專利名稱：太陽能風(fēng)能公路機(jī)場(chǎng)除冰雪設(shè)施的制作方法
太陽能風(fēng)能公路機(jī)場(chǎng)除冰雪設(shè)施
本發(fā)明屬于太陽能風(fēng)能利用技術(shù)，是公路、街道和機(jī)場(chǎng)的除冰雪方法。 冰雪對(duì)交通的安全和暢通的威脅，自古存在。多年來，人們對(duì)付它的辦法主要為撒鹽 和黑色粉末，促使它的融化和增加摩擦力。此外還有及時(shí)清掃運(yùn)走。近年由于車輛、高速 公路和機(jī)場(chǎng)的劇增，防止冰雪危害的問題尤其顯得重要。撒鹽和粉末都影響環(huán)境清潔。食 鹽還污染土壤和地下水，并對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕，對(duì)植物起不良作用。尋找完全不污染環(huán)境， 又容易實(shí)施的清除路面和機(jī)場(chǎng)冰雪的方法，是現(xiàn)代交通的迫切需要。本發(fā)明用熱力方法使 冰雪實(shí)時(shí)融化，冰雪水由路面和路邊排水溝自流排走，排水還起清除道路粉塵和細(xì)土的作 用。融化冰雪的熱源由電能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生，而電能則由太陽能、風(fēng)能產(chǎn)生。在通常情況可由這 兩種可再生能源在當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)光一電和風(fēng)一電的轉(zhuǎn)換，電又在當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化為熱能，貯于地下。 這時(shí)電能不需遠(yuǎn)距傳輸，因此，此除冰雪方法簡(jiǎn)易且可靠，低成本。
除冰雪在溫帶和寒帶以及其它高寒地區(qū)才有必要，且常限于冬季，個(gè)別情況出現(xiàn)在秋 末或初春，實(shí)際需要電能除冰雪的日子不多，所需功率不大。建光伏發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)電場(chǎng)， 或建風(fēng)、光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，要視當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源和風(fēng)能資源而定，且最好能與國(guó)家電網(wǎng) 并網(wǎng)，而除冰雪只是此網(wǎng)的個(gè)別時(shí)段的附加任務(wù)。在地下貯熱增地溫除地面冰雪時(shí)，還可 只利用低谷電。因此，此除冰雪所需專門投資極少，只需電一熱轉(zhuǎn)換設(shè)施。電一熱轉(zhuǎn)換設(shè) 施是埋沒于中心位置公路地基下的特殊鋼管，它沿公路軸線延伸，長(zhǎng)可達(dá)幾km，兩端有 分支管，可接電源。流經(jīng)特殊鋼管的電流，在此管的作用下將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋＿@管子所 產(chǎn)熱能將周圍巖石加熱，將公路基礎(chǔ)加熱。因此，公路路面有十幾攝氏度以上的溫度，這 溫度足以使冰雪融化，融化形成的冰雪水沿路面的坡度(20%)流向路邊的排水溝。當(dāng)降 雪、雨停止時(shí)，路面可很快干燥。由于巖石和公路基礎(chǔ)均為熱的不良導(dǎo)體，它們的熱容量 又很大(為空氣的4000倍)，所以當(dāng)它們的溫度升高到10(TC以上時(shí)，即使一時(shí)停電(不 產(chǎn)熱)，所貯熱量亦足以維持地面溫度在十幾度以上，維持幾天。所以，可以用低谷電在 地下貯熱，供全天融化冰雪用。在特殊鋼管的上方，安裝熱電隅，監(jiān)測(cè)金屬管子上方基礎(chǔ) 的溫度。當(dāng)它的溫度接近瀝青路面的變形溫度時(shí)，金屬支管可由風(fēng)泵供適量冷空氣給特種 金屬管，為此管降溫，使地面溫度不再升溫(免瀝青路面變形。對(duì)混凝土路面，溫度上限 可提高)。
說明書附圖
為公路的橫斷面。其中l(wèi)為特殊鋼管，2為熱電隅，3為金屬支管，4為路兩邊排水溝。特殊鋼管(圖中放大畫出)埋于公路基礎(chǔ)之下。熱電隅安裝在基礎(chǔ)層之中。 金屬支管連接特殊鋼管的一端，由公路中心引向路外。其中一端的金屬管根據(jù)熱電隅測(cè)得 的溫度，由風(fēng)泵(它所需電能亦由光電或風(fēng)電供給)適量供冷空氣給特殊鋼管，控制基礎(chǔ) 層溫度不高于路面變形溫度。而另一端的支管則將在特殊鋼管內(nèi)流經(jīng)(加熱后)的熱空氣 流出，這熱空氣可供給公路沿線的建筑物和溫室取暖，亦可作低溫干燥工藝的熱源。支管 3還是電源的接線柱，故它們的終端應(yīng)出露地面，并絕緣。圖中20%為橫剖面上的路面坡 度，箭頭示坡向(冰雪水流向)。
在風(fēng)能豐富地區(qū)，可在公路中心位置(圖中2的位置)設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，形成離網(wǎng)供熱 防冰雪系統(tǒng)。
本發(fā)明用于機(jī)場(chǎng)除冰雪時(shí)，特殊鋼管的位置在滑行道中間，只是支管應(yīng)很長(zhǎng)，要達(dá)到 機(jī)場(chǎng)以外；若用風(fēng)能或太陽能，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池均應(yīng)布置在機(jī)場(chǎng)之外，以免影 響飛行安全。
本發(fā)明亦適用于既有公路、街道和機(jī)場(chǎng)，這時(shí)既可照上述方式將特殊鋼管埋于地下， 亦可以強(qiáng)電光源照射地面，使冰雪融化。
本發(fā)明是以"光一電和風(fēng)一電的電一熱并聯(lián)轉(zhuǎn)換共貯與連續(xù)恒溫利用"技術(shù)為基礎(chǔ)的， 詳細(xì)情況可査閱該發(fā)明專利。
權(quán)利要求
1、 太陽能風(fēng)能公路機(jī)場(chǎng)除冰雪設(shè)施是現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要配套組成與革新，其特征是a、以可再生能源太陽能和風(fēng)能為熱源；b、光電和風(fēng)電可各成離網(wǎng)電源，或光、風(fēng)互補(bǔ)電源，或并入國(guó)家電網(wǎng)，利用低谷電；c、可為沿公路機(jī)場(chǎng)的建筑物和溫室供熱；d、地面溫度可調(diào)控，使冰雪實(shí)時(shí)融化，降水停止，路面很快干燥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，在公路中心線位置地下鋪設(shè)特殊鋼管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，特殊鋼管兩端連接帶絕緣材料的金屬支管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，金屬支管之一連接風(fēng)泵，為調(diào)控溫度的冷空氣進(jìn)口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，金屬支管的另一端為熱空氣排出口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，將特種鋼管埋于地下，也可在近地面處以強(qiáng)的電光源 照射地面(熱光源)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，以熱電隅測(cè)公路基礎(chǔ)面的溫度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，根據(jù)熱電隅測(cè)得的溫度，控制支管風(fēng)泵的進(jìn)氣量以控 制地面溫度不超過路面材料的變形溫度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述特征，可用于公路、街道和機(jī)場(chǎng)的除冰雪和干燥地面。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，也可用于既成公路、街道和機(jī)場(chǎng)。
全文摘要
太陽能風(fēng)能公路機(jī)場(chǎng)除冰雪設(shè)施是節(jié)能、環(huán)保、無腐蝕又方便的交通重要革新和配套設(shè)施，對(duì)提高公路、街道和航空安全有重要作用。它將太陽能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化電為熱能貯于地下，地下巖土和路基起貯熱和傳熱介質(zhì)作用，使冬天的路面保持適宜溫度，使路面上的冰雪實(shí)時(shí)融化成水，從路邊排水溝排走；當(dāng)降水(雪)停止時(shí)，路面很快干燥，從而減少航空地面事故。光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)電系統(tǒng)可視當(dāng)?shù)毓狻L(fēng)資源選擇其中之一，或構(gòu)成光、風(fēng)互補(bǔ)系統(tǒng)，或與當(dāng)?shù)貒?guó)家電網(wǎng)并網(wǎng)。在后一情況下，可用低谷電產(chǎn)熱。太陽電池和風(fēng)力發(fā)電的功率主要用于供電，除冰雪所需功率不大，且僅限于冬季的雨雪天氣。
文檔編號(hào)E01C11/26GK101285292SQ20081011092
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者楊佳昱, 音 鐘, 鐘顯亮, 黃福元 申請(qǐng)人:鐘顯亮