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1、10申请公布号CN101936259A43申请公布日20110105CN101936259ACN101936259A21申请号201010240813X22申请日20100727F03D9/00200601F03D1/00200601F03D1/04200601F03D1/06200601E21F1/0420060171申请人王兆兴地址265700山东省龙口市振兴南路369号78号楼2单元401号72发明人王兆兴吕维学74专利代理机构烟台信合专利代理有限公司37102代理人董尚凤54发明名称一种矿井排风筒内的风能利用方法和专用装置57摘要本发明涉及一种矿井排风筒内的风能利用方法和专用装置，涉及。
2、风力发电技术领域，尤其是一种矿井排风筒内的风能利用方法和专用装置。本发明的设计方案是以排风筒体为实施对象，利用排风筒体内排出的风来发电，具体做法是在排风筒体的出口处设置风力发电装置，并将其叶轮设置在排风筒体内腔，由排风筒体内的风带动叶轮转动，连接轴通过与设置在排风筒体外侧的发电机相连接，完成风能产生电能的转换。本发明的设计方案减小了因为发电装置在排风筒体内占据的空间而对排风筒体内风产生的阻力，并最大限度的利用了排风筒体内的风能。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页CN101936259A1/1页21一种矿井排风筒内的风能利用方法，包括排。
3、风筒体和排风筒体内排出的风，其特征是在排风筒体的出口段设置至少1台风力发电装置，其叶轮设置在排风筒体内腔，由排风筒体内的风带动叶轮转动，叶轮轴通过与设置在排风筒体外侧的发电机相连接，完成风能产生电能的转换。2根据权利要求1所述的风能利用方法，其特征是所述的风力发电装置均布的设置在排风筒体同一平面上。3根据权利要求1所述的风能利用方法，其特征是所述的风力发电装置沿排风筒体的周边呈螺旋状排列的设置。4根据权利要求1或2或3任一权利要求所述的风能利用方法，其特征是所述风力发电装置的叶轮垂直于排风筒体切线方向设置，其伸入排风筒体内腔的尺寸为小于单个叶轮片的尺寸。5根据权利要求1或2或3任一权利要求所述。
4、的风能利用方法，其特征是所述的风力发电装置的叶轮由2至7个叶轮片绕叶轮轴均布的构成。6根据权利要求1所述的风能利用方法，其特征是所述的排风筒体上方还设有增加空气抽力的引风筒、筒帽。7一种矿井排风筒内的风能利用的专用装置，包括排风筒体，其特征是在排风筒体的出口段设置至少1台风力发电装置，其叶轮设置在排风筒体内腔，通过叶轮轴与排风筒体外的发电机相连接。8根据权利要求7所述的专用装置，其特征是所述的发电装置均布的设置在排风筒体同一平面上。9根据权利要求6所述的专用装置，其特征是所述的发电装置沿排风筒体的周边呈螺旋状排列的设置。10根据权利要求7或8或9任一权利要求所述的专用装置，其特征是所述风力发电。
5、装置的叶轮垂直于排风筒体切线方向设置，其伸入排风筒体内腔的尺寸小于单个叶轮片的尺寸。11根据权利要求7所述的专用装置，其特征是所述的风力发电装置设置有一与叶轮轴、发电机之间相匹配的转速调整装置。权利要求书CN101936259A1/3页3一种矿井排风筒内的风能利用方法和专用装置技术领域0001本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种矿井排风筒内的风能利用方法和专用装置。背景技术0002现有采矿业井下以送风和排风两种方式保障井下作业面的空气循环，而井下排风设备消耗十分庞大的电能，将井下的风以16米/秒左右的风速直接排出井外，这些风能长期没有得到有效的利用。据有关资料记载，全国两万多家使用排风设备。
6、生产的企业累计排风总功率达30万千瓦左右，按每台风机每年工作8000小时计算，全年耗电量约24亿度，电费支出168亿元。而如何利用这些风能，成为本技术领域内的技术人员研究的课题，其中国家知识产权局2009年10月29日公开的公开号为CN101294545的发明专利申请公开说明书中，公开了一种利用矿井排风的风力发电装置，其设计方案是以扣罩的方式将发电机组的叶轮安装在排风筒体的顶部，通过叶轮的转动来带动发电机工作。该发明为利用矿井排风口的风能提供了一种可利用的新的技术方案，但是这样的设计也存在以下不完善之处，主要有1、由于排风口处的风速很高，能达到164米/秒，7级风力，在这样的风速下，扣罩式的设。
7、计方案，使得风轮罩将承受叶轮高速旋转的考验，必将直接影响其使用寿命。2、扣罩式的设计方案，实质上构成对排风口的封闭，可能直接影响井下的出风量，这是不允许的。3、扣罩式的设计方案，将叶轮整个安置在风轮罩内，不能最大限度地发挥风能的作用，做到最佳的利用效果。发明内容0003本发明所要解决的技术问题是提供一种在不影响矿井排风的前提下，设计合理的方案，能充分利用矿井排风筒体内的风能进行发电的利用方法和专用装置，实现风能资源的利用，实现节能降耗，促进采矿业达到循环经济的发展。0004为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现一种矿井排风筒内的风能利用方法，包括排风筒体和排风筒体内排出的风，其特征是。
8、在排风筒体的出口段设置至少1台风力发电装置，其叶轮设置在排风筒体内腔，由排风筒体内的风带动叶轮转动，叶轮轴通过与设置在排风筒体外侧的发电机相连接，完成风能产生电能的转换。0005上述技术方案的优选方案是0006上述所述的风力发电装置均布的设置在排风筒体同一平面上。0007上述所述的风力发电装置沿排风筒体的周边呈螺旋状排列的设置。0008上述所述的风力发电装置的叶轮垂直于排风筒体切线方向设置，其伸入排风筒体内腔的尺寸为小于单个叶轮片的尺寸。0009上述所述的风力发电装置的叶轮由2至7个叶轮片绕叶轮轴均布的构成。0010上述所述的排风筒体上方还设有增加空气抽力的引风筒、筒帽。0011为更好的实现矿。
9、井排风筒内的风能利用方法，本发明设计的专用装置，包括排风说明书CN101936259A2/3页4筒体，其特征是在排风筒体的出口段设置至少1台风力发电装置，其叶轮设置在排风筒体内腔，通过叶轮轴与排风筒体外的发电机相连接。0012上述所述的发电装置均布的设置在排风筒体同一平面上。0013上述所述的发电装置沿排风筒体的周边呈螺旋状排列的设置。0014上述所述风力发电装置的叶轮垂直于排风筒体切线方向设置，其伸入排风筒体内腔的尺寸小于单个叶轮片的尺寸。0015上述所述的风力发电装置设置有一与叶轮轴、发电机之间相匹配的转速调整装置。0016本发明与现有技术相比，具有如下突出的实质性特点和显著的进步，具体表。
10、现在以下方面其一，本发明的设计方案是以排风筒体为实施对象，同时考虑到排风筒体在矿井井下通风换气中的重要作用，所以在设计方案中，将发电装置设置在排风筒体周围，并且只将叶轮设置在排风筒体内腔，以减小因为安装发电装置对排风筒体内出风量产生的影响。并且通过采取将叶轮在排风筒体内同一平面上的对称设置，或者在排风筒体周边螺旋设置等不同的设计方案以适应不同的排风筒体的需要，这些方案都是在最大限度利用排风筒体内的风能，又保证不影响排风筒体内的出风量，这较现有技术相比突显了本发明所述的风能利用的技术方案更加完善，方案合理可行。其二，为了进一步的减小因增加风力发电装置，而对出风量的影响，以减小发电装置在排风筒体内。
11、占据的空间和对排风筒体内风的阻力，并最大限度的利用了排风筒体内的风能，本发明通过采取叶轮垂直于排风筒体切线方向设置的方案，从而使本发明设计更加可行，风能利用达到最佳方案。其三，在排风筒体上方安装引风筒、筒帽的设计，既有利于外界的平流风对筒体内的风进行抽吸，减小因为设置发电装置对排风筒体内风的阻力，保证排风口处的出风量，又可以将更多的发电装置设置其上，更好的利用排风筒体内排出的风能。通过本发明的实施，将为采矿业进一步开展节能降耗，促进循环经济的发展起到积极的推动作用。附图说明0017本发明一种矿井排风筒内的风能利用方法和专用装置的结构由如下附图给出0018图1为本发明实施例1的一种矿井排风筒内的。
12、风能利用专用装置的结构示意图；0019图2为本发明实施例2的一种矿井排风筒内的风能利用专用装置的结构示意图；0020图3为本发明实施例3的一种矿井排风筒内的风能利用专用装置的结构示意图；0021图4为图3的俯视图；0022图5为本发明实施例4的一种矿井排风筒内的风能利用专用装置的结构示意图。具体实施方式0023下面结合附图，进一步的对本发明一种矿井排风筒内的风能利用方法及专用装置的具体结构细节和安装使用过程加以说明。0024实施例10025本发明实施例1的一种矿井排风筒内的风能利用方法及专用装置参见图1，它是以一座小型金矿排风筒的风能利用为设计对象，筒内风速不高，井下通风性能较好，在风能利用率。
13、不大的前提下，将其排风筒体1作为实施的对象，圆形排风筒体1为3米高，为不说明书CN101936259A3/3页5影响排风筒体1内风量的排出，设计时在排风筒体1出口段离出口端1米处，筒壁上做一个叶轮轴孔，发电机4设置在排风筒体1的外侧，安装在发电机架上。发电装置的叶轮2位于排风筒体1内侧，叶轮2有7个叶轮片绕叶轮轴均布设置，叶轮2通过叶轮轴3与排风筒体1外侧的发电机4相连接。0026实施例20027本发明实施例2的一种矿井排风筒内的风能利用方法及专用装置参见图2，它是以一座中型金矿的矿井排风筒的风能利用为设计对象，风速要求偏高一些，井下通风性能较好，在风能利用率偏中的前提下，其利用方法设计为以排。
14、风筒体1为实施对象，排风筒体1为3米高。在排风筒体1上对称位置设置一对叶轮轴孔，叶轮轴3从叶轮轴孔穿过，在排风筒体1内腔的叶轮轴3的顶端安装叶轮2，叶轮2有4个叶轮片绕叶轮轴均布设置，叶轮轴3的另一端安装一减速装置5后，再与发电机4相连接，发电机4安装在机架上。0028实施例30029本发明实施例3的一种矿井排风筒内的风能利用方法及专用装置参见图3和图4，它是以一座大型煤矿排风筒体内的风能利用为设计对象，因大型煤矿排风筒内的风速较高，一般都在164米/秒左右，排风筒体直径都在3米以上，通常井下通风性能要求非常严格，且排出的风中会有一定的可燃气体，为不影响排风量且又能充分利用排风筒体内风能，将其。
15、设计为在原有排风筒体1为3米高的条件下，再延长排风筒体1的高度至5米，在排风筒体1周围均匀的螺旋的设置4台发电装置。在排风筒体1上相应的位置设置叶轮轴孔，叶轮轴3从叶轮轴孔穿过，在排风筒体1内腔的叶轮轴3的顶端安装叶轮2，叶轮2有4个叶轮片绕叶轮轴均布设置，叶轮轴3的另一端安装一减速装置5后，再与发电机4相连接，发电机4安装在机架6上。0030实施例40031本发明实施例4的一种矿井排风筒内的风能利用方法及专用装置参见图5，它是以一座大型煤矿排风筒体内的风能利用为设计对象，因大型煤矿排风筒内的风速较高，一般都在164米/秒左右，排风筒体直径都在3米以上，通常井下通风性能要求非常严格，且排出的风。
16、中会有一定的可燃气体，为不影响排风量且又能充分利用排风筒体内风能，将其设计为在原有排风筒体1为3米高，为了更有效的利用排风筒体1内排出的风能，在排风筒体上1安装一个直径与排风筒体1相同的3米高的引风筒8，以延长排风筒体的高度，并在引风筒顶端安装筒帽9。筒帽9的设计可以利用高空中平流风对筒体内的风抽吸力，减少安装发电装置对矿井下排出的风的阻力。在排风筒体1和引风筒8上，开有4个长方形的孔洞，并以螺旋的方式排列。将叶轮轴3设置在长方形孔的长边的中心处，叶轮2安装在叶轮轴3上，叶轮2有2个叶轮片绕叶轮轴均布设置，叶片伸入排风筒体1和聚风筒8内腔，在叶轮2外安装上叶轮罩7。叶轮轴3另一端连接一个减速器5后，再连接发电机4。发电机4安装在机架6上。叶轮6由排风口排出的风带动，从而带动发电机工作，开始产生电能。说明书CN101936259A1/4页6图1图2说明书附图CN101936259A2/4页7图3说明书附图CN101936259A3/4页8图4说明书附图CN101936259A4/4页9图5说明书附图。