地鐵隧道排風口發電方法及裝置制造方法
【專利摘要】為了挖掘隧道通風口所產生的價值，本發明提出了地鐵隧道排風口發電方法及裝置，既在地鐵隧道豎井排風口內，串入水平軸流風力發電機；并且在風力發電機的風口輸出端再串一喇叭口管道，這樣形成一風洞，以減少風力發電機對風的阻力。風力發電機所產生的電能，經整流濾波電路，逆變電路，交流升壓電路，產生穩定的220V交流電，可持續不斷的供應電力。
【專利說明】地鐵隧道排風口發電方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及能源回收再利用領域，尤其涉及一種地鐵隧道排風口發電方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前能源回收再利用技術，主要體現在供暖鍋爐蒸汽發電；內燃機余熱再利用發電。而風能發電多在沿海及島嶼，平原及山口這樣地區，這里風速大，有效風能密度大。除此之外在大城市相對風速較小，不利于風力發電，這樣就會使得城市的風力資源造成浪費。
【發明內容】
[0003]發明目的:本發明提供一種地鐵隧道排風口發電方法及裝置，其目的是解決在城市內風力無法利用造成浪費的問題。
[0004]技術方案:
一種地鐵隧道排風口發電方法，其特征在于:該方法是通過增加地鐵隧道的風速帶動風力發電機旋轉，再通過增速機將風力發電機旋轉的速度提升，來促使發電機發電，使風力發電機產生電壓為13?25V的變化交流電，再通過二極管整流、經電容器濾波、經晶閘二極管逆變以及經過升壓變壓器升壓后，變成穩定的220V交流電，輸出電力。
[0005]風力發電機功率為I千瓦。
[0006]該方法步驟為:在地鐵隧道上直徑為I米的豎井排風道的出風口上方接一段風洞結構排風管道，將風洞結構排風管道的直徑擴大至1.4米，在風洞結構排風管道與豎井排風道連接的位置形成喇叭形斜面，通過該增加的風洞結構排風管道實現增大風速進行風能發電，在豎井排風道的出風口內設置水平軸風力發電機，將水平軸風力發電機連接至風力發電機恒壓輸出控制器，通過恒壓輸出控制器將風力發電機產生電壓為13?25V的變化交流電變成穩定的220V交流電，輸出電力。
[0007]一種實施上述的地鐵隧道排風口發電方法所專用的地鐵隧道排風口發電裝置，包括設置在地鐵隧道上的直徑為I米的豎井排風道，在豎井排風道內設置有軸流排風機，其特征在于:在豎井排風道的頂端出風口設置一段風洞結構排風管道，風洞結構排風管道的直徑為1.4米，在風洞結構排風管道與豎井排風道連接的位置形成喇叭形過渡斜面，在豎井排風道的出風口內設置水平軸風力發電機，水平軸風力發電機通過風力發電機電源輸出線連接至風力發電機恒壓輸出控制器。
[0008]恒壓輸出控制器包括熔斷器、濾波電容器、升壓變壓器、多個整流二極管和多個逆變晶閘二極管；多個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形成一個整流二極管支路，第二整流二極管與第五整流二極管串聯形成一個整流二極管支路，第三整流二極管與第六整流二極管串聯形成一個整流二極管支路，三條整流二極管支路并聯形成整流二極管并聯電路，第一逆變晶閘二極管與第三逆變晶閘二極管串聯形成一個變晶閘二極管支路，第二逆變晶閘二極管與第四逆變晶閘二極管串聯形成另一個變晶閘二極管支路，兩個變晶閘二極管支路并聯形成變晶閘二極管并聯電路，變晶閘二極管并聯電路與濾波電容器并聯之后一端直接與整流二極管并聯電路連接，另一端通過熔斷器與整流二極管并聯電路連接；升壓變壓器通過第一個連接點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連接點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輸出點，三個輸出點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]優點及效果:為了挖掘隧道通風口所產生的價值，本發明提出了地鐵隧道排風口發電方法及裝置，既在地鐵隧道豎井排風口內，串入水平軸流風力發電機；并且在風力發電機的風口輸出端再串一喇叭口管道，這樣形成一風洞，以減少風力發電機對風的阻力。風力發電機所產生的電能，經整流濾波電路，逆變電路，交流升壓電路，產生穩定的220V交流電，可持續不斷的供應電力。
[0011]本發明具體優點如下:
本發明克服了自然風能及太陽能具有季節性，隨機性，間歇性等發電不連續的缺點。本發明在排風口設置了一個喇叭口形風洞，這對氣流具有明顯的加速作用，同時減少風力發電機對風的阻力。提高了發電效率。本發明節省了利用自然風所用的風力發電機的調向機構，尾舵和尾車。本發明節省了架設風力發電機的塔架。本發明節省了儲能裝置一蓄電池組。
[0012]本發明風力來源穩定，同時也保證了發電的穩定。。
[0013]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1.是本發明的地鐵隧道排風發電示意圖。
[0014]1、地平面；2、隧道；3、直徑I米的豎井排風道；4、軸流排風機；5、水平軸風力發電機；6、風力發電機電源輸出線；7、風力發電機恒壓輸出控制器；8、風洞結構排風管道；
9、隧道排風出口 ；
圖2.是地鐵隧道排風發電機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]【具體實施方式】:下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
本發明提供一種地鐵隧道排風口發電方法，該方法是通過增加地鐵隧道的風速帶動風力發電機旋轉，再通過增速機將風力發電機旋轉的速度提升，來促使發電機發電，使風力發電機產生電壓為13?25V的變化交流電，再通過二極管整流、經電容器濾波、經晶閘二極管逆變以及經過升壓變壓器升壓后，變成穩定的220V交流電，輸出電力。風力發電機功率為I千瓦。
[0017]該方法步驟為:在地鐵隧道2上直徑H為I米的豎井排風道3的上方接一段風洞結構排風管道8，將風洞結構排風管道8的直徑L擴大至1.4米，在風洞結構排風管道8與豎井排風道3連接的位置形成喇叭形斜面，通過該增加的風洞結構排風管道8實現增大風速進行風能發電，在風洞結構排風管道8內設置水平軸風力發電機5，將水平軸風力發電機5連接至風力發電機恒壓輸出控制器7，通過恒壓輸出控制器7將風力發電機產生電壓為13?25V的變化交流電變成穩定的220V交流電，輸出電力。
[0018]如圖1所示，地鐵隧道排風口發電裝置，包括設置在地鐵隧道2上的直徑為I米的豎井排風道3，在豎井排風道3內設置有軸流排風機4，在豎井排風道3的頂端設置一段風洞結構排風管道8，風洞結構排風管道8的直徑為1.4米，在風洞結構排風管道8與豎井排風道3連接的位置形成喇叭形過渡斜面，在風洞結構排風管道8內設置有水平軸風力發電機5，水平軸風力發電機5通過風力發電機電源輸出線6連接至風力發電機恒壓輸出控制器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、多個整流二極管和多個逆變晶閘二極管；多個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串聯形成一個整流二極管支路，第二整流二極管VD2與第五整流二極管VD5串聯形成一個整流二極管支路，第三整流二極管VD3與第六整流二極管VD6串聯形成一個整流二極管支路，三條整流二極管支路并聯形成整流二極管并聯電路，第一逆變晶閘二極管VD7與第三逆變晶閘二極管VD9串聯形成一個變晶閘二極管支路，第二逆變晶閘二極管VD8與第四逆變晶閘二極管VDlO串聯形成另一個變晶閘二極管支路，兩個變晶閘二極管支路并聯形成變晶閘二極管并聯電路，變晶閘二極管并聯電路與濾波電容器Cl并聯之后一端直接與整流二極管并聯電路連接，另一端通過熔斷器FUl與整流二極管并聯電路連接；升壓變壓器B通過第一個連接點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通過第二個連接點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引出三個輸出點，三個輸出點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]本發明提供了地鐵隧道排風口發電方法。指在需要供電的負載有充足，穩定，連續的電壓。為了擬補自然風或太陽能的晝夜性，季節性，隨機性，間歇性發電的不足，為了挖掘地鐵隧道排風道風力的能量，本發明采用地鐵隧道排風豎井所排出的強大風力，帶動風力發電機葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。為了將風能回收再利用，本發明在出風口直徑I米的基礎上，又增加0.4m,成喇叭口形狀的排風口，同時長度增加I米長；通過建立這樣一個風洞，來增大風速進行風能發電，上游吸風口小且圓柱形，下游出風口大且圓柱形，使風力發電機對隧道豎井排風不會增加阻力，這對氣流具有明顯的加速作用；可提高發電效率。一般說來，3級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發，風速大于每秒4米才適宜于發電。而地鐵隧道通風口風速為6.0-9.0m/s，相當于5級風速。;安裝風力發電機功率為I千瓦。風力發電機產生的電壓13?25V變化的交流電，通過VD1-VD6 二極管整流、經Cl電容器濾波，VD7-VD10晶閘二極管逆變，B升壓變壓器升壓，變成穩定的220V交流電，輸出電力。
[0022]所述的豎井排風道3，采用豎井排風方式，通風口直徑在I米以上，風速穩定暢通。所述的軸流排風機4，其風速為每秒6.0-9.0m/s，相當于5級風速。因是排風機所產生的風力且穩定可靠。所述的風力發電機5為IKW水平軸風力發電機。
[0023]所述的風力發電機恒壓控制器7將風力發電機產生的13?25V變化的交流電壓，經整流變成直流電，電容濾波，然后再經逆變電路，變成穩定220V交流電，供應給用戶。
[0024]所述的地鐵隧道排風口發電方法不設置儲能蓄電池，而是利用穩定的軸流排風機4所排出來的風，作為能量，這樣可節省開支。
【權利要求】
1.一種地鐵隧道排風口發電方法，其特征在于:該方法是通過增加地鐵隧道的風速帶動風力發電機旋轉，再通過增速機將風力發電機旋轉的速度提升，來促使發電機發電，使風力發電機產生電壓為13~25V的變化交流電，再通過二極管整流、經電容器濾波、經晶閘二極管逆變以及經過升壓變壓器升壓后，變成穩定的220V交流電，輸出電力。
2.根據權利要求1所述的地鐵隧道排風口發電方法，其特征在于:風力發電機功率為I千瓦。
3.根據權利要求1所述的地鐵隧道排風口發電方法，其特征在于:該方法步驟為:在地鐵隧道(2 )上直徑為I米的豎井排風道(3 )的出風口上方接一段風洞結構排風管道(8 )，將風洞結構排風管道(8)的直徑擴大至1.4米，在風洞結構排風管道(8)與豎井排風道(3)連接的位置形成喇叭形斜面，通過該增加的風洞結構排風管道(8)實現增大風速進行風能發電，在豎井排風道(3)的出風口內設置水平軸風力發電機(5)，將水平軸風力發電機(5)連接至風力發電機恒壓輸出控制器(7)，通過恒壓輸出控制器(7)將風力發電機產生電壓為13~25V的變化交流電變成穩定的220V交流電，輸出電力。
4.一種實施權利要求1所述的地鐵隧道排風口發電方法所專用的地鐵隧道排風口發電裝置，包括設置在地鐵隧道(2 )上的直徑為I米的豎井排風道(3 )，在豎井排風道(3 )內設置有軸流排風機(4)，其特征在于:在豎井排風道(3)的頂端出風口設置一段風洞結構排風管道(8)，風洞結構排風管道(8)的直徑為1.4米，在風洞結構排風管道(8)與豎井排風道(3)連接的位置形成喇叭形過渡斜面，在豎井排風道(3)的出風口內設置水平軸風力發電機(5)，水平軸風力發 電機(5)通過風力發電機電源輸出線(6)連接至風力發電機恒壓輸出控制器(7)。
5.根據權利要求4所述的地鐵隧道排風口發電裝置，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、多個整流二極管和多個逆變晶閘二極管；多個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)串聯形成一個整流二極管支路，第二整流二極管(VD2)與第五整流二極管(VD5)串聯形成一個整流二極管支路，第三整流二極管(VD3)與第六整流二極管(VD6)串聯形成一個整流二極管支路，三條整流二極管支路并聯形成整流二極管并聯電路，第一逆變晶閘二極管(VD7)與第三逆變晶閘二極管(VD9)串聯形成一個變晶閘二極管支路，第二逆變晶閘二極管(VD8)與第四逆變晶閘二極管(VDlO)串聯形成另一個變晶閘二極管支路，兩個變晶閘二極管支路并聯形成變晶閘二極管并聯電路，變晶閘二極管并聯電路與濾波電容器(Cl)并聯之后一端直接與整流二極管并聯電路連接，另一端通過熔斷器(FUl)與整流二極管并聯電路連接；升壓變壓器(B)通過第一個連接點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)通過第二個連接點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.根據權利要求5所述的地鐵隧道排風口發電裝置，其特征在于:電源輸出線(6)引出三個輸出點，三個輸出點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 優先權日:2014年5月14日
【發明者】劉嘉敏, 朱世鐵, 魏東, 常燕 申請人:沈陽工業大學