本实用新型专利技术公开了一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置，涉及矿山集电的装置。提出了一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置，实现瓦斯能源的多级利用，有效减少了井下外接电源等电气设备，提高了能源的利用率、降低了安全隐患。置在用于进行瓦斯负压抽采的钻孔内，通过所述集电装置转化产生的电能用于给甲烷传感器12以及显示预警装置10供电；所述集电装置包括抽采管4、叶轮3、发电机构、快接三通5以及抽放管9，所述甲烷传感器12固定连接在抽采管4之内、且与显示预警装置10相连接，所述发电机构同时连接甲烷传感器12以及显示预警装置10，用于给甲烷传感器12以及显示预警装置10供电。为清洁能源的利用提供了新的途径，同时可有效减少井下的电路设备。少井下的电路设备。少井下的电路设备。
【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置
[0001]本技术涉及矿山集电的装置，特别是一种瓦斯气流驱动叶轮的集电装置。
技术介绍
[0002]随着经济的发展，能源的需求越来越大，尤其是绿色清洁能源的开发与利用已经成为了重要的发展方向。瓦斯气体抽采过程中，如何利用其气流作为风能加以利用，解决井下外接电源过多而带来的电能传输效率低、安全隐患高等问题也是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
[0003]据统计，我国2020年开采瓦斯气体为11.5亿立方米，储量较大，因此，若是能开发利用瓦斯不仅可从根本防止煤矿瓦斯事故发生、改善煤矿安全生产，还可变害为宝，避免煤炭开采过程中，瓦斯事故频发的问题。此外，开发利用瓦斯可以有效减排温室气体、改善大气。
技术实现思路
[0004]本技术针对以上问题，提出了一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置，实现瓦斯能源的多级利用，有效减少了井下外接电源等电气设备，提高了能源的利用率、降低了安全隐患。
[0005]本技术的技术方案为：设置在用于进行瓦斯负压抽采的钻孔内，通过所述集电装置转化产生的电能用于给甲烷传感器12以及显示预警装置10供电；
[0006]所述集电装置包括抽采管4、叶轮3、发电机构、快接三通5以及抽放管9，所述抽采管4伸入所述钻孔内、且抽采管4的外壁和钻孔的内壁保持密封，形成封孔；所述快接三通5固定连接于抽采管4伸出钻孔的一端，且所述快接三通5还同时固定连接所述抽放管9以及显示预警装置10，所述抽放管9连接负压源；
[0007]所述发电机构可拆卸的连接在抽采管4之内，所述叶轮3连接所述发电机构，通过叶轮3借助流经抽采管4的瓦斯带动发电机构产生电能；
[0008]所述甲烷传感器12固定连接在抽采管4之内、且与显示预警装置10相连接，所述发电机构同时连接甲烷传感器12以及显示预警装置10，用于给甲烷传感器12以及显示预警装置10供电。
[0009]所述叶轮的材质为铜材；所述叶轮采用三叶片叶轮。
[0010]所述发电机构外壁的顶部及底部均设有导流板16，所述导流板16平行于抽采管4的轴向设置。
[0011]所述发电机构通过叶轮支架7可拆卸的连接在抽采管4之内；所述叶轮支架7的截面呈菱形、且叶轮支架7为中空结构。
[0012]所述甲烷传感器采用微型红外甲烷传感器Cirius
‑
1。
[0013]所述发电机构包括叶轮后槽13、转轴11、发电机14以及蓄电池15，所述叶轮后槽13为中空结构、且其固定连接在抽采管4之内，所述发电机14以及蓄电池15均固定连接在叶轮
后槽13之内，所述转轴11固定连接在发电机14的输出轴上，所述叶轮3设于叶轮后槽13之外、且叶轮3的中心固定连接所述转轴11；
[0014]所述发电机14与蓄电池15相连接，所述蓄电池15同时连接甲烷传感器12以及显示预警装置10。
[0015]所述叶轮3处于发电机构背向快接三通的一侧、且所述叶轮3垂直于抽采管4的轴向设置。
[0016]所述抽采管4的外壁和钻孔的内壁之间填充有封孔注浆材料8。
[0017]本技术的集电装置用于矿井采用“两堵一注”的瓦斯负压抽采的钻孔封孔内，封孔内安设瓦斯气流驱动的铜质叶轮，钢质支架通过钢质底座与钻孔可拆卸固定布置，叶轮转动的机械能带动发电机运转产生电能供微型红外甲烷传感器Cirius
‑
1和显示预警电路装置用。
[0018]本技术的有益效果是：在瓦斯负压抽采过程中，有效的利用了瓦斯的流动特性，能充分提高瓦斯能源的利用率，叶轮在材质上采用防爆材料，安全可靠，为清洁能源的利用提供了新的途径，同时可有效减少井下的电路设备，并通过微型红外甲烷传感器Cirius
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1和显示预警电路实现瓦斯抽采浓度的监测和封孔漏气的报警。
附图说明
[0019]图1是本案的实施方式示意图，
[0020]图2是叶轮的结构示意图，
[0021]图3是显示预警的工作流程图；
[0022]图中1是煤体，2是瓦斯气流，3是叶轮，4是抽采管，5是快接三通，6是钻孔，7是叶轮支柱及底座结构，8是封孔注浆材料，9是抽放管，10是显示预警装置，11是转轴，12是甲烷传感器，13是叶轮后槽，14是发电机，15是蓄电池，16是导流板。
具体实施方式
[0023]为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
[0024]本技术如图1
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3所示，设置在用于进行瓦斯负压抽采的钻孔内，通过所述集电装置转化产生的电能用于给甲烷传感器12以及显示预警装置10供电；
[0025]所述集电装置包括抽采管4、叶轮3、发电机构、快接三通5以及抽放管9，所述抽采管4伸入所述钻孔内、且抽采管4的外壁和钻孔的内壁保持密封，形成封孔；所述快接三通5固定连接于抽采管4伸出钻孔的一端，且所述快接三通5还同时固定连接所述抽放管9以及显示预警装置10，所述抽放管9连接负压源；这样，在煤体1中开设钻孔6之后，可放入抽采管4，并形成封孔；此后，开启负压源，即可将钻孔6内的瓦斯2抽出；
[0026]所述发电机构可拆卸的连接在抽采管4之内，所述叶轮3连接所述发电机构，通过叶轮3借助流经抽采管4的瓦斯带动发电机构产生电能；
[0027]所述甲烷传感器12固定连接在抽采管4之内、且与显示预警装置10相连接，所述发电机构同时连接甲烷传感器12以及显示预警装置10，用于给甲烷传感器12以及显示预警装置10供电。这样，在瓦斯抽采过程中，利用其在钻孔中的气体流动特性即可驱动叶轮，通过
发电机构实现瓦斯的“风能
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机械能
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电能”的转化，转化的电能可用于瓦斯抽采系统中的甲烷传感器及显示预警电路，从而可有效减少井下外接电源等电气设备，并可提高能源的利用率。
[0028]本技术在瓦斯气体抽采过程中，利用其气流作为风能加以利用是提高瓦斯能源利用率，实现绿色清洁能源利用的一种有效途径。
[0029]所述叶轮的材质为铜材，这种材质耐磨损，并且具有良好的防爆功能；所述叶轮采用三叶片叶轮，这种结构特点具有结构强度高，制造成本低，噪音小，风能利用率高等优点。
[0030]所述发电机构外壁的顶部及底部均设有导流板16，所述导流板16平行于抽采管4的轴向设置。由于风阻是驱动叶轮旋转的反作用力，风阻太大，会造成气流量减少，使风能利用率降低，因此需对风阻进行调节。上述于叶轮后槽的上方及下方安设的导流板16，即可促使瓦斯风流顺着导流板流动。
[0031]同时，所述发电机构通过叶轮支架7可拆卸的连接在抽采管4之内；所述叶轮支架7的截面呈菱形、且叶轮支架7为中空结构。叶轮支架7采用菱形镂空结构且与瓦斯气流垂直布置，最终，通过上述两种结构布置积即可大幅减小风阻，提高风能的利用率。
[0032]叶轮支架采用钢材，承受能力强，且叶轮本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置，其特征在于，设置在用于进行瓦斯负压抽采的钻孔内，通过所述集电装置转化产生的电能用于给甲烷传感器（12）以及显示预警装置（10）供电；所述集电装置包括抽采管（4）、叶轮（3）、发电机构、快接三通（5）以及抽放管（9），所述抽采管（4）伸入所述钻孔内、且抽采管（4）的外壁和钻孔的内壁保持密封，形成封孔；所述快接三通（5）固定连接于抽采管（4）伸出钻孔的一端，且所述快接三通（5）还同时固定连接所述抽放管（9）以及显示预警装置（10），所述抽放管（9）连接负压源；所述发电机构可拆卸的连接在抽采管（4）之内，所述叶轮（3）连接所述发电机构，通过叶轮（3）借助流经抽采管（4）的瓦斯带动发电机构产生电能；所述甲烷传感器（12）固定连接在抽采管（4）之内、且与显示预警装置（10）相连接，所述发电机构同时连接甲烷传感器（12）以及显示预警装置（10），用于给甲烷传感器（12）以及显示预警装置（10）供电。2.根据权利要求1所述的一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置，其特征在于，所述叶轮的材质为铜材；所述叶轮采用三叶片叶轮。3.根据权利要求1所述的一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集电装置，其特征在于，所述发电机构外壁的顶部及底部均设有导流板（16），所述导流板（16）平行于抽采管（4）的轴向设置。4.根据权利要求1所述的一种瓦斯气流驱动叶轮供能的集...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹国磊，李强，李明，刘利平，杨海平，付会军，陆波，李文静，
申请(专利权)人：山西华阳集团新能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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