專利名稱：道路融冰除雪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路除雪領(lǐng)域，具體涉及一種道路融冰除雪裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于寒地城市來說，存在冬季冰雪氣候周期長(zhǎng)，發(fā)生頻率高，路面停留時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，特別是在冬季嚴(yán)寒天氣中為除雪工作帶來了巨大的困難。通常來講，傳統(tǒng)的除雪方式分為融雪劑除雪和機(jī)械除雪兩種。然而采用融雪劑除雪不足之處在于在融雪劑除雪后，道路上會(huì)有一定有融雪劑殘留，含有氧化鈉的融雪劑能夠改變土壤的性質(zhì)造成土壤板結(jié)，嚴(yán)重危害路旁植物的生長(zhǎng)；融雪劑與浙青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，減小了浙青與砂石料的握裹能力，還能與路基上的金屬形成原電池，加快路面的破損，縮短了道路的壽命；而且能腐蝕車輛，融雪劑附在汽車底盤上，與底盤上有油泥會(huì)逐步滲透到底盤保護(hù)膜，使底盤生銹、變形，產(chǎn)生噪聲；大量散布在路面上的融雪劑，被融水和雨水沖刷與路面排水一起匯入河流或湖泊水域后，污染了水體，如果滲入地下也會(huì)對(duì)飲用水造成影響。采用機(jī)械除雪，它雖存在效率高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的不足之處對(duì)交通影響大，最為突出的問題在于對(duì)路面、橋面、交通標(biāo)線等路產(chǎn)設(shè)施的損壞。并且我國的融雪機(jī)械功能單一，能耗大，而進(jìn)口國外綜合性能強(qiáng)的除雪機(jī)械價(jià)格過于昂貴，維修保養(yǎng)費(fèi)用也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、融冰除雪效果好而且無污染的道路融冰除雪
直ο實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種道路融冰除雪裝置，包括發(fā)電模塊、與發(fā)電模塊相連的集中產(chǎn)熱模塊、與集中產(chǎn)熱模塊相連的融冰除雪模塊，融冰除雪模塊包括水流管道，所述水流管道設(shè)置在路基的鋪裝層內(nèi)。進(jìn)一步，所述發(fā)電模塊包括電能產(chǎn)生裝置、與電能產(chǎn)生裝置相連的電能貯存裝置， 所述電能貯存裝置與集中產(chǎn)熱模塊相連；所述電能貯存裝置與集中產(chǎn)熱模塊之間設(shè)有控制
直ο進(jìn)一步，所述電能產(chǎn)生裝置包括污水發(fā)電裝置，所述污水發(fā)電裝置與電能貯存裝置相連，所述污水發(fā)電裝置包括污水發(fā)電機(jī)、污水過濾裝置，所述污水發(fā)電機(jī)的電能輸出端與電能貯存裝置相連。進(jìn)一步，電能產(chǎn)生裝置還包括地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置，地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置與電能貯存裝置相連，地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置包括溫差電片組成的溫差電池、與溫差電池相連的增壓裝置， 所述增壓裝置與電能貯存裝置相連。進(jìn)一步，所述融冰除雪模塊還包括設(shè)有回水口和出水口的儲(chǔ)水箱、出水口循環(huán)泵、 回水口循環(huán)泵，儲(chǔ)水箱的出水口依次通過出水口循環(huán)泵、集中產(chǎn)熱模塊與設(shè)置在路基鋪裝層內(nèi)的水流管道一端相連，水流管道另一端通過回水口循環(huán)泵與儲(chǔ)水箱的回水口相連。本發(fā)明具有積極的效果本發(fā)明由發(fā)電模塊進(jìn)行發(fā)電、通過集中發(fā)熱模塊為融冰除雪模塊的流水管道中的流水提供熱源，此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，也不會(huì)影響交通，融冰除雪效果好；包括電能產(chǎn)生裝置、電能貯存裝置，電能產(chǎn)生裝置優(yōu)選為污水發(fā)電裝置、地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置中的一種或兩者結(jié)全，能有效利用城市地下被忽略的微小能源——污水能源和地?zé)釡夭钅茉?，采用的電能貯存裝置可以有效的貯存由發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能，充分利用了未被開發(fā)利用的能源，而且不排放溫室氣體和有害氣體，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，并且可以整合一年中其他季節(jié)的能量用于冬季融雪，有利于資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖， 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為圖1所示的道路融冰除雪裝置平面示意圖。附圖標(biāo)記發(fā)電模塊1、電能產(chǎn)生裝置11、電能貯存裝置12、污水發(fā)電裝置111、地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置112、污水發(fā)電機(jī)1111、污水過濾裝置1112、溫差電池1121、增壓裝置1122、 集中產(chǎn)熱模塊2、融冰除雪模塊3、水流管道31、儲(chǔ)水箱32、出水口循環(huán)泵33、回水口循環(huán)泵 34、控制裝置4。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)圖1和圖2顯示了本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖 2為圖1所示的道路融冰除雪裝置平面示意圖。本實(shí)施例是一種道路融冰除雪裝置，見圖1和圖2，包括發(fā)電模塊1、與發(fā)電模塊1相連的集中產(chǎn)熱模塊2、與集中產(chǎn)熱模塊2相連的融冰除雪模塊3，融冰除雪模塊3包括水流管道31，所述水流管道31設(shè)置在路基的鋪裝層內(nèi)。所述發(fā)電模塊1包括電能產(chǎn)生裝置11、與電能產(chǎn)生裝置11相連的電能貯存裝置 12，所述電能貯存裝置12與集中產(chǎn)熱模塊2相連，所述電能貯存裝置12與集中產(chǎn)熱模塊2 之間設(shè)有控制裝置4。本實(shí)施例中，所述電能產(chǎn)生裝置11包括污水發(fā)電裝置111和地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置 112，所述污水發(fā)電裝置111、地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置112分別與電能貯存裝置12相連。進(jìn)一步， 所述污水發(fā)電裝置111包括污水發(fā)電機(jī)1111、污水過濾裝置1112，所述污水發(fā)電機(jī)1111的電能輸出端與電能貯存裝置12相連；地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置112包括溫差電片組成的溫差電池1121、與溫差電池1121相連的增壓裝置1122，所述增壓裝置1122與電能貯存裝置12相連。由于污水管道中污水的流速很小，對(duì)于一般的水利發(fā)電機(jī)，污水的流速是不能使之發(fā)電的。故本裝置中采用一種微水流發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是污水流從大徑管道口進(jìn)入發(fā)電機(jī)，小徑管道口流出，這樣大大增加了污水流的速度。一般微水流發(fā)電機(jī)功率為300W、 500W，現(xiàn)在設(shè)定為300W作為其發(fā)電功率，并將其輸出電壓固定為220V。污水流動(dòng)使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，通過設(shè)計(jì)電路，給蓄電池進(jìn)行充電，充電電壓為220V。
地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置地表溫度一般與地下溫度存在一定的溫度差，在哈爾濱冬季地下溫度高于地表溫度約10°c，夏季地表溫度高于地下溫度約15°C (地下的距離設(shè)為地下 5米)。本裝置中，采用兩塊不同的發(fā)電片，由于兩塊性質(zhì)不同的半導(dǎo)體發(fā)電片間存在一個(gè)溫差時(shí)，兩極片之間就會(huì)產(chǎn)生直流電壓，利用塞貝爾效應(yīng)將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能。其中，溫差電壓AV與熱冷兩端的溫度差ΔΤ成正比，S卩，AV = kAT = k(T2-Tl), T2表示熱端溫度，Tl表示冷端溫度。但由于溫差發(fā)電產(chǎn)生的電壓較小，大約每200C溫差能夠產(chǎn)生Iv的電壓，難以得到有效地利用。為此，本裝置在溫差發(fā)電機(jī)后面安裝了一個(gè)增壓器，它的作用是把溫差發(fā)電產(chǎn)生的低電壓進(jìn)行放大，以便使溫差發(fā)電產(chǎn)生的電壓達(dá)到儲(chǔ)能設(shè)備的輸入電壓，從而對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行順利充電。電能貯存裝置采用蓄電池進(jìn)行貯電，現(xiàn)用12V的蓄電池，容量為38A，若將蓄電池的數(shù)目串聯(lián)為蓄電池組，本裝置采用蓄電池組數(shù)目為13個(gè)，則其充電電壓為12x13x1.4 = 218. 4V。并且添加6安的恒定外置電流以確保其充電飽和度，確保有足夠有電能供集中發(fā)熱模塊進(jìn)行發(fā)熱。集中發(fā)熱模塊采用具有阻值的電阻絲，此模塊的加熱電阻絲與蓄電池連接，為流經(jīng)的循環(huán)的外加水源加熱。用于加熱水的電阻絲的規(guī)格是功率1000—5000W,電壓 220V——380V。使用的蓄電池提供的電壓為220V，現(xiàn)規(guī)定電阻絲工作電壓為220V。加熱水達(dá)到一定的溫度所需的時(shí)間與電阻絲的阻值的關(guān)系決定了為了高效率的融雪必須選擇最合適的規(guī)格。所述融冰除雪模塊3還包括設(shè)有回水口和出水口的儲(chǔ)水箱32、出水口循環(huán)泵33、 回水口循環(huán)泵34，儲(chǔ)水箱32的出水口依次通過出水口循環(huán)泵33、集中產(chǎn)熱模塊2與設(shè)置在路基鋪裝層內(nèi)的水流管道31 —端相連，水流管道31另一端通過回水口循環(huán)泵34與儲(chǔ)水箱 32的回水口相連。儲(chǔ)水箱儲(chǔ)存水源，循環(huán)泵為水在管道中流動(dòng)提供動(dòng)力，循環(huán)泵由外加電源提供工作電量。由出水口流經(jīng)加熱電阻部分的水流被加熱，經(jīng)過一段時(shí)間，由于水的對(duì)流， 管道中的水加熱到合適的溫度。路基部分的管道是否合理布置決定了能否高效的利用管道中水的熱量融化路面上的冰雪。路基淺層鋪設(shè)的管道的方式是一種合理的能夠高效利用水中熱量的方式。根據(jù)查找市面上的管材，現(xiàn)定水暖管道的直徑為8cm。目前的融雪方式帶來的問題已經(jīng)需要有更節(jié)能環(huán)保的方式來替代解決，由于此系統(tǒng)具備節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，所以代替目前的融雪方式是存在可行性的；此系統(tǒng)置于地下，自動(dòng)控制，不影響路面交通，并且施工難度不高，適合在城市推廣；城市是污水的主要來源，尤其是工業(yè)區(qū)，每天都有數(shù)以萬噸計(jì)的污水通過下水道流進(jìn)河流或者污水處理廠。截止到2007 年的數(shù)據(jù)，我國665個(gè)城市的用水量達(dá)到501. 9億立方米/年，水的大量消耗意味著污水的大量產(chǎn)生，以每年污水總量為400億噸進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。設(shè)水流速度為lm/s，水的動(dòng)能E = l/2mv2 = 1Λχ400χ109χ103χ12(焦耳)=2x1014 (焦耳)=5. 56x107 (度)。本裝置可以充分利用此資源，提高能源的利用率。溫差發(fā)電合理利用地?zé)?，使之轉(zhuǎn)換成為電能的有效方式，發(fā)電機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，無運(yùn)動(dòng)部件，無噪音等特點(diǎn)。屬于環(huán)境友好型能源利用方式，具有良好的綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。此系統(tǒng)在使用階段可用于城市重要路面的融雪工作，如城市上坡路面，機(jī)場(chǎng)要道等。本裝置在夏季開啟污水發(fā)電裝置，地?zé)釡夭畎l(fā)電模塊，電能貯存模塊用于集合夏季地下的溫差能和污水的動(dòng)能，為電能貯存模塊提供電能。土壤溫差以及污水動(dòng)力單位時(shí)間內(nèi)提供的能量很微小，所以需要夏季長(zhǎng)時(shí)間的開啟集合。在冬季繼續(xù)讓上述三個(gè)模塊工作，再打開其余兩個(gè)模塊——集中產(chǎn)熱模塊，融冰除雪的管道模塊。電能貯存模塊通過電路連接為集中產(chǎn)熱模塊提供電能，集中產(chǎn)熱模塊產(chǎn)生的熱量給融雪管道循環(huán)流動(dòng)的水加熱， 當(dāng)水溫達(dá)到我們所設(shè)定的溫度之后就可以通過熱傳遞的方式將管道上方路面的冰雪融化掉。(實(shí)施例2)本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中所述電能產(chǎn)生裝置采用污水發(fā)電裝置?？梢杂行У膶?duì)污水資源進(jìn)合理利用，提高能源利用率，并不會(huì)污染環(huán)境。(實(shí)施例3)本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中電能產(chǎn)生裝置采用地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置，可能有效利用地?zé)釡夭钯Y源， 提高能源利用率，達(dá)到節(jié)能作用。兩發(fā)電片之間設(shè)有調(diào)節(jié)開關(guān)，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)兩電片的極性，使溫差發(fā)電地表溫度與地面溫度的滿足四季變化。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種道路融冰除雪裝置，其特征在于包括發(fā)電模塊、與發(fā)電模塊相連的集中產(chǎn)熱模塊、與集中產(chǎn)熱模塊相連的融冰除雪模塊，融冰除雪模塊包括水流管道，所述水流管道設(shè)置在路基的鋪裝層內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于所述發(fā)電模塊包括電能產(chǎn)生裝置、與電能產(chǎn)生裝置相連的電能貯存裝置，所述電能貯存裝置與集中產(chǎn)熱模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于所述電能產(chǎn)生裝置包括污水發(fā)電裝置，所述污水發(fā)電裝置與電能貯存裝置相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于所述污水發(fā)電裝置包括污水發(fā)電機(jī)、污水過濾裝置，所述污水發(fā)電機(jī)的電能輸出端與電能貯存裝置相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求4所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于電能產(chǎn)生裝置還包括地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置，地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置與電能貯存裝置相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置包括溫差電片組成的溫差電池、與溫差電池相連的增壓裝置，所述增壓裝置與電能貯存裝置相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于所述融冰除雪模塊還包括設(shè)有回水口和出水口的儲(chǔ)水箱、出水口循環(huán)泵、回水口循環(huán)泵，儲(chǔ)水箱的出水口依次通過出水口循環(huán)泵、集中產(chǎn)熱模塊與設(shè)置在路基鋪裝層內(nèi)的水流管道一端相連，水流管道另一端通過回水口循環(huán)泵與儲(chǔ)水箱的回水口相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的道路融冰除雪裝置，其特征在于所述電能貯存裝置與集中產(chǎn)熱模塊之間設(shè)有控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種道路融冰除雪裝置，包括發(fā)電模塊、與發(fā)電模塊相連的集中產(chǎn)熱模塊、與集中產(chǎn)熱模塊相連的融冰除雪模塊，融冰除雪模塊包括水流管道，所述水流管道設(shè)置在路基的鋪裝層內(nèi)；發(fā)電模塊采用污水發(fā)電裝置、地?zé)釡夭畎l(fā)電裝置中的一種或兩種結(jié)合；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，有效利用了城市地下被忽略的微小能源——污水能源和地?zé)釡夭钅茉?，充分利用了未被開發(fā)利用的能源，且不會(huì)排放溫室氣體和有害氣體，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，也不會(huì)影響交通，融冰除雪效果好；并且可以整合一年中其他季節(jié)的能量用于冬季融雪，有利于資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102359047SQ201110204679
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者余奧亞, 吳天昊, 唐巍, 張昊春, 郭永軍 申請(qǐng)人:張昊春