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地 铁隧道排 风口发电方法及装置

阅读：831发布：2023-01-14

专利汇可以提供地铁隧道排风口发电方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且为了挖掘隧道通风口所产生的价值，本发明提出了地铁隧道排风口发电方法及装置，既在地铁隧道竖井排风口内，串入水平轴流风力发电机；并且在风力发电机的风口输出端再串一喇叭口管道，这样形成一风洞，以减少风力发电机对风的阻力。风力发电机所产生的电能，经整流滤波电路，逆变电路，交流升压电路，产生稳定的220V交流电，可持续不断的供应电力。，下面是地铁隧道排风口发电方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种地铁隧道排风口发电方法，其特征在于：该方法是通过增加地铁隧道的风速带动风力发电机旋转，再通过增速机将风力发电机旋转的速度提升，来促使发电机发电，使风力发电机产生电压为13～25V的变化交流电，再通过二极管整流、经电容器滤波、经晶闸二极管逆变以及经过升压变压器升压后，变成稳定的220V交流电，输出电力；
该方法步骤为：在地铁隧道（2）上直径为1米的竖井排风道（3）的出风口上方接一段风洞结构排风管道（8），将风洞结构排风管道（8）的直径扩大至1.4米，在风洞结构排风管道（8）与竖井排风道（3）连接的位置形成喇叭形斜面，通过该增加的风洞结构排风管道（8）实现增大风速进行风能发电，在竖井排风道（3）的出风口内设置水平轴风力发电机（5），将水平轴风力发电机（5）连接至风力发电机恒压输出控制器（7），通过恒压输出控制器（7）将风力发电机产生电压为13～25V的变化交流电变成稳定的220V交流电，输出电力。
2.根据权利要求1所述的地铁隧道排风口发电方法，其特征在于：风力发电机功率为1千瓦。
3.一种实施权利要求1所述的地铁隧道排风口发电方法所专用的地铁隧道排风口发电装置，包括设置在地铁隧道（2）上的直径为1米的竖井排风道（3），在竖井排风道（3）内设置有轴流排风机（4），其特征在于：在竖井排风道（3）的顶端出风口设置一段风洞结构排风管道（8），风洞结构排风管道（8）的直径为1.4米，在风洞结构排风管道（8）与竖井排风道（3）连接的位置形成喇叭形过渡斜面，在竖井排风道（3）的出风口内设置水平轴风力发电机（5），水平轴风力发电机（5）通过风力发电机电源输出线（6）连接至风力发电机恒压输出控制器（7）。
4.根据权利要求3所述的地铁隧道排风口发电装置，其特征在于：恒压输出控制器（7）包括熔断器、滤波电容器、升压变压器、多个整流二极管和多个逆变晶闸二极管；多个整流二极管包括第一整流二极管（VDl）、第二整流二极管（VD2）、第三整流二极管（VD3）、第四整流二极管（VD4）、第五整流二极管（VD5）和第六整流二极管（VD6），多个逆变晶闸二极管为第一逆变晶闸二极管(VD7)、第二逆变晶闸二极管(VD8)、第三逆变晶闸二极管(VD9)和第四逆变晶闸二极管(VD10)；第一整流二极管（VDl）与第四整流二极管（VD4）串联形成一个整流二极管支路，第二整流二极管（VD2）与第五整流二极管（VD5）串联形成一个整流二极管支路，第三整流二极管（VD3）与第六整流二极管（VD6）串联形成一个整流二极管支路，三条整流二极管支路并联形成整流二极管并联电路，第一逆变晶闸二极管(VD7)与第三逆变晶闸二极管(VD9)串联形成一个变晶闸二极管支路，第二逆变晶闸二极管(VD8)与第四逆变晶闸二极管(VD10)串联形成另一个变晶闸二极管支路，两个变晶闸二极管支路并联形成变晶闸二极管并联电路，变晶闸二极管并联电路与滤波电容器（Cl）并联之后一端直接与整流二极管并联电路连接，另一端通过熔断器（FUl）与整流二极管并联电路连接；升压变压器（B）通过第一个连接点连接至第一逆变晶闸二极管(VD7)与第三逆变晶闸二极管(VD9)之间，升压变压器（B）通过第二个连接点连接至第二逆变晶闸二极管(VD8)与第四逆变晶闸二极管(VD10)之间。
5.根据权利要求4所述的地铁隧道排风口发电装置，其特征在于：电源输出线（6）引出三个输出点，三个输出点分别接至第一整流二极管（VDl）与第四整流二极管（VD4）之间、第二整流二极管（VD2）与第五整流二极管（VD5）之间以及第三整流二极管（VD3）与第六整流二极管（VD6）之间。

说明书全文

地铁隧道排 风口发电方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及能源回收再利用领域，尤其涉及一种地铁隧道排风口发电方法及装置。

背景技术

[0002] 目前能源回收再利用技术，主要体现在供暖锅炉蒸汽发电；内燃机余热再利用发电。而风能发电多在沿海及岛屿，平原及山口这样地区，这里风速大，有效风能密度大。除此之外在大城市相对风速较小，不利于风力发电，这样就会使得城市的风力资源造成浪费。

发明内容

[0003] 发明目的：本发明提供一种地铁隧道排风口发电方法及装置，其目的是解决在城市内风力无法利用造成浪费的问题。

[0004] 技术方案：

[0005] 一种地铁隧道排风口发电方法，其特征在于：该方法是通过增加地铁隧道的风速带动风力发电机旋转，再通过增速机将风力发电机旋转的速度提升，来促使发电机发电，使风力发电机产生电压为13～25V的变化交流电，再通过二极管整流、经电容器滤波、经晶闸二极管逆变以及经过升压变压器升压后，变成稳定的220V交流电，输出电力。

[0006] 风力发电机功率为1千瓦。

[0007] 该方法步骤为：在地铁隧道上直径为1米的竖井排风道的出风口上方接一段风洞结构排风管道，将风洞结构排风管道的直径扩大至1.4米，在风洞结构排风管道与竖井排风道连接的位置形成喇叭形斜面，通过该增加的风洞结构排风管道实现增大风速进行风能发电，在竖井排风道的出风口内设置水平轴风力发电机，将水平轴风力发电机连接至风力发电机恒压输出控制器，通过恒压输出控制器将风力发电机产生电压为13～25V的变化交流电变成稳定的220V交流电，输出电力。

[0008] 一种实施上述的地铁隧道排风口发电方法所专用的地铁隧道排风口发电装置，包括设置在地铁隧道上的直径为1米的竖井排风道，在竖井排风道内设置有轴流排风机，其特征在于：在竖井排风道的顶端出风口设置一段风洞结构排风管道，风洞结构排风管道的直径为1.4米，在风洞结构排风管道与竖井排风道连接的位置形成喇叭形过渡斜面，在竖井排风道的出风口内设置水平轴风力发电机，水平轴风力发电机通过风力发电机电源输出线连接至风力发电机恒压输出控制器。

[0009] 恒压输出控制器包括熔断器、滤波电容器、升压变压器、多个整流二极管和多个逆变晶闸二极管；多个整流二极管包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管、第五整流二极管和第六整流二极管，多个逆变晶闸二极管为第一逆变晶闸二极管、第二逆变晶闸二极管、第三逆变晶闸二极管和第四逆变晶闸二极管；第一整流二极管与第四整流二极管串联形成一个整流二极管支路，第二整流二极管与第五整流二极管串联形成一个整流二极管支路，第三整流二极管与第六整流二极管串联形成一个整流二极管支路，三条整流二极管支路并联形成整流二极管并联电路，第一逆变晶闸二极管与第三逆变晶闸二极管串联形成一个变晶闸二极管支路，第二逆变晶闸二极管与第四逆变晶闸二极管串联形成另一个变晶闸二极管支路，两个变晶闸二极管支路并联形成变晶闸二极管并联电路，变晶闸二极管并联电路与滤波电容器并联之后一端直接与整流二极管并联电路连接，另一端通过熔断器与整流二极管并联电路连接；升压变压器通过第一个连接点连接至第一逆变晶闸二极管与第三逆变晶闸二极管之间，升压变压器通过第二个连接点连接至第二逆变晶闸二极管与第四逆变晶闸二极管之间。

[0010] 电源输出线引出三个输出点，三个输出点分别接至第一整流二极管与第四整流二极管之间、第二整流二极管与第五整流二极管之间以及第三整流二极管与第六整流二极管之间。

[0011] 优点及效果：为了挖掘隧道通风口所产生的价值，本发明提出了地铁隧道排风口发电方法及装置，既在地铁隧道竖井排风口内，串入水平轴流风力发电机；并且在风力发电机的风口输出端再串一喇叭口管道，这样形成一风洞，以减少风力发电机对风的阻力。风力发电机所产生的电能，经整流滤波电路，逆变电路，交流升压电路，产生稳定的220V交流电，可持续不断的供应电力。

[0012] 本发明具体优点如下：

[0013] 本发明克服了自然风能及太阳能具有季节性，随机性，间歇性等发电不连续的缺点。本发明在排风口设置了一个喇叭口形风洞，这对气流具有明显的加速作用，同时减少风力发电机对风的阻力。提高了发电效率。本发明节省了利用自然风所用的风力发电机的调向机构，尾舵和尾车。本发明节省了架设风力发电机的塔架。本发明节省了储能装置—蓄电池组。

[0014] 本发明风力来源稳定，同时也保证了发电的稳定。。

[0015] 附图说明：

[0016] 图1.是本发明的地铁隧道排风发电示意图。

[0017] 1、地平面；2、隧道； 3、直径1米的竖井排风道；4、轴流排风机；5、水平轴风力发电机；6、风力发电机电源输出线； 7、风力发电机恒压输出控制器；8、风洞结构排风管道；9、隧道排风出口；

[0018] 图2.是地铁隧道排风发电机恒压输出控制器电路图。

[0019] VDl-VD6整流二极管、FUl熔断器，Cl滤波电容器，VD7-VD10逆变晶闸二极管组成，B升压变压器。

[0020] 具体实施方式：下面结合附图对本发明做进一步的说明：

[0021] 本发明提供一种地铁隧道排风口发电方法，该方法是通过增加地铁隧道的风速带动风力发电机旋转，再通过增速机将风力发电机旋转的速度提升，来促使发电机发电，使风力发电机产生电压为13～25V的变化交流电，再通过二极管整流、经电容器滤波、经晶闸二极管逆变以及经过升压变压器升压后，变成稳定的220V交流电，输出电力。风力发电机功率为1千瓦。

[0022] 该方法步骤为：在地铁隧道2上直径H为1米的竖井排风道3的上方接一段风洞结构排风管道8，将风洞结构排风管道8的直径L扩大至1.4米，在风洞结构排风管道8与竖井排风道3连接的位置形成喇叭形斜面，通过该增加的风洞结构排风管道8实现增大风速进行风能发电，在风洞结构排风管道8内设置水平轴风力发电机5，将水平轴风力发电机5连接至风力发电机恒压输出控制器7，通过恒压输出控制器7将风力发电机产生电压为13～25V的变化交流电变成稳定的220V交流电，输出电力。

[0023] 如图1所示，地铁隧道排风口发电装置，包括设置在地铁隧道2上的直径为1米的竖井排风道3，在竖井排风道3内设置有轴流排风机4，在竖井排风道3的顶端设置一段风洞结构排风管道8，风洞结构排风管道8的直径为1.4米，在风洞结构排风管道8与竖井排风道3连接的位置形成喇叭形过渡斜面，在风洞结构排风管道8内设置有水平轴风力发电机5，水平轴风力发电机5通过风力发电机电源输出线6连接至风力发电机恒压输出控制器7。

[0024] 恒压输出控制器7包括熔断器、滤波电容器、升压变压器、多个整流二极管和多个逆变晶闸二极管；多个整流二极管包括第一整流二极管VDl、第二整流二极管VD2、第三整流二极管VD3、第四整流二极管VD4、第五整流二极管VD5和第六整流二极管VD6，多个逆变晶闸二极管为第一逆变晶闸二极管VD7、第二逆变晶闸二极管VD8、第三逆变晶闸二极管VD9和第四逆变晶闸二极管VD10；第一整流二极管VDl与第四整流二极管VD4串联形成一个整流二极管支路，第二整流二极管VD2与第五整流二极管VD5串联形成一个整流二极管支路，第三整流二极管VD3与第六整流二极管VD6串联形成一个整流二极管支路，三条整流二极管支路并联形成整流二极管并联电路，第一逆变晶闸二极管VD7与第三逆变晶闸二极管VD9串联形成一个变晶闸二极管支路，第二逆变晶闸二极管VD8与第四逆变晶闸二极管VD10串联形成另一个变晶闸二极管支路，两个变晶闸二极管支路并联形成变晶闸二极管并联电路，变晶闸二极管并联电路与滤波电容器Cl并联之后一端直接与整流二极管并联电路连接，另一端通过熔断器FUl与整流二极管并联电路连接；升压变压器B通过第一个连接点连接至第一逆变晶闸二极管VD7与第三逆变晶闸二极管VD9之间，升压变压器B通过第二个连接点连接至第二逆变晶闸二极管VD8与第四逆变晶闸二极管VD10之间。

[0025] 电源输出线6引出三个输出点，三个输出点分别接至第一整流二极管VDl与第四整流二极管VD4之间、第二整流二极管VD2与第五整流二极管VD5之间以及第三整流二极管VD3与第六整流二极管VD6之间。

[0026] 本发明提供了地铁隧道排风口发电方法。指在需要供电的负载有充足，稳定，连续的电压。为了拟补自然风或太阳能的昼夜性，季节性，随机性，间歇性发电的不足，为了挖掘地铁隧道排风道风力的能量，本发明采用地铁隧道排风竖井所排出的强大风力，带动风力发电机叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。为了将风能回收再利用，本发明在出风口直径1米的基础上，又增加0.4m，成喇叭口形状的排风口，同时长度增加1米长；通过建立这样一个风洞，来增大风速进行风能发电，上游吸风口小且圆柱形，下游出风口大且圆柱形，使风力发电机对隧道竖井排风不会增加阻力，这对气流具有明显的加速作用；可提高发电效率。一般说来，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。而地铁隧道通风口风速为6.0-9.0m/s，相当于5级风速。；安装风力发电机功率为1千瓦。风力发电机产生的电压13～25V变化的交流电，通过VDl-VD6二极管整流、经Cl电容器滤波，VD7-VD10晶闸二极管逆变，B升压变压器升压，变成稳定的220V交流电，输出电力。

[0027] 所述的竖井排风道3，采用竖井排风方式，通风口直径在1米以上，风速稳定畅通。所述的轴流排风机4，其风速为每秒6.0-9.0m/s，相当于5级风速。因是排风机所产生的风力且稳定可靠。所述的风力发电机5为1KW水平轴风力发电机。

[0028] 所述的风力发电机恒压控制器7将风力发电机产生的13～25V变化的交流电压，经整流变成直流电，电容滤波，然后再经逆变电路，变成稳定220V交流电，供应给用户。

[0029] 所述的地铁隧道排风口发电方法不设置储能蓄电池，而是利用稳定的轴流排风机4所排出来的风，作为能量，这样可节省开支。

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