專利名稱：公路的掩蔽及優(yōu)化的制作方法
公路的掩蔽及優(yōu)化
相關(guān)串請的交叉引用本申請要求于2009年11月18日提交的美國臨時申請61/262，398的權(quán)益，將其整個披露內(nèi)容通過引用結(jié)合在此，包括所有的附圖和正式的紙質(zhì)文件。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種公路掩蔽物結(jié)構(gòu)。更具體地，本發(fā)明涉及一種公路掩蔽物，用于將一條道路的一部分進行封閉以及用于優(yōu)化和收集能量并且將該能量轉(zhuǎn)化為電力和燃料源。
2.相關(guān)技術(shù)說明
聯(lián)邦公路系統(tǒng)具有貫穿美國延伸的數(shù)萬英里的公路。上百萬的車輛途經(jīng)這些錯綜復雜的公路，每天產(chǎn)生了對環(huán)境有害的排放物并且加劇了全球變暖。每年，嚴酷的氣候和不良道路條件，如潮濕的或結(jié)冰的公路引起了很多事故，導致了成千上萬人死亡和受傷。在對環(huán)境極大關(guān)注的時代，對于減少來自車輛排放物的空氣污染，增加汽油里程數(shù)，并且將我們?nèi)諠u減少的陸地資源的使用效率最大化的要求是處于前所未有的高度。此外，對增加聯(lián)邦公路系統(tǒng)的安全性也一直有所要求。而在掩蔽公路的同時有效地使用周圍自然資源的系統(tǒng)卻仍不存在。此外，據(jù)信，不斷上升的能源成本可能某天會徹底改變我們生產(chǎn)和使用電力的方式，并且找到收集能量以將其轉(zhuǎn)化成電力的新方法可能在經(jīng)濟上是可行的。因此一直在探索收集和使用能量的新穎且改進的方式。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中存在多個針對由車輛產(chǎn)生的氣流而驅(qū)動的風力渦輪機的專利。例如，授予Wither的美國專利號5，272，378、授予Gutterman的美國專利號6，409, 467、授予Wiegel等人的美國專利號7，098, 553、授予Chen等人的美國專利號7, 427，173、以及授予Fein等人的美國專利號7，498，684和7，525，210。然而，風力渦輪機的效率和經(jīng)濟可行性高度地依賴于用來驅(qū)動這些葉片的一個恒定的且較高的平均風速。全天的交通低潮和流動取決于時間，并且它在晚上的時候就必然慢下來。因此，由交通提供的氣流并不是恒定的，并且簡單地使用來自車輛的氣流來驅(qū)動風力渦輪機在很多領(lǐng)域都不是可行的解決方案。這個問題的可行解決方案會是用于控制空氣流動以增加其速度的結(jié)構(gòu)或其他機械手段，由此使得風力渦輪機在更多的地方是一種經(jīng)濟上合理的解決方案。因此，在本領(lǐng)域中對于一種結(jié)構(gòu)存在需要，這種結(jié)構(gòu)將現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化以便使現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施更有效，并且以一種高效且安全的方式來收集能量的方式對其進行優(yōu)化。
發(fā)明概述在本發(fā)明的一個第一方面，提供了一種用于掩蔽公路并且優(yōu)化其使用的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)總體上包括(a)在一條公路上方延伸的結(jié)構(gòu)，具有至少一路交通并且優(yōu)選兩路交通以及一個中間隔離帶，(b)連接到該結(jié)構(gòu)上的罩蓋，該罩蓋封閉了該公路并且保護其免受上方的降水和陽光，以及(C)多個固定到所述罩蓋上以便將日光轉(zhuǎn)化成有用功率的太陽能電池板。
在本發(fā)明的一個第二方面，本發(fā)明提供了一種用于掩蔽公路并且優(yōu)化附近能量收集的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括(a) —個在該公路上方延伸的框架，以及(b)固定到該框架的至少一部分上的罩蓋，其中該框架的形狀使穿過該結(jié)構(gòu)的風流被加速。在本發(fā)明的另外一個實施方案中，該結(jié)構(gòu)進一步包括多個風力渦輪機，其中這些風力渦輪機中的至少一個是位于該罩蓋的下方而與該公路的一側(cè)和/或該公路中間隔離帶中的至少一個相鄰。該結(jié)構(gòu)可任選地包括，其中這些風力渦輪機中的至少一個被定位在該罩蓋的頂上靠近該結(jié)構(gòu)的頂峰的位置處。通過行進貫穿或越過該公路掩蔽物的空氣來驅(qū)動多個風力渦輪機。穿過公路掩蔽物以及在其周圍流動的空氣流是通過該公路結(jié)構(gòu)的幾何形狀和特征來增加的，以便將驅(qū)動這些風力渦輪機的風速最大化。這些風力渦輪機各自具有一個塔、一個附接到該塔上并且具有多個葉片(或輪葉)的轉(zhuǎn)子、以及一個發(fā)電機?？扇芜x地，該結(jié)構(gòu)可以包括一個電解池、一個氫氣壓縮機、一個氫氣燃料供應(yīng)站 和/或壓縮的氫氣儲罐。該電解池是流體連接到一個水儲罐上的，以便對儲存于該儲罐中的水進行電解。該氫氣壓縮機是流體連接到該電解池上的，以便壓縮由該電解池生產(chǎn)的氫氣。還提供了一個壓縮的氫氣燃料供應(yīng)站，這個壓縮的氫氣燃料供應(yīng)站是流體連接到該氫氣壓縮機上的，以便接收壓縮的氫氣。本發(fā)明還可以提供一種高架軌道公共交通系統(tǒng)。如在以下進一步詳細討論的，這個高架軌道可以位于該罩蓋內(nèi)并且在該公路的頂上亦或它可以被定位在該罩蓋的頂上。在本發(fā)明的還另一個實施方案中，提供了一種用于掩蔽公路并且優(yōu)化其使用的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括(a) —個第一主拱形梁，該梁具有一個弧形的形狀，該形狀帶有一個第一端和一個第二端，該主拱形梁的每端被固定在該公路的相對側(cè)的地面上，橫過該公路并且與其垂直；以及(b) —個第一橫構(gòu)件桁架，該桁架包括對應(yīng)地在該第一主拱形梁上的第一和第二端附近固定到該第一主拱形梁上的第一端和第二端。該第一橫構(gòu)件桁架被以一個高度固定在該公路之上，以便允許該公路上的交通間隙。一個第二主拱形梁與該第一主拱形梁實質(zhì)上類似并且具有一個第一端和一個第二端，該第二主拱形梁實質(zhì)上類似于且平行于該第一主拱形梁來進行固定。該結(jié)構(gòu)還包括一個第二橫構(gòu)件桁架，該桁架包括對應(yīng)地在該第二主拱形梁的第一和第二端附近被固定到該第二主拱形梁上的第一端和第二端。該第二橫構(gòu)件桁架以一個實質(zhì)上與該第一橫構(gòu)件桁架類似的高度進行固定。一個第一支撐梁被固定在該第一和第二主拱形梁之間、與該公路的一個第一邊緣相鄰。該第一支撐梁平行于該公路的第一邊緣延伸。一個第二支撐梁被固定在該第一和第二主拱形梁之間、與同該第一支撐梁相對的該公路的一個第二邊緣相鄰。該第二支撐梁平行于該公路的第二邊緣延伸。多個弧形支撐梁形成一個在該第一和第二主拱形梁之間的肋狀結(jié)構(gòu)并且具有多個被固定在該第一支撐梁上的第一端以及多個被固定在該第二支撐梁上的第二端。一個罩蓋在該第一和第二主拱形梁之間并且在該多個支撐梁上方延伸，以便在該公路上方形成一個頂棚狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)這個實施方案，多個太陽能電池板固定在該罩蓋上以便將陽光轉(zhuǎn)化成可用功率。本發(fā)明可以進一步包括一種用于掩蔽公路并且將其使用優(yōu)化的方法，該方法包括(a)用一個跨在公路上方的、封閉的結(jié)構(gòu)來覆蓋該公路；(b)將一個太陽能電池板連接到該結(jié)構(gòu)上以便將陽光轉(zhuǎn)化為可用功率；(C)將一個風力渦輪機連接到該結(jié)構(gòu)上以便將風能轉(zhuǎn)換為可用功率；并且(d)在該結(jié)構(gòu)內(nèi)提供一個豎直的風力渦輪機以便收集能量并且將從該豎直的風力渦輪機中流出的空氣流用公路上的交通流動重新定向，以便減少空氣對交通的阻力。該公路掩蔽物設(shè)計的關(guān)鍵之處是該空氣流的速度實質(zhì)上隨著它在該公路掩蔽物上、橫穿其中、或者通過其中流動而增加，由此使得由這些風力渦輪機從空氣抽取的能量最大化。當空氣從一側(cè)接近該公路掩蔽物時，該公路掩蔽物的弧形形狀迫使空氣向上，并且將該空氣加速，像一個飛機翼的設(shè)計一樣。然后將所加速的空氣朝風力渦輪機重新定向并且穿過其中以便利用這個增加的風速。據(jù)信，風力渦輪機在其他方面不適合于在以下區(qū)域中使用，這些區(qū)域不具有足夠的平均的恒定風速，而不能使這些風力渦輪機成為一種經(jīng)濟上可行的解決方案。然而，該公路掩蔽物的內(nèi)在設(shè)計可以將環(huán)境風速增大百分之20或更大，由此使得風力渦輪機在比先前已知的多得多的地方都成為現(xiàn)實的解決方案。此外，風力渦輪機的效率隨著風速的增加而按指數(shù)地增加。因此，該公路掩蔽物的設(shè)計造成了風速的增加，該風速能夠被收集和最大·化。為了更全面的理解本發(fā)明，請參見以下詳細描述的說明以及附圖。附圖中，貫穿這些圖中的相似的參考符號指代的是相似的部分。
附圖簡要說明圖I是本披露的公路掩蔽物的透視圖；圖2是圖I中描繪的公路掩蔽物的前視圖；圖3是該公路掩蔽物的透視圖，顯示了位于該罩蓋頂部上的有軌汽車；圖4是圖I中描繪的公路掩蔽物的一部分的截面前視圖；圖5是圖4中描繪的公路掩蔽物的一部分的截面視圖；圖6是圖I中描繪的豎直風力渦輪機的截面俯視圖；圖7是圖3中描繪的公路掩蔽物的截面視圖；圖8是圖3中描繪的公路掩蔽物的截面視圖，顯示了氣流橫過該公路掩蔽物；圖9和10是跨越這些主拱形梁之間的距離的篩的前視圖和側(cè)視圖；并且

圖11是由該公路掩蔽物覆蓋的公路的示例性交叉點的頂視圖。
優(yōu)選實施方案的詳細說明如以上指出的，本發(fā)明是針對一種用于掩蔽公路并且優(yōu)化在其附近收集到的、用來轉(zhuǎn)化為電力或其他可用燃料源的能量量值的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括一個構(gòu)造在公路上方的結(jié)構(gòu)支撐框架、一個在該結(jié)構(gòu)支架的一部分上方的罩蓋(掩蔽該公路免受這些元素)、以及多個太陽能電池板。這些太陽能電池板被安裝在該罩蓋上并且被連接到一個電網(wǎng)。在一個第二實施方案中，至少一個豎直的風力渦輪機位于該公路的中間隔離帶上并且被固定在這些結(jié)構(gòu)支撐梁的多個部分上。還可以提供至少一個水平渦輪機，它在該罩蓋上延伸并且它由在該罩蓋上方流動的氣流驅(qū)動。在一個第三實施方案中，提供了一個電解池，它對在儲存在一個水儲罐中的水進行電解，該儲罐由一個收集了從該罩蓋上流下的雨水的排水系統(tǒng)來填充。在一個第四實施方案中，一個高架軌道位于該罩蓋的附近、在該結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。具有本領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)的人員將認識到，所描述的公路掩蔽物可以是多個相同的“格柵件”之一，這些格柵件可以逐次連接以產(chǎn)生伸展數(shù)英里的公路掩蔽物。以下對優(yōu)選實施方案的描述在性質(zhì)上僅僅是展示性的并且并非意欲以任何方式限制本發(fā)明、其應(yīng)用、或用途。參見附圖中的圖I和2，根據(jù)本發(fā)明的傳授內(nèi)容構(gòu)造的公路掩蔽物總體上是以參考數(shù)字10來標明的。該公路掩蔽物10包括一個結(jié)構(gòu)框架12、一個罩蓋14、多個高架風力渦輪機16、以及一個高架軌道18。該結(jié)構(gòu)12被設(shè)計為跨過一條公路或高速路20，該公路或道路具有一個中間隔離帶22以及公路邊緣24和26，例如美國州際高速公路。在本發(fā)明的這個示例性實施方案中，該結(jié)構(gòu)框架12包括多個間隔開的主拱形梁28和30、橫構(gòu)件桁架32和34、拱形支撐構(gòu)件36和38、多個支撐梁(每個以40指示)、以及 地基42。該結(jié)構(gòu)12可以是由任何適合的建筑材料制成的，例如，結(jié)構(gòu)鋼、混凝土、等等。這些主拱形梁28、30可以包括一對弧形工字梁，對應(yīng)地具有末端28a、28b以及30a、30b。這些主拱形梁28、30垂直于該公路20并且在其上方延伸，并且在末端28a、28b、30a、以及30b處通過與公路邊緣24、26相鄰的地基42進行穩(wěn)定。優(yōu)選地，這些主拱形梁28、30從這些地基42以約70° -80°的角度相對于水平面向上延伸。這些主拱形梁28、30基本上平行于彼此進行定向，并且優(yōu)選間隔開約100英尺。然而，該間距可以根據(jù)公路曲率或其他設(shè)計參數(shù)進行調(diào)整。這些橫構(gòu)件桁架32包括末端44和46，這些末端按慣例方式在約20英尺的高度連接到主拱形梁28上，使得該橫構(gòu)件桁架32與主拱形梁28共面并且延伸橫過公路20并且與其垂直?？商娲?，該橫構(gòu)件桁架32可以在任何希望的高度連接到主拱形梁28，以便允許具有不同高度的車輛在公路20上的間隙是在車輛之上至少約20英尺。與橫構(gòu)件桁架32很類似，該橫構(gòu)件桁架34包括連接到主拱形梁30上的末端48和50，如橫梁28連接到拱形梁28上一樣。該拱形支撐構(gòu)件36包括末端52和54。末端52以一種常規(guī)的方式連接到主拱形梁28上并且末端54以一種類似的方式連接到該主拱形梁30上。該拱形支撐構(gòu)件36是處于該公路20上方約30英尺的高度處并且實質(zhì)上平行于公路邊緣24進行定向?？商娲?，該拱形支撐構(gòu)件36可以在一個不同的高度連接到這些主拱形梁28、30上以便改變道路20上駕駛員可見的環(huán)境的量。該拱形支撐構(gòu)件38包括末端56和58。以類似于該拱形支撐構(gòu)件36在路20的相對側(cè)面上的方式來將末端56連接到主拱形梁28上并且將端58連接到主拱形梁30上，使得該拱形支撐構(gòu)件38平行于該公路邊緣26進行定向。該多個支撐梁40可以是弧形的工字梁或者桁架，其尺寸小于主拱形梁28、30并且具有末端60和62。以一種常規(guī)方式將末端60連接到拱形支撐構(gòu)件36上而末端62連接到拱形支撐構(gòu)件38上，使得該支撐梁40垂直于該公路20并且在其上方延伸。這些支撐梁40可以均勻地(例如每20英尺)放置在這些主拱形梁28、30之間以便形成一個肋狀結(jié)構(gòu)。然而，這些支撐梁40的布局可以根據(jù)結(jié)構(gòu)需要以及地理位置而發(fā)生變化。任選地，可以提供至少一個布置在這些順序的支撐梁40之間的平臺41。優(yōu)選地，所提供的每個平臺41的寬度是4英尺，并且五個相鄰的平臺41、41'等被提供為跨在相鄰的每組支持梁40之間。這些平臺41各自可以被構(gòu)形為用于希望的用途。例如，這些平臺41中的至少一個可以包括一個罐或槽(未示出)用于儲存從罩蓋14上流下來的雨水。這些平臺41中的至少一個還可以包括一個用于儲存電池(未示出)的位置，這些電池正在(或者已經(jīng))以一種在下面更詳細說明的方式進行充電。這些平臺41中的至少一個還可以包括一個管道43，用于接收加速的外部空氣并且用于將所加速的空氣遞送到一個對應(yīng)的豎直風力渦輪機106。在一種安排中，一個系列連續(xù)的平臺41可以被構(gòu)形為在罐、電池位置、管道43等之間旋轉(zhuǎn)。如圖7和8所示，這些對應(yīng)的橫構(gòu)件桁架32和34的末端44、46和56、58可任選地延伸超過這些主拱形梁28和30。對于包括一個水罐的任何平臺41，其末端44、46延伸超過這些梁28、30從而允許該罐的延伸的部分接住任何從罩蓋14上流下的水，由此給公路掩蔽物10提供一個水收集系統(tǒng)。該罐還可以包括用于過濾的裝置(未示出)以便清潔進入該罐中的水。對于任何包括管道43的平臺41，這個延伸的管道43提供了一個對于加速的外部空氣的收集點45，如圖7和8中所示。具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員應(yīng)理解的是，接近該公路掩蔽物10的氣流被向上引導，并且當它向上移動進入到由伸出的管道43所產(chǎn)生的接收點45中時其速度被加速。然后該管道43將所加速的空氣遞送到一個對應(yīng)的豎直風力渦輪機106之中。該管道43可任選地包括一個閥(未示出)以便關(guān)閉或調(diào)整氣流穿過管道43的量值。該罩蓋14可以是任何適合用于封閉結(jié)構(gòu)12的材料，如金屬板、玻璃、等等。該罩蓋14通過具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員所熟知的任何常規(guī)手段而固定到該多個支持梁40上、并從該主拱形梁28上延伸到該主拱形梁30并且從該拱形支持構(gòu)件36延伸到該拱形支持構(gòu)件38，以便在由支持梁40形成的肋狀結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生一個頂棚狀的封閉物。該罩蓋14保護公路20免受環(huán)境因素，像雨、雪、以及日曬的影響，因此可以得到更安全的駕駛條件以及甚至在惡劣天氣下促進公路建設(shè)的能力?，F(xiàn)在參見圖4-5，對該罩蓋14和相關(guān)聯(lián)的部件的截面進行了更詳細地展示。該罩蓋14可任選地包括多個整體形成的通道80，這些通道從主拱形梁28橫向延伸到該主拱形梁30以便收集降水并且安排其排放路線。當提供時，這些通道80可以是約4英寸寬。然而，它們的尺寸可以根據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)選項或者一個具有特殊地理位置的降水排放要求而發(fā)生變化。這些通道80收集水并且將水的路線確定為到達主拱形梁28、30中的任何一者或兩者或者到達以上說明的罐。如圖5中所見，路線被確定的水可以進入工字梁凸緣84、86之間的工字梁空腔82，在此由于重力，該水的路線被進一步確定為到達地面上或者一個替代的排水系統(tǒng)上。在圖2的一個實施方案中，管系83可以提供為同該橫構(gòu)件梁32呈線性伸展并且在該主拱形梁28與橫構(gòu)件梁32的交叉處收集來自該工字梁空腔82的水。當提供時，管系83可以將所收集的水引導到一個水儲存罐87中，這個罐可以位于該公路掩蔽物10的附近，以進行稍后的使用或者到另一個位置的運輸。罩蓋14還可以包括多個光伏電池太陽能電池板88。因為太陽能電池板是本領(lǐng)域 眾所周知的，無需對其技術(shù)結(jié)構(gòu)進行討論?？梢允褂萌魏芜m合類型的市售光伏電池太陽能電池板用于同此一起使用。這些太陽能電池板88可以是矩形的并且大致4英尺長、2英尺寬、并且橫過罩蓋14縱向地進行定位，如圖I中所示。這些太陽能電池板88優(yōu)選在這些通道80的兩側(cè)上間隔開約4英寸、單獨地附接到該罩蓋14，以便允許降水的排放。可替代地，這些太陽能電池板88可以在一個連續(xù)卷筒(roll)中進行互連并且原樣連接到該罩蓋14上。這些太陽能電池板88是電連接到一個逆變器(當電被引入到一個AC電路中時)和/或多個用于儲存由這些太陽能電池板88產(chǎn)生的電力的電池(未示出)上的。在一個第二優(yōu)選的實施方案中，并且參見圖I和圖3，該公路掩蔽物10可以包括至少一個高架風力渦輪機16。每個風力渦輪機16包括一個塔100、一個具有多個突出葉片104的轉(zhuǎn)子組件102、以及一個發(fā)電機(未示出)。這些塔100從該罩蓋14向上延伸并且可以被定位在沿著該罩蓋14的拱形的任何位置上。優(yōu)選地，這些塔100被定位在該拱形的頂峰附近以便收集被加速的氣流以獲得最大化的效率。盡管未被要求，但是每個塔100可任選地被定位為與這些主拱形梁28、30中的每個共面，使得每個塔100可以從中間隔離帶22向上延伸通過并且在各自對應(yīng)的中點處連接到該橫構(gòu)件桁架32和該主拱形梁28或該橫構(gòu)件桁架34以及主拱形梁30。這些轉(zhuǎn)子組件102連接到這些塔100的頂部上，其中這些葉片104從其延伸。該風力渦輪機16的葉片104將風能轉(zhuǎn)化為動能，這在本領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的。盡 管展示了一個三葉片型的水平風力渦輪機，但是也可使用任何適合的風力渦輪機。然后通過發(fā)電機將這些葉片104和轉(zhuǎn)子組件102的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)換成電能。由該風力渦輪機16產(chǎn)生的電然后被儲存在多個電池(未示出)中以便隨后使用、被連接到一個電網(wǎng)、被用于為該公路掩蔽物10本身內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)提供動力，等等。參見圖1、6和7，可任選地還提供了至少一個豎直風力渦輪機106。當提供時，每個豎直風力渦輪機106優(yōu)選位于該公路20的中間隔離帶22上，盡管它們可以定位在沿著該公路的這個或這些側(cè)上或者定位在由具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員確定為適合的任何其他位置。每個豎直風力渦輪機106優(yōu)選10到15英尺高并且包括一個轉(zhuǎn)子軸108以及多個葉片110，這些葉片與該轉(zhuǎn)子軸108的長度相鄰并且連接到其上。這些豎直風力渦輪機106可以包括任何適合類型的市售風力渦輪機，包括更通常地被稱為為風力螺旋(windspire)、薩沃尼斯(Savonius)風力潤輪機、達里厄(Darrieus)風力潤輪機、等等的潤輪機。每個轉(zhuǎn)子軸108是通過葉片110以逆時針方向來轉(zhuǎn)動的。優(yōu)選地，這些葉片110的形狀和方向被確定為使得空氣從該豎直風力渦輪機106中離開的方向是使用公路20的車輛的行進方向，因此減少對這些車輛的空氣阻力。如以上說明的，進入這些豎直風力渦輪機106的加速的空氣可以由一個對應(yīng)的管道43來遞送。由這些豎直風力渦輪機106產(chǎn)生的風流將會減少車輛的燃料消耗以及對環(huán)境有害的車輛排放物。該轉(zhuǎn)子軸108和這些葉片110還可以連接到一個用于將風能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機(未示出)上。另外，這些豎直風力渦輪機106可以進一步包括至少一個排氣偏轉(zhuǎn)壁112。每個排氣偏轉(zhuǎn)壁112可以在對角線式相對的象限中進行定位，以便阻擋這些從渦輪機106離開的空氣使其不被導向進入的車流。這些排氣偏轉(zhuǎn)壁112的曲率是與這些豎直風力渦輪機106的旋轉(zhuǎn)路徑互補的，并且在將氣流引入車流行進的方向方面協(xié)助了這些豎直風力渦輪機106。由豎直風力潤輪機106產(chǎn)生的、撞擊排氣偏轉(zhuǎn)壁112的氣流將被引導為在逆時針方向上并且在公路20的對應(yīng)側(cè)上的交通流動的方向上在該彎曲部的周圍。在一個第三實施方案中，可任選地提供一個電解池200。當提供時，該電解池200優(yōu)選位于該水儲存罐87附近或者任何位于平臺41上的罐附近，如圖I中所示。該電解池200可以是由風力渦輪機16來提供動力的一個可替代的系統(tǒng)。從這些通道80、工字梁空腔82、以及管系83中收集到并且路線被確定到罐87中的降水可以被遞送到電解池200中經(jīng)受電解。該風力渦輪機16和/或豎直風力渦輪機106可以電連接到該電解池200上，它以熟知的方法使用電力將水分解成氫氣和氧氣。另外，該電解池200可以由太陽能電池板88或者一個標準電源來提供動力。自電解產(chǎn)生的氫氣然后可以通過一個氫氣壓縮機202來進行壓縮并且通過管道轉(zhuǎn)移到一個氫氣儲存罐(未示出)或者一個位于該公路掩蔽物10內(nèi)用于為車輛補充燃料的壓縮氫氣燃料站204。壓縮的氫氣還可以被送到其他地點。
在一個第四實施方案中，該公路掩蔽物10還可以任選地包括一個高架軌道運輸系統(tǒng)18，如圖I和3所示。這個高架軌道運輸系統(tǒng)18可以如所希望地被定位在該罩蓋14的之上亦或之下。當這個高架軌道18位于該罩蓋14之下時，該高架軌道18包括一個跨接構(gòu)件300、一個軌道302、多個支撐柱304、以及一個或多個有軌汽車306。該跨接構(gòu)件300位于該公路掩蔽物10內(nèi)、在該公路中間隔離帶22之上并且由從這些公路中間隔離帶22升起的支撐柱304支撐在一個升高的位置處。這些風力渦輪機16的塔100還可以如所示的用作支撐柱或者用作補充的支撐柱。這些跨接構(gòu)件300支撐了一個或多個軌道302以及一個或多個行進在該軌道302上的有軌汽車306。該跨接構(gòu)件300可以是任何希望的寬度以便容納多個軌道302以及有軌汽車306。如圖3中所示，當該高架軌道18位于該罩蓋14的頂部上時，該跨接構(gòu)件300是位于罩蓋14的頂上，并且軌道302和有軌汽車306如通常地被定位在該跨接構(gòu)件300的頂上。任選地，該公路掩蔽物10可以包括一個高架平臺120，它可以包括一個伸出部分122。具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員將理解當這個高架軌道18位于該罩蓋14頂上時，這個高架平臺120具有特別的效用。太陽能電池板88可以位于該伸出部分122的頂上。該伸出部分122還為該有軌汽車306提供了一個掩蔽物。如圖8中所示，該伸出部分122進一步俘獲并引導加速的空氣流向上穿過該公路掩蔽物10。這個高架平臺120可任選地包括一個高架風力渦輪機124，這個渦輪機是由該伸出部分122引導的加速的空氣來驅(qū)動的。這個高架平臺120可包括空氣閘、或閥(未示出)以便調(diào)整驅(qū)動這個高架風力渦輪機124的空氣量值。如圖9和10中所示，該公路掩蔽物10可任選地包括一個篩126，在這些拱形支持梁36和38下方，該篩跨過這些主拱形梁28與30之間的距離的至少一部分。優(yōu)選地，該篩126在其每個末端上連接到這些主拱形梁28和30上。該篩126包括一種半滲透的材料從而允許極小部分的空氣穿過它并且將大部分的空氣向上重新引導。該篩126可以包括多個尺寸為約I英寸直徑或更小的孔(未示出)。可替代地，該篩126可以由包括非常小的開口128的陣列或矩陣的一種材料形成。該篩126允許在公路掩蔽物10下穿過的車內(nèi)的人看見公路掩蔽物10的外面并且允許光進入到該公路20，還有為了最大化風速的目的重新引導大部分的風流以便在這些風力渦輪機106上得到利用。以上說明的公路掩蔽物10可以是一個大得多的公路掩蔽物的一個格柵部分，該公路掩蔽物由多個沿著公路的伸展部分彼此連接的、相同的格柵段組成。以上說明的一個或多個特征可以在一個特殊的格柵段中被排除或改變，這是由于例如運輸要求、建筑要求、以及地理位置。公路掩蔽物10還可以適合用于與公路的交叉點一起使用。圖11包括，當風接近該公路掩蔽物10之下的公路交叉點時，代表風向的多個風矢量。如所示的，該風朝向交叉點是成漏斗形的以便進一步加速該空氣。具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員已知的是，可以將多個豎直風力渦輪機圍繞其豎直軸線經(jīng)受來自高風速的偏轉(zhuǎn)，并且這個偏轉(zhuǎn)造成了效率的降低。因此，有利的是提供了多個豎直風力渦輪機，它們被可轉(zhuǎn)動地安裝在頂部和底部兩者上以便實質(zhì)上消除偏轉(zhuǎn)，如對于本發(fā)明的實例性實施方案提供的。具有本領(lǐng)域內(nèi) 普通技術(shù)的人員應(yīng)理解一個“水平的”渦輪機是通體上包括一個旋轉(zhuǎn)水平軸線的渦輪機，而一個“豎直的”渦輪機是通體上包括一個旋轉(zhuǎn)豎直軸線的渦輪機。本發(fā)明并不旨在受任何特定的、水平的或豎直的渦輪機的披露內(nèi)容的限制。所預(yù)期的是，可以使用具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員已知的、任何適合的渦輪機，如以上總體上說明的。具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員將認識到，該公路掩蔽物可以被連接到一個供電網(wǎng)上以便允許公路掩蔽物在停電的過程中為周圍的居住和商業(yè)區(qū)域提供臨時電力。在這方面，該公路掩蔽物可以提供由太陽能電池板以及這些不同的風力渦輪機產(chǎn)生的接近瞬時的電力，該接近瞬時的電是比許多傳統(tǒng)電源(例如，煤電廠、核電廠等等)有利的，這些傳統(tǒng)電源可能花費數(shù)天來“打開”和逐漸上升到滿容量。具有本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)的人員還將認識到，在此說明的本發(fā)明提供了靈活的和自適應(yīng)的解決方案。該公路掩蔽物可以如希望地被修改或配套有以上說明的不同的實施方式。例如，當該公路掩蔽物緊密位于居住或商業(yè)區(qū)域附近時，這些豎直風力渦輪機可以被忽略。此外，該公路掩蔽物使用了渦輪機、太陽能電池板、以及其他市售的產(chǎn)品，以便允許在更新且更有效的產(chǎn)品可用時用它們來替換更舊的部件，由此連續(xù)地改進該公路掩蔽物的效率。因此，本發(fā)明提供了一種能量有效的發(fā)明，它在地理上被優(yōu)化以用于解決現(xiàn)代的能量問題。此外，上述這些討論披露了且描述了本發(fā)明的僅示例性的實施方案。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將從該討論并且從附圖以及權(quán)利要求中認識到，在不脫離本發(fā)明的如在以下權(quán)利要求中限定的精神和范圍的情況下，可以對其作出不同的變化、修改、以及變更。提出權(quán)利要求的內(nèi)容如下。
權(quán)利要求
1.一種用于掩蔽公路并且對其附近的能量收集作用進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括 (a)—個在該公路上方延伸的框架； (b)ー個被固定在該框架的至少ー個部分上的罩蓋；以及 (C)多個固定到該罩蓋上的太陽能電池板。
2.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，其中該框架的形狀使穿過該結(jié)構(gòu)的風流被加速。
3.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包括至少ー個被定位在該公路附近的豎直風カ渦輪機，該豎直風カ渦輪機使得空氣在與沿著該公路的行進方向基本相同的方向上離開該豎直風カ渦輪機。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中每個豎直風カ渦輪機是由一個通過該框架的形狀而被加速的風流來驅(qū)動的。
5.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個高架軌道以及ー個沿著該軌道行進的高架有軌汽車，該軌道和該有軌汽車位于該罩蓋的下方。
6.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包括至少ー個從該罩蓋向上延伸的水平風カ渦輪機。
7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其中該框架的形狀使穿過該結(jié)構(gòu)的風流被加速。
8.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個高架軌道以及ー個沿著該軌道行進的高架有軌汽車，該軌道和該有軌汽車位于該罩蓋的頂上。
9.如權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個定位在該罩蓋頂上的高架平臺，該高架平臺包括ー個高架渦輪機以及ー個伸出部分，該伸出部分將ー個風流引導到該高架渦輪機。
10.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個定位在該罩蓋頂上的高架平臺，該高架平臺包括ー個高架渦輪機以及ー個伸出部分，該伸出部分將ー個風流引導到該高架渦輪機。
11.一種用于掩蔽公路并且對其附近的能量收集作用進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括 (a)一個在該公路上方延伸的框架；以及 (b)ー個被固定在該框架的至少ー個部分上的罩蓋； (C)其中該框架的形狀使穿過該結(jié)構(gòu)的風流被加速。
12.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包含多個被固定到該罩蓋上的太陽能電池板。
13.如權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)，包括至少ー個從該罩蓋向上延伸的水平風カ渦輪機。
14.如權(quán)利要求13所述的結(jié)構(gòu)，包含多個被固定到該罩蓋上的太陽能電池板。
15.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，包括至少ー個被定位在該公路附近的豎直風カ渦輪機，該豎直風カ渦輪機使得空氣在與沿著該公路的行進方向基本相同的方向上從該豎直風力渦輪機離開。
16.如權(quán)利要求15所述的結(jié)構(gòu)，其中每個豎直風カ渦輪機是由一個通過該框架的形狀而被加速的風流來驅(qū)動的。
17.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個高架軌道以及ー個沿著該軌道行進的高架有軌汽車，該軌道和該有軌汽車是位于該罩蓋的下方。
18.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個高架軌道以及ー個沿著該軌道行進的高架有軌汽車，該軌道和該有軌汽車是位于該罩蓋的頂上。
19.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個定位在該罩蓋頂上的高架平臺，該高架平臺包括ー個高架渦輪機以及ー個伸出部分，該伸出部分將ー個風流引導到該高架渦輪機。
20.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，包括ー個定位在該罩蓋頂上的高架平臺，該高架平臺包括一個高架渦輪機以及一個伸出部分，該伸出部分將一個風流引導到該高架渦輪機?！?br> 全文摘要
一種用于掩蔽和優(yōu)化公路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括一個在公路上方延伸的弧形結(jié)構(gòu)以及一個在該結(jié)構(gòu)上方用于形成封閉物的罩蓋。該封閉物保護公路和公路的使用者免受雨、雪、以及日曬，同時環(huán)境景色對于駕駛員來說仍然是可見的。多個不同的添加件優(yōu)化了公路的使用。例如，多個太陽能電池板鋪設(shè)在該罩蓋上，并且使用風力渦輪機產(chǎn)生有用的能量，一個氣流發(fā)生系統(tǒng)減少了車輛的風阻從而增加了汽油里程數(shù)，并且一個高架軌道系統(tǒng)沿著該公路長距離地運輸了許多乘客。
文檔編號E01F7/04GK102713072SQ201080061253
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者雷蒙德·拉奇科夫斯基 申請人:雷蒙德·拉奇科夫斯基