一种矿用风力蓄能电池箱

技术领域

本发明涉及矿用设备技术领域，尤其是涉及一种矿用风力蓄能电池箱。

背景技术

随着各种无线传感器、无线监测系统在我国煤矿井下大规模普及应用，其存在的最大问题就是电池续航时间不足。无线传感器、无线监测系统的工作完全依赖于电池，一旦电池耗尽电能，无线传感器、无线监测系统将会完全停止工作。然而，矿用产品要求一般应用在各类煤矿安全仪器仪表中的锂离子蓄电池单体容量不超过(含)10Ah，镍氢蓄电池单体容量不应超过20Ah，这就限定了单体蓄电池容量的最大值。

现有技术中，在无线传感器、无线监测系统的使用中，需要频繁更换电池，一方面会耗费较多人力来维护，另一方面直接导致无线监测系统的稳定性、实用性和实效性大打折扣。随着煤矿对无线传感器、无线监测系统稳定性和实效性要求越来越严格，以及煤矿减员增效方案的实施，减少下井人数的必然趋势，煤矿现场急需一种有效方案来解决电池续航时间不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿用风力蓄能电池箱，该矿用风力蓄能电池箱能够解决电池续航时间不足的问题；

本发明提供一种矿用风力蓄能电池箱，包括：

用于进行整体部件安装的壳体；

用于进行巷道内风的收集，并将风进行导向穿过壳体的导风道，设置在壳体上，并贯穿壳体两侧；

发电组，设置在导风道内，且发电组一端与风叶连接，在风叶的带动下产生电能；

电能存储输出组，设置在壳体内，并与发电组连接。

作为进一步的技术方案，还包括：固定件，设置在壳体上。

作为进一步的技术方案，导风道包括：

输风筒，设置在壳体内；

导风筒，设置在壳体一侧，并与输风筒一端连通。

作为进一步的技术方案，发电组包括：

导风支架，设置在导风道内；

发电模块，设置在导风支架上；且通过第一连接器与电能存储输出组连接。

作为进一步的技术方案，发电模块包括：

安装壳，设置在导风支架上；

发电装置，设置在安装壳内，且发电装置的输出轴与风叶连接；

用于将发电装置产生的电能转换后通过第一连接器输出的第一控制板，设置在安装壳内，并分别与发电装置和第一连接器连接。

作为进一步的技术方案，电能存储输出组包括：

控制模块，设置在壳体上，且控制模块中的第二连接器通过导线与第一连接器连接；

储电模块，设置在壳体内，并通过电极板与控制模块连接。

作为进一步的技术方案，控制模块包括：

第二控制板，设置在壳体内，并与第二连接器连接；

若干控制按键，设置在壳体上，并与第二控制板连接。

作为进一步的技术方案，储电模块包括：

蓄电池，设置在壳体内，并通过供电极板与第二控制板连接；

供电开关设置哎壳体上，并与第二控制板连接；

若干指示灯，设置在壳体上，并与第二控制板连接。

优选的，壳体包括：

控制仓和电池仓，控制仓通过盖板进行密封，电池仓通过仓盖进行密封；且第二控制板置于控制仓内，蓄电池置于电池仓内，若干控制按键及第三连接器设置在盖板上，且第三连接器与第二控制板连接，供电开关和若干指示灯设置在仓盖上。

作为进一步的技术方案，导风道的两端分别设置有防护罩。

本发明的技术方案通过设置在壳体上的导风道进行风的收集，并对收集的风进行传导，使风进入到发电组，通过发电组进行发电，并将发电后产生的电能传送到电能存储输出组，进行存储，并根据需要进行电能的转换，并将转换后的电能进行应用；与现有技术相比能够根据需要进行供电，避免在使用的过程中出现用电设备断电的问题，进而能够延长电池的续航时间，无需频繁更换电池，降低维护量，从而有力保障煤矿井下无线传感器、无线监测系统等用电设备的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种矿用风力蓄能电池的立体图；

图2为本发明一种矿用风力蓄能电池的内部结构示意图；

图3为图2中A-A部分的机构示意图；

图4为本发明中第一控制板的电路图；

图5为本发明中第二控制板的电路图；

图6为本发明中电极板的电路图；

图7为本发明一种矿用风力蓄电池另一个实施例的结构示意图；

图8为本发明一种矿用风力蓄能电池再一个实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1-壳体；11-控制仓；12-电池仓；13-盖板；14-仓盖；21-输风筒；22-导风筒；23-送风道；3-发电组；31-导风支架；32-发电模块；321-安装壳；322-发电装置；323-第一控制板；324-第一连接器；325-输出轴；4-风叶；511-第二控制板；512-控制按键；513-显示窗；52-第二连接器；531-蓄电池；532-供电开关；533-指示灯；534-电极板；6-固定件；7-第三连接器；8-防护罩。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本发明提供一种矿用风力蓄能电池箱，包括：

用于进行整体部件安装的壳体1，可以根据实际的需要调整壳体1的位置，使壳体1置于巷道中合适的位置；导风道设置在壳体1上，并贯穿壳体1两侧，通过导风道进行巷道内风的收集，并将风进行导向穿过壳体1；

其中，

导风道包括输风筒21和导风筒22，该输风筒21设置在壳体1内；导风筒22设置在壳体1一侧，并与输风筒21一端连通；如图2所示，输风筒21设置在壳体1内，导风筒22一端与输风筒21连接，且远离输风筒21的一端直径大于邻近输风筒21一端的直径，在使用阶段通过导风筒22进行风的收集，并由于被收集的风会逐步被导风筒22导向，使风汇集后进入到输风筒21，增加进入输风筒21的风量；

发电组3设置在导风道内，且发电组3一端与风叶4连接，在风叶4的带动下产生电能；当被导风筒22汇集的风进入到输风筒21，此时风会经过发电组3，并带动发电组3做功产生电能，并将产生的电能进行转换后发动到电能存储输出组；其中，电能存储输出组设置在壳体1内，并与发电组3连接；

如图2所示，发电组3包括导风支架31和发电模块32，该导风支架31设置在导风道内；发电模块32设置在导风支架31上；且通过第一连接器324与电能存储输出组连接；当风进入到输风道后，通过发电模块32进行发电，并将产生的电能转换后输送到电能存储输出组，

且，

发电模块32包括：安装壳321、发电装置322和第一控制板323，该安装壳321，设置在导风支架31上；发电装置322，设置在安装壳321内，且发电装置322的输出轴325与风叶4连接；第一控制板323设置在安装壳321内，并分别与发电装置322和第一连接器324连接；通过第一控制板323将发电装置322产生的电能转换后通过第一连接器324输出；

实际发电过程中，风进入到输风筒21时会带动风叶4转动，并带动输出轴325进行旋转，通过输出轴325带动发电装置322进行转动，进而产生电能，同时，第一控制板323会将发电装置322产生的电能进行转换后通过第一连接器324向电能存储输出组进行传送，本没法中，优选的第一连接器324和电能存储输出组之间通过导线连接，且，在本发明中，发电装置322优选为发电机；

如图4，第一控制板323的电路结构示意图，其中J1为连接器与发电单元21连接，D1、D2、D3、D4、D5和D6为二极管元件，组成桥式整流电路负责将发电单元21产生的交流电整流为直流电，C1为电容元件对整流后的直流电进行滤波，U1为同步升降压模块对整流滤波后的直流电进行稳压，U2为过流过压保护模块对稳压后的直流电进行过流过压保护，R1和D7为指示灯533电路，J2为连接器与连接器10连接；这样，发电装置322产生的电能通过第一控制板323转换后经第一连接器324将电能传送到电能存储输出组；并通过电能存储输出组进行电能的存储和向用电设备供电；

如图1-3所示，电能存储输出组包括控制模块和储电模块，该控制模块设置在壳体1上，且控制模块中的第二连接器52通过导线与第一连接器324连接；储电模块设置在壳体1内，并通过电极板534与控制模块连接；一方面通过控制模块将第一连接器324传送来的电能通过储电模块进行存储，另一方面通过控制模块转换储电模块中的电能供外部设备使用，其中，

控制模块包括的第二控制板511和若干控制按键512，该第二控制板511设置在壳体1内，并与第二连接器52连接；若干控制按键512设置在壳体1上，并与第二控制板511连接；

如图5，第二控制板511的电路结构示意图，其中J3为连接器与第二连接器52连接，U1为电源管理芯片，L1为电感元件，J1、J2为连接器与电极板534连接，U2、U3、U5和U6为半导体开关元件，U4为升降压电源模块对直流电进行稳压，J4为连接器与第三连接器7连接，U7为微处理器，T1为半导体开关元件，U9为光感元件，SW1和SW2为控制按键512，SW3为供电开关532，D1、D2、D3和D4为指示灯533，U8为显示装置，R1～R19为电阻元件，C1～C13为电容元件；

储电模块包括蓄电池531、供电开关532和若干指示灯533，其中，蓄电池531设置在壳体1内，并通过电极板534与第二控制板511连接，供电开关532设置在壳体1上，并与第二控制板511连接，通过供电开关532可触发第二控制板511进行工作，并通过指示灯533显示蓄电池531的电量，若干指示灯533设置在壳体1上，并与第二控制板511连接，可以通过若干指示灯533进行电量的显示，进而能够直观的获取蓄电池531的剩余电量情况。如图1所示，壳体1包括控制仓11和电池仓12，控制仓11通过盖板13进行密封，电池仓12通过仓盖14进行密封；且第二控制板511置于控制仓11内，蓄电池531置于电池仓12内，若干控制按键512及第三连接器7设置在盖板13上，另外在本发明中，在盖板13上还设置有显示窗513，且第三连接器7与第二控制板511连接，供电开关532和若干指示灯533设置在壳体1上；通过控制仓11和盖板13的配合进行第二控制板511的保护，通过电池仓12和仓盖14的配合，进行蓄电池531和电极板534的保护；

如图6，电极板534的电路结构示意图，其中J5负责与第二控制板511连接，J6和J7为电极负责与蓄电池531连接。

而在使用阶段；第一连接器324将发电装置322产生的电能进行传送，通过到将电能传送到第二连接器52，并经过第二控制板511后被传送到蓄电池531，通过蓄电池531进行存储，而当需要向外部提供工作电能时，第二控制板511通过电极板534向蓄电池531提取电能，并对提取的电能进行转换，将转换后的电能通过第三连接器7向外输出；供用电设备使用；当然，只有当环境能源不可用时，才使用蓄电池531直接供电，可极大地延长电池使用寿命；即如果置于巷道中，且通过发电装置322进行发电时，可以使用经通过第一连接器324直接与用电设备连接；而不需要用电设备使用时，第一连接器324和第二连接器52连接，进行蓄电池531的储电；且在本发明中，可以通过控制按键512对第二控制板511进行控制，且能够通过显示窗513进行第二控制板操作的信息显示；另外，在通过蓄电池531供电时，可以通过供电开关532进行蓄电池531和第二控制板511之间的导通，并通过指示灯533对蓄电池531的电量进行显示；

如图8所示，在本发明中，可以调整壳体1的尺寸，使其尺寸减小；导风筒22为有刚性或者柔性的材料制成；如采用钢板一体成型、拼接而成或折叠成型，或直接采用无纺布等成型，而无论采用何种均需要保证导风筒22与壳体1的固定连接，连接方式采用现有的方式进行连接，本发明对此不再进一步限定；另外，当本发明采用刚性材料制成时，采用折叠的方式时，相邻钢板之间可以进行销接，在不进行使用时，将钢板彼此之间进行折叠；而当使用时，展开钢板即可；且在本发明中，可以通过连接件对首尾的钢板进行固定；具体连接件可以为卡块，在首尾的钢板上均设置卡孔，并通过卡块上的卡柱置于卡孔中，进而是首尾的两个钢板连接形成导风筒22的结构；当然卡扣仅为本发明中一种优选的方式，其他可以进行首尾钢板连接的均为本发明的保护范围；

如图7所示，当然，根据需要，可以增加导风筒22的数量，采用多个导风筒22同时进行风的收集，并将收集后的风通过送风道23传送，并汇集到输风筒21，并将风叶4置于输风筒21内，这样使得穿过输风筒21的风速增加，提高风叶4的转速；进而提高发电效率；当然，还可以根据实际情况在每个送风道23中分别设置叶片，可以通过多个叶片同时进行发电；

如图8所示，根据实际的需要，可以调整输风筒21的结构，8可以使导风筒22相对与输风筒21为偏心设置，这样可以适用不同的巷道，提高整体的适应性；

另外，为更好的对整体进行固定，本发明中优选的设置有固定件6，该固定件6设置在壳体1上；这样，通过固定件6将整体固定到巷道中，避免在使用的过程中壳体1出现倾斜等问题的发生；需要说民的，在本发明中固定件6的数量根据实际的需要而定，为节省篇幅，本发明对此不再进一步限定；

在使用的过程中，一方面避免风中夹杂的杂物直接与风叶4接触，造成风叶4的损坏；另一方面避免操作人员无意中接触到风叶4或者发电装置322造成损伤；这样，在本发明中，优选的设置有防护罩8，具体的，导风道的两端分别设置有防护罩8；这样，通过防护罩8对风叶4和发电装置322均进行了保护，避免上述问题的发生；

本发明的技术方案通过设置在壳体1上的导风道进行风的收集，并对收集的风进行传导，使风进入到发电组3，通过发电组3进行发电，并将发电后产生的电能传送到电能存储输出组，进行存储，并根据需要进行电能的转换，并将转换后的电能进行应用；与现有技术相比能够根据需要进行供电，避免在使用的过程中出现用电设备断电的问题，进而能够延长电池的续航时间，无需频繁更换电池，降低维护量，从而有力保障煤矿井下无线传感器、无线监测系统等用电设备的稳定运行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。