井下辅助运输巷道气流发电装置和方法与流程

本申请涉及井下辅助运输巷道和无轨胶轮车，尤其涉及一种井下辅助运输巷道气流发电装置和方法。

背景技术：

1、在井下工作场所中，为了有效运输物资和人员，通常会建设辅助运输巷道。这些巷道为各种运输设备提供了通道，以满足井下作业的需求。其中，无轨胶轮车作为一种常见的井下运输工具，具有灵活性和适应性强的优点。无轨胶轮车通常由胶轮、车体、动力系统和控制系统组成。它们可以在辅助运输巷道内行驶，通过电动机或其他形式的动力系统驱动，完成物资和人员的运输任务。然而，井下辅助运输巷道中的无轨胶轮车在其运行过程中产生的气流能量一直没有得到充分利用。井下环境中，无轨胶轮车行驶时会产生较强的气流，这些气流具有潜在的能量价值。目前，尚未提供一种有效的方法和装置来收集和利用井下无轨胶轮车行驶产生的气流进行发电。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种井下辅助运输巷道气流发电装置，解决了现有井下发电装置未能充分利用井下无轨胶轮车行驶产生的气流的技术问题，通过收集和利用井下无轨胶轮车行驶产生的气流能量进行发电，实现对井下作业设备的电能供应，提高了能源利用效率，实现了能源的高效回收和利用，同时能够提供持续的能源供应，降低环境污染和能源消耗。

3、本申请的第二个目的在于提出一种井下辅助运输巷道气流发电方法。

4、本申请的第三个目的在于提出一种基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法。

5、本申请的第四个目的在于提出一种计算机设备。

6、本申请的第五个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

7、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种井下辅助运输巷道气流发电装置，包括：气流收集装置、发电机、电力储存装置、智能监控模块、控制模块，其中，气流收集装置，设置于井下辅助运输巷道上方，用于将井下无轨胶轮车行车产生的气流引导至与发电机相连的风扇叶片，以带动风扇叶片做绕轴旋转；发电机，设置于井下辅助运输巷道，用于通过发电机内部的发电元件将风扇叶片旋转的机械能转化为电能；电力储存装置，与发电机连接，用于存储电能；电力储存装置，还用于为井下辅助运输巷道中的低功率设备供电；智能监控模块，用于实时监测井下辅助运输巷道中的温度、井下辅助运输巷道中的气流状态、发电机的转子转速、电力储存装置的充电电压、电力储存装置的放电电压，并根据气流状态、转子转速、充电电压和放电电压计算发电机的发电功率和电力储存装置的电能储存量；控制模块，用于根据发电机的发电功率和电力储存装置的电能储存量生成供电控制策略，以根据供电控制策略控制电力储存装置供电。

8、可选地，在本申请的一个实施例中，智能监控模块，包括温度传感器、压力传感器、转速传感器和电流电压数据采集装置，其中，

9、温度传感器，设置于发电机处，用于实时监测井下辅助运输巷道中的温度；

10、压力传感器，设置于发电机处，用于实时监测井下辅助运输巷道中的气流状态；

11、转速传感器，设置于发电机的转子处，用于实时监测发电机的转子转速；

12、电流电压数据采集装置，设置于电力储存装置处，用于实时监测电力储存装置的充电电压、放电电压。

13、可选地，在本申请的一个实施例中，控制模块，具体用于：

14、在发电机的发电功率高于第一预设阈值，或者电力储存装置的储存电量高于第二预设阈值时，只使用电力储存装置为低功率设备供电；

15、在发电机的发电功率低于第一预设阈值且电力储存装置的储存电量低于第二预设阈值时，调用备用能源与电力储存装置共同为低功率设备供电。

16、可选地，在本申请的一个实施例中，控制模块，还用于：

17、在电力储存装置的储存电量低于第三预设阈值时，调用外接电能对电力储存装置进行补充充电，并在井下辅助运输巷道中的温度超过第四预设阈值时，限制电力储存装置补充充电的电流。

18、可选地，在本申请的一个实施例中，电力储存装置为高能量密度的锂离子电池。

19、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种井下辅助运输巷道气流发电方法，包括：将井下无轨胶轮车行车产生的气流引导至与发电机相连的风扇叶片，以带动风扇叶片做绕轴旋转；通过发电机内部的发电元件将风扇叶片旋转的机械能转化为电能，并使用电力储存装置存储电能；实时监测井下辅助运输巷道中的温度、井下辅助运输巷道中的气流状态、发电机的转子转速、电力储存装置的充电电压、电力储存装置的放电电压，并根据气流状态、转子转速、充电电压和放电电压计算发电机的发电功率和电力储存装置的电能储存量；根据发电机的发电功率和电力储存装置的电能储存量生成供电控制策略，并根据供电控制策略控制电力储存装置为井下辅助运输巷道中的低功率设备供电。

20、为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法，包括：获取发电机的风扇叶片状态、发电机的发电功率，以及发电机的转子转速；在风扇叶片状态为转动时，判断发电机的发电功率是否超过第五预设阈值，若发电机的发电功率超过第五预设阈值，则判断发电机的转子转速是否超过第六预设阈值；若发电机的转子转速超过第六预设阈值，则向风扇叶片对应的照明设备发送启动信号，以使照明设备开始照明。

21、可选地，在本申请的一个实施例中，方法，还包括：

22、在发电机的转子转速低于第六预设阈值时，向风扇叶片对应的照明设备发送关闭信号，以使照明设备自动熄灭。

23、为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述施例所述的井下辅助运输巷道气流发电方法，或者基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法。

24、为了实现上述目的，本申请第五方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器被执行时，能够执行一种井下辅助运输巷道气流发电方法，或者基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法。

25、本申请实施例的井下辅助运输巷道气流发电装置、井下辅助运输巷道气流发电方法、基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法、计算机设备和非临时性计算机可读存储介质，解决了现有井下发电装置未能充分利用井下无轨胶轮车行驶产生的气流的技术问题，通过收集和利用井下无轨胶轮车行驶产生的气流能量进行发电，实现对井下作业设备的电能供应，提高了能源利用效率，实现了能源的高效回收和利用，同时能够提供持续的能源供应，降低环境污染和能源消耗。

26、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种井下辅助运输巷道气流发电装置，其特征在于，包括：气流收集装置、发电机、电力储存装置、智能监控模块、控制模块，其中，

2.如权利要求1所述的井下辅助运输巷道气流发电装置，其特征在于，所述智能监控模块，包括温度传感器、压力传感器、转速传感器和电流电压数据采集装置，其中，

3.如权利要求1所述的井下辅助运输巷道气流发电装置，其特征在于，所述控制模块，具体用于：

4.如权利要求1所述的井下辅助运输巷道气流发电装置，其特征在于，所述控制模块，还用于：

5.如权利要求4所述的井下辅助运输巷道气流发电装置，其特征在于，所述电力储存装置为高能量密度的锂离子电池。

6.一种井下辅助运输巷道气流发电方法，其特征在于，包括：

7.一种基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法，其特征在于，所述照明设备控制方法如权利要求1-5所述井下辅助运输巷道气流发电装置实现，包括：

8.如权利要求7所述的基于井下辅助运输巷道气流发电装置的照明设备控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求6所述的方法，或者，实现如权利要求7-8中任一所述的方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6所述的方法，或者实现如权利要求7-8中任一所述的方法。

技术总结
本申请提出了一种井下辅助运输巷道气流发电装置和方法，该装置包括：气流收集装置用于将井下无轨胶轮车行车产生的气流引导至与发电机相连的风扇叶片带动风扇叶片做绕轴旋转；发电机用于通过发电机内部的发电元件将风扇叶片旋转的机械能转化为电能；电力储存装置用于存储电能，还用于为低功率设备供电；智能监控模块用于实时监测井下辅助运输巷道中的温度、气流状态、发电机的转子转速、电力储存装置的充电电压、放电电压，并计算发电机的发电功率和电力储存装置的电能储存量；控制模块，用于根据发电功率和电能储存量生成供电控制策略，并控制电力储存装置供电。本申请能够收集和利用井下巷道中的气流能量进行发电和供电，提高了能源利用效率。

技术研发人员：刘晓明,王海军,王洪磊
受保护的技术使用者：煤炭科学研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15