[发明专利]热发电自衡温锚杆及其制作方法

权利要求书

1.热发电自衡温锚杆，其特征在于，包括：

锚杆，设有空腔体，所述空腔体内盘设有管道，所述管道内流通有换热液；

热发电系统，设于所述锚杆空腔体内部，所述锚杆周向围岩内的热能通过所述管道传递至所述换热液，所述热发电系统用于吸收所述锚杆周向围岩内的热能并将所述换热液中的热能转化为电能；以及

温度循环系统，设于所述锚杆空腔体内部，与所述热发电系统的电能输出端电性连接，与所述热发电系统交替作业，用于循环所述管道内的换热液；

所述热发电自衡温锚杆还包括设于所述锚杆内部的隔热板，所述隔热板用于分隔所述锚杆内部空间为深部空间和浅部空间两部分，在两部分空间内均设有所述热发电系统和所述温度循环系统；

位于所述锚杆深部空间内的所述温度循环系统用于吸收所述锚杆深部围岩的高温或低温热能，并通过所述管道内的所述换热液循环，平衡所述锚杆深部围岩温度；

位于所述锚杆浅部空间内的所述温度循环系统用于吸收隧道内的低温空气，并通过所述管道内的所述换热液与所述锚杆浅部围岩的高温热能循环，平衡隧道内低温和所述锚杆浅部围岩温度。

2.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，还包括温度监测系统，所述温度监测系统设于所述锚杆的锚固端上，与所述热发电系统电能输出端连接，用于监测隧道内部空气温度。

3.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述热发电系统包括：

吸热板，为多个且均设于所述锚杆外壁上，用于吸收所述锚杆周向围岩内的热能，所述吸热板的热能输出端连接所述管道，所述吸热板的热能传递给所述管道内的所述换热液；

集热器，设于所述锚杆内部，与所述管道输出端连接，用于收集所述换热液的热能；

热发电器，与所述集热器的输出端连接，用于将所述集热器输出的热能转化为电能；以及

蓄电器，所述蓄电器的输入端与所述热发电器的电能输出端连接，用于储存经所述热发电器产生的电能。

4.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述温度循环系统包括：

换热罐，为封闭状，用于储存换热液；以及

压缩机，与所述热发电系统的电能输出端电性连接，所述压缩机的输入端连接所述换热罐，用于抽取所述换热液并泵送所述换热液至所述管道内，所述管道内的换热液借助于所述压缩机的动力在所述管道内循环流动。

5.如权利要求4所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述压缩机为两组，两组所述压缩机用于交替向所述管道内泵送所述换热液。

6.如权利要求2所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述温度监测系统包括：

温度传感器，设于所述锚杆的锚固端上，用于采集隧道内部空气温度；

控制器，与所述温度传感器的输出端电性连接，用于接收温度信息并设定有判断隧道内空气温度的阈值；以及

报警器，与所述控制器的输出端电性连接，当温度值未在所述控制器设定的阈值范围内时，所述报警器产生报警信号。

7.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述锚杆的锚固端上套接有护筒，远离所述护筒的所述锚杆的一端上设有底座，所述护筒内部与所述锚杆之间呈错齿状固定连接，所述护筒用于分解所述锚杆锚固端上的应力。

8.如权利要求1所述的热发电自衡温锚杆，其特征在于，所述管道为毛细管道，所述管道为两排且均匀盘绕在所述锚杆内部，两排所述管道呈十字交叉型设置。

9.一种热发电自衡温锚杆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在制作好的中空锚杆的空腔体内安装隔热板，所述隔热板将所述锚杆的空腔体分为两部分；

在所述锚杆两部分的空腔体内分别安装集热器、热发电器和蓄电器，并使所述集热器的输出端连接至所述热发电器的输入端上，使所述热发电器的输出端连接至所述蓄电器的输入端上；

将两排管道呈十字交叉型分别均匀盘绕在所述锚杆的两部分的空腔体内，使管道的输出端连接所述集热器；

在所述锚杆两部分空腔体内分别安装换热罐和压缩机，使所述压缩机的输入端连通至换热罐内，使所述压缩机的输出端与所述管道的输入端连接，通过所述压缩机抽取所述换热罐中的换热液，并泵送换热液至所述管道内，使所述管道内的换热液通过所述压缩机的运行在所述管道内循环；使所述热发电器与所述压缩机交替运行作业；

在所述锚杆的外壁上安装多个吸热板，在所述锚杆上设有用于所述吸热板和所述管道连通的开口，使所述吸热板的热能输出端连接所述管道上，使热能向所述管道传递；

在所述锚杆的锚固段安装护筒，使所述护筒与所述锚杆之间呈错齿状固定连接，再将承压板安装在所述护筒上，然后将温度传感器安装至所述承压板上，使所述温度传感器连接控制器和报警器。