電路連接；升壓變壓器B通過第一個(gè)連接點(diǎn)連接至第一逆變晶閘二極管VD7與第三逆變晶閘二極管VD9之間，升壓變壓器B通過第二個(gè)連接點(diǎn)連接至第二逆變晶閘二極管VD8與第四逆變晶閘二極管VDlO之間。
[0020]電源輸出線6引出三個(gè)輸出點(diǎn)，三個(gè)輸出點(diǎn)分別接至第一整流二極管VDl與第四整流二極管VD4之間、第二整流二極管VD2與第五整流二極管VD5之間以及第三整流二極管VD3與第六整流二極管VD6之間。
[0021]本發(fā)明提供了地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法。指在需要供電的負(fù)載有充足，穩(wěn)定，連續(xù)的電壓。為了擬補(bǔ)自然風(fēng)或太陽能的晝夜性，季節(jié)性，隨機(jī)性，間歇性發(fā)電的不足，為了挖掘地鐵隧道排風(fēng)道風(fēng)力的能量，本發(fā)明采用地鐵隧道排風(fēng)豎井所排出的強(qiáng)大風(fēng)力，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。為了將風(fēng)能回收再利用，本發(fā)明在出風(fēng)口直徑I米的基礎(chǔ)上，又增加0.4m,成喇叭口形狀的排風(fēng)口，同時(shí)長度增加I米長；通過建立這樣一個(gè)風(fēng)洞，來增大風(fēng)速進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電，上游吸風(fēng)口小且圓柱形，下游出風(fēng)口大且圓柱形，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)對隧道豎井排風(fēng)不會增加阻力，這對氣流具有明顯的加速作用；可提高發(fā)電效率。一般說來，3級風(fēng)就有利用的價(jià)值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。而地鐵隧道通風(fēng)口風(fēng)速為6.0-9.0m/s，相當(dāng)于5級風(fēng)速。;安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率為I千瓦。風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓13?25V變化的交流電，通過VD1-VD6 二極管整流、經(jīng)Cl電容器濾波，VD7-VD10晶閘二極管逆變，B升壓變壓器升壓，變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。
[0022]所述的豎井排風(fēng)道3，采用豎井排風(fēng)方式，通風(fēng)口直徑在I米以上，風(fēng)速穩(wěn)定暢通。所述的軸流排風(fēng)機(jī)4，其風(fēng)速為每秒6.0-9.0m/s，相當(dāng)于5級風(fēng)速。因是排風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)力且穩(wěn)定可靠。所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)5為IKW水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0023]所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓控制器7將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的13?25V變化的交流電壓，經(jīng)整流變成直流電，電容濾波，然后再經(jīng)逆變電路，變成穩(wěn)定220V交流電，供應(yīng)給用戶。
[0024]所述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法不設(shè)置儲能蓄電池，而是利用穩(wěn)定的軸流排風(fēng)機(jī)4所排出來的風(fēng)，作為能量，這樣可節(jié)省開支。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法，其特征在于:該方法是通過增加地鐵隧道的風(fēng)速帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓為13~25V的變化交流電，再通過二極管整流、經(jīng)電容器濾波、經(jīng)晶閘二極管逆變以及經(jīng)過升壓變壓器升壓后，變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法，其特征在于:風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率為I千瓦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法，其特征在于:該方法步驟為:在地鐵隧道(2 )上直徑為I米的豎井排風(fēng)道(3 )的出風(fēng)口上方接一段風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8 )，將風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8)的直徑擴(kuò)大至1.4米，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8)與豎井排風(fēng)道(3)連接的位置形成喇叭形斜面，通過該增加的風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8)實(shí)現(xiàn)增大風(fēng)速進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電，在豎井排風(fēng)道(3)的出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(5)，將水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(5)連接至風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器(7)，通過恒壓輸出控制器(7)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓為13~25V的變化交流電變成穩(wěn)定的220V交流電，輸出電力。
4.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電方法所專用的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電裝置，包括設(shè)置在地鐵隧道(2 )上的直徑為I米的豎井排風(fēng)道(3 )，在豎井排風(fēng)道(3 )內(nèi)設(shè)置有軸流排風(fēng)機(jī)(4)，其特征在于:在豎井排風(fēng)道(3)的頂端出風(fēng)口設(shè)置一段風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8)，風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8)的直徑為1.4米，在風(fēng)洞結(jié)構(gòu)排風(fēng)管道(8)與豎井排風(fēng)道(3)連接的位置形成喇叭形過渡斜面，在豎井排風(fēng)道(3)的出風(fēng)口內(nèi)設(shè)置水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(5)，水平軸風(fēng)力發(fā) 電機(jī)(5)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)電源輸出線(6)連接至風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓輸出控制器(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電裝置，其特征在于:恒壓輸出控制器(7)包括熔斷器、濾波電容器、升壓變壓器、多個(gè)整流二極管和多個(gè)逆變晶閘二極管；多個(gè)整流二極管包括第一整流二極管(VDl )、第二整流二極管(VD2)、第三整流二極管(VD3)、第四整流二極管(VD4)、第五整流二極管(VD5)和第六整流二極管(VD6)，多個(gè)逆變晶閘二極管為第一逆變晶閘二極管(VD7)、第二逆變晶閘二極管(VD8)、第三逆變晶閘二極管(VD9)和第四逆變晶閘二極管(VDlO);第一整流二極管(VDl)與第四整流二極管(VD4)串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，第二整流二極管(VD2)與第五整流二極管(VD5)串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，第三整流二極管(VD3)與第六整流二極管(VD6)串聯(lián)形成一個(gè)整流二極管支路，三條整流二極管支路并聯(lián)形成整流二極管并聯(lián)電路，第一逆變晶閘二極管(VD7)與第三逆變晶閘二極管(VD9)串聯(lián)形成一個(gè)變晶閘二極管支路，第二逆變晶閘二極管(VD8)與第四逆變晶閘二極管(VDlO)串聯(lián)形成另一個(gè)變晶閘二極管支路，兩個(gè)變晶閘二極管支路并聯(lián)形成變晶閘二極管并聯(lián)電路，變晶閘二極管并聯(lián)電路與濾波電容器(Cl)并聯(lián)之后一端直接與整流二極管并聯(lián)電路連接，另一端通過熔斷器(FUl)與整流二極管并聯(lián)電路連接；升壓變壓器(B)通過第一個(gè)連接點(diǎn)連接至第一逆變晶閘二極管(VD7)與第三逆變晶閘二極管(VD9)之間，升壓變壓器(B)通過第二個(gè)連接點(diǎn)連接至第二逆變晶閘二極管(VD8)與第四逆變晶閘二極管(VDlO)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地鐵隧道排風(fēng)口發(fā)電裝置，其特征在于:電源輸出線(6)引出三個(gè)輸出點(diǎn)，三個(gè)輸出點(diǎn)分別接至第一整流二極管(VDl)與第四整流二極管(VD4)之間、第二整流二極管(VD2)與第五整流二極管(VD5)之間以及第三整流二極管(VD3)與第六整流二極管(VD6) 之間。
【文檔編號】F03D9/00GK103953508SQ201410201112
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】劉嘉敏, 朱世鐵, 魏東, 常燕 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)