專利名稱：利用飛輪和抽吸效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的自發(fā)電式鐵路路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明設(shè)備，尤其是涉及一種利用自然能源發(fā)電的路燈。
背景技術(shù)：
為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，目前已經(jīng)出現(xiàn)了利用太陽(yáng)能和風(fēng)能提供電力的路燈。這兩種自然能源的路燈，特別適用于鐵路沿線的照明。因?yàn)殚L(zhǎng)距離的鐵道線的照明要消耗相當(dāng)大的電力資源。然而，這兩種能源都是不穩(wěn)定的。比如，連續(xù)的陰雨天，太陽(yáng)能路燈的供電就成了問題。連續(xù)的無(wú)風(fēng)或微風(fēng)天氣，風(fēng)能路燈就會(huì)停止工作。研究一種利用穩(wěn)定的自然能源供電的鐵路沿線的路燈，成為一個(gè)重要課題。現(xiàn)有的太陽(yáng)能和風(fēng)能路燈的另一個(gè)缺點(diǎn)是需配置化學(xué)電池，而化學(xué)電池要定期維護(hù)，且使用壽命有限，廢棄電池也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，這種狀態(tài)也有待改進(jìn)。另一值得注意的現(xiàn)象是高速鐵路的兩旁，通常建有護(hù)欄，用來防止路人盲目接近軌道而被瞬間即至的高速列車所傷害。因?yàn)楦咚倭熊嚳焖偻ㄟ^時(shí)所產(chǎn)生的高速氣流，會(huì)對(duì)鐵路兩旁的人或物產(chǎn)生抽吸效應(yīng)，如果人或物過分接近高速行駛的列車，就會(huì)被這種抽吸力吸向列車。這個(gè)現(xiàn)象可以根據(jù)伯努利原理解釋，流速越快，壓強(qiáng)越低，因此靠近列車的人或物會(huì)被從高壓區(qū)推向(吸向)低壓區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述自然能源發(fā)電的路燈的不足之處，提出一種具有穩(wěn)定的自然能源供電裝置的路燈，該路燈無(wú)須使用化學(xué)電池。所述的自然能源是列車運(yùn)動(dòng)時(shí)的高速氣流形成的抽吸力所產(chǎn)生的；這種自然能源且是穩(wěn)定的，因?yàn)槊咳者\(yùn)行的列車班次數(shù)量是相當(dāng)穩(wěn)定的。本發(fā)明主要思路是鐵路沿線兩旁的路燈增設(shè)一個(gè)以抽吸力為動(dòng)力的擺動(dòng)裝置和一個(gè)飛輪發(fā)電裝置，當(dāng)高速列車通過時(shí)，擺動(dòng)裝置得到抽吸力而擺動(dòng)，擺動(dòng)力使飛輪發(fā)電裝置儲(chǔ)能并同時(shí)發(fā)電，發(fā)出的電供列車前方的路燈發(fā)光照明
本發(fā)明具體技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的該路燈包括
擺動(dòng)裝置，其包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部?jī)蓚?cè)的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、兩只變速器、兩塊支板、兩只內(nèi)接式棘輪；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；兩只變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個(gè)鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；變速器的輸出端與一內(nèi)接式棘輪連接；
飛輪發(fā)電裝置，其包括兩只飛輪和一直流發(fā)電機(jī)及其支撐板；位于路燈立柱內(nèi)的直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動(dòng)裝置中的內(nèi)接式棘輪連接；含有直流發(fā)電機(jī)定子的外殼通過支撐板固定于路燈立柱內(nèi)部；直流發(fā)電機(jī)與一穩(wěn)壓電路電連接，穩(wěn)壓電路與一遠(yuǎn)端的路燈發(fā)光件電連接；
路燈組件，其包括路燈發(fā)光件和路燈立柱，路燈發(fā)光件設(shè)置在路燈立柱上部，路燈發(fā)光件與遠(yuǎn)端的路燈中的穩(wěn)壓電路電連接；
使用上述裝置的方法當(dāng)列車經(jīng)過路燈時(shí)，列車與抽吸板之間的氣流加快，壓強(qiáng)降低，從而對(duì)抽吸板產(chǎn)生抽吸力，使抽吸板和支架向列車運(yùn)動(dòng)；抽吸板上部拉動(dòng)鏈條，以此帶動(dòng)鏈輪、變速器、內(nèi)接式棘輪、飛輪和直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一起運(yùn)轉(zhuǎn)，飛輪儲(chǔ)存動(dòng)能并利用其轉(zhuǎn)動(dòng)慣性帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電，直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電通過穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓后，給遠(yuǎn)端的列車前方的路燈發(fā)光件供電照明；列車依次經(jīng)過排列著的路燈，列車前方的路燈發(fā)光件依次發(fā)光照明；列車通過路燈后，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動(dòng)鏈條，使抽吸板回復(fù)到原來的狀態(tài)，以備下一次被抽吸力吸引而運(yùn)動(dòng)；飛輪儲(chǔ)存的動(dòng)能逐漸減少，飛輪的轉(zhuǎn)速逐漸降低而不再有效發(fā)電，路燈發(fā)光件熄滅；
如此周而復(fù)始，上述裝置依靠列車產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，給列車前方的路燈發(fā)光件供電照明。本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是
一、利用高速列車行駛時(shí)所產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，提供鐵路路燈照明的穩(wěn)定和環(huán)保的電力。避免了現(xiàn)有的風(fēng)能和太陽(yáng)能路燈電力不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。也節(jié)約了公共電網(wǎng)的電力資源。二、利用飛輪儲(chǔ)存發(fā)電的能量，代替蓄電池儲(chǔ)存電力，避免了化學(xué)電池的環(huán)境污染，也避免了化學(xué)電池壽命短，須經(jīng)常維護(hù)的缺點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的使用狀態(tài)示意圖。圖2是圖1的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的立體示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的局部剖視圖。圖5是圖4中的A部放大圖。圖6是圖4的正視圖。圖7是圖6中的B部放大圖。圖8是內(nèi)接式棘輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是圖1中的C部放大圖。圖10是本發(fā)明路燈的電連接示意圖。圖11是實(shí)施例2的示意圖。圖12是圖11中的K部放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實(shí)施例1、參閱圖4至圖7，本發(fā)明主要是為鐵路沿線兩側(cè)的路燈增設(shè)一個(gè)以抽吸力為動(dòng)力的擺動(dòng)裝置和飛輪發(fā)電裝置，當(dāng)高速列車通過時(shí)，擺動(dòng)裝置得到抽吸力而擺動(dòng)，擺動(dòng)力使一個(gè)飛輪發(fā)電裝置儲(chǔ)能并同時(shí)發(fā)電，發(fā)出的電供列車前方遠(yuǎn)端的路燈發(fā)光照明(路燈的電連接方式參閱圖10)。這個(gè)飛輪發(fā)電裝置類似于飛輪電池，不同的是飛輪電池是充電儲(chǔ)能的，其外部是一個(gè)真空盒，發(fā)電的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。而本飛輪發(fā)電裝置在運(yùn)行過程中，因?yàn)轱L(fēng)耗、摩擦等原因，發(fā)電的持續(xù)時(shí)間較短，不過許多鐵路沿線路段的路燈通常只需供列車通過時(shí)使用，沒有其它用途，所以這個(gè)飛輪發(fā)電裝置發(fā)出的電足夠?yàn)榱熊囌彰魉?。擺動(dòng)裝置主要包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部?jī)蓚?cè)的兩根鏈條13、兩只鏈輪14、平衡重塊15、兩只變速器16、兩塊支板17、兩只內(nèi)接式棘輪18。支架12 —端與抽吸板11固連，另一端與路燈立柱41下部鉸接；當(dāng)列車經(jīng)過時(shí)，抽吸板11得到抽吸力，這兩個(gè)固連在一起的零部件可以繞所述鉸接處朝列車方向擺動(dòng)。擺動(dòng)的幅度，由設(shè)在路燈立柱上的上限位桿91和下限位桿92控制。抽吸力的大小與抽吸板11的面積基本上成正比，也就是說，抽吸板11越大，獲得的抽吸力也越大。當(dāng)列車通過后，抽吸力消失，平衡重塊15的重量通過鏈條13，將抽吸板11恢復(fù)到初始位置，以備下一次的擺動(dòng)。兩只變速器16分別通過兩塊支板17分別固定于路燈立柱41兩側(cè)，所述變速器16的輸入端連接鏈輪14，每個(gè)鏈輪14上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條13的一端連接于抽吸板11上部，另一端連接于平衡重塊15 ;鏈輪14中設(shè)有棘輪(未畫出)；該鏈輪類似于自行車后輪中的含有棘輪的鏈輪。當(dāng)鏈條13帶動(dòng)鏈輪14逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也帶動(dòng)變速器16的輸入軸一起同方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)鏈輪14順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于棘輪的防逆功能，變速器16的輸入軸不隨鏈輪14轉(zhuǎn)動(dòng)。變速器16的輸出端與一內(nèi)接式棘輪18連接，內(nèi)接式棘輪18與飛輪21連接，參見圖8 ;變速器16的作用在于將鏈輪14的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，使飛輪21有一個(gè)較高的角速度和動(dòng)能。內(nèi)接式棘輪18的作用是當(dāng)飛輪21被推動(dòng)后，飛輪21依靠其較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而變速器16不再跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，以免消耗飛輪21的動(dòng)能。路燈組件，其包括路燈發(fā)光件4和路燈立柱41，路燈發(fā)光件4設(shè)置在路燈立柱41上部，路燈發(fā)光件4與遠(yuǎn)端的路燈中的穩(wěn)壓電路電連接；
飛輪發(fā)電裝置，其主要包括兩只飛輪21和一直流發(fā)電機(jī)22及其支撐板23 ;位于路燈立柱41內(nèi)的直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子221的兩端部分別與一飛輪21連接；含有直流發(fā)電機(jī)定子的外殼222通過支撐板23固定于路燈立柱41內(nèi)部；直流發(fā)電機(jī)22依靠飛輪21的儲(chǔ)存的動(dòng)能在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)電。直流發(fā)電機(jī)22與一穩(wěn)壓電路(未畫出)電連接,穩(wěn)壓電路與一遠(yuǎn)端(前端或后端)的路燈發(fā)光件4電連接(路燈的電連接方式參閱圖10)，以便從兩個(gè)不同方向來的列車都能使用本發(fā)明。具體舉例說明，也就是圖10中的路燈3發(fā)的電通過電纜點(diǎn)亮了路燈5的發(fā)光件，而路燈3的發(fā)光件的被點(diǎn)亮電源是由路燈I發(fā)電裝置發(fā)的電，依此類推，這樣圖中的列車前方始終是被路燈照明的。如果列車是按圖中相反方向行駛，則是路燈5點(diǎn)亮了路燈3的發(fā)光件。發(fā)電的路燈和被點(diǎn)亮路燈之間的距離可以根據(jù)實(shí)際列車速度和使用環(huán)境而定，例如，相隔1500米。通過穩(wěn)壓電路可以給于路燈發(fā)光件以穩(wěn)定有效的電源。獲得穩(wěn)定有效電源的另一種方法是可以在飛輪21與直流發(fā)電機(jī)22之間增設(shè)一個(gè)機(jī)械離心式調(diào)速器，這樣可以使直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子有一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。所述的穩(wěn)壓電路和機(jī)械離心式調(diào)速器，均可采用公知的穩(wěn)壓電路和機(jī)械離心式調(diào)速器。綜上所述，使用上述裝置的方法當(dāng)列車經(jīng)過路燈時(shí)，列車與抽吸板11之間的氣流加快，壓強(qiáng)降低，從而對(duì)抽吸板11產(chǎn)生抽吸力，使抽吸板11和支架12向列車擺動(dòng)；抽吸板11上部拉動(dòng)鏈條13，以此帶動(dòng)鏈輪14、變速器15、內(nèi)接式棘輪18、飛輪21和直流發(fā)電機(jī)22 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪21儲(chǔ)存動(dòng)能并利用其轉(zhuǎn)動(dòng)慣性帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)22發(fā)電，直流發(fā)電機(jī)22發(fā)出的電通過穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓后，給遠(yuǎn)端的列車前方的路燈發(fā)光件供電照明；列車依次經(jīng)過排列在鐵路兩旁的路燈，列車前方的路燈發(fā)光件依次發(fā)光照明；列車通過路燈后，抽吸力消失，平衡重塊15的重力拉動(dòng)鏈條13，使抽吸板11回復(fù)到原來的狀態(tài)；等待下一次被抽吸力吸引而擺動(dòng)；飛輪21儲(chǔ)存的動(dòng)能逐漸減少，飛輪21的轉(zhuǎn)速逐漸降低而不再有效發(fā)電，路燈發(fā)光件4熄滅；
如此周而復(fù)始，路燈的飛輪發(fā)電裝置依靠列車產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，給列車前方的路燈發(fā)光件供電照明。。由于本發(fā)明的相關(guān)零部件運(yùn)行的時(shí)間較為短暫，故可以在穩(wěn)壓電路與路燈發(fā)光件之間不設(shè)控制電路，也就是在白天也是短暫地發(fā)電和照明的。當(dāng)然也可以設(shè)置包括光敏檢測(cè)電路或時(shí)間設(shè)定電路這類控制電路，用于控制在白天關(guān)閉路燈發(fā)光件。光敏檢測(cè)電路或時(shí)間設(shè)定電路這類控制電路，均是公知的控制電路，在這里不再累述。實(shí)施例2、用平動(dòng)裝置代替實(shí)施例1中所述的擺動(dòng)裝置也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電目的 參見圖11和圖12，所述平動(dòng)裝置的零部件基本上與擺動(dòng)裝置相同，它包括設(shè)在路燈立
柱41前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱41上部?jī)蓚?cè)的兩根鏈條13、兩只鏈輪14、平衡重塊15、兩只變速器16、兩塊支板17、兩只內(nèi)接式棘輪18 ;不同的是支架12 —端與抽吸板11固連，支架12下部設(shè)有多只滾輪101，路燈立柱41下部固定一設(shè)有滑槽102的底框103，當(dāng)抽吸板11受到抽吸力時(shí)，滾輪101支承著支架12和抽吸板11在滑槽102內(nèi)向前滾動(dòng)，以此帶動(dòng)鏈條13和鏈輪14運(yùn)動(dòng)。以下零部件與擺動(dòng)裝置相同兩只變速器16分別通過兩塊支板17固定于路燈立柱41兩側(cè)，所述變速器16的輸入端連接鏈輪14，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個(gè)鏈輪14上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條13的一端連接于抽吸板11上部，另一端連接于平衡重塊15 ;變速器16的輸出端與一內(nèi)接式棘輪18連接。其余的飛輪發(fā)電裝置、路燈組件，與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種利用飛輪和抽吸效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的自發(fā)電式鐵路路燈，其特征是，該路燈包括 擺動(dòng)裝置，其包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部?jī)蓚?cè)的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、兩只變速器、兩塊支板、兩只內(nèi)接式棘輪；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；兩只變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個(gè)鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；變速器的輸出端與一內(nèi)接式棘輪連接； 飛輪發(fā)電裝置，其包括兩只飛輪和一直流發(fā)電機(jī)及其支撐板；位于路燈立柱內(nèi)的直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動(dòng)裝置中的內(nèi)接式棘輪連接；含有直流發(fā)電機(jī)定子的外殼通過支撐板固定于路燈立柱內(nèi)部；直流發(fā)電機(jī)與一穩(wěn)壓電路電連接，穩(wěn)壓電路與一遠(yuǎn)端的路燈發(fā)光件電連接； 路燈組件，其包括路燈發(fā)光件和路燈立柱，路燈發(fā)光件設(shè)置在路燈立柱上部，路燈發(fā)光件與遠(yuǎn)端的路燈中的穩(wěn)壓電路電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的利用飛輪和抽吸效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的自發(fā)電式鐵路路燈，其特征是，用平動(dòng)裝置代替所述的擺動(dòng)裝置； 所述平動(dòng)裝置包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部?jī)蓚?cè)的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、兩只變速器、兩塊支板、兩只內(nèi)接式棘輪；支架一端與抽吸板固連，支架下部設(shè)有多只滾輪；路燈立柱下部固定一底框，底框中設(shè)有供所述滾輪運(yùn)動(dòng)的滑槽； 兩只變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個(gè)鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；變速器的輸出端與一內(nèi)接式棘輪連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用飛輪和抽吸效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的自發(fā)電式鐵路路燈，其特點(diǎn)在于鐵路沿線的路燈增設(shè)一個(gè)以抽吸力為動(dòng)力的擺動(dòng)裝置和一個(gè)飛輪發(fā)電裝置，當(dāng)高速列車通過時(shí)，列車與擺動(dòng)裝置之間的氣流加快，壓強(qiáng)降低，從而對(duì)抽吸板產(chǎn)生抽吸力，使擺動(dòng)裝置向列車擺動(dòng)；其擺動(dòng)的動(dòng)力使飛輪發(fā)電裝置儲(chǔ)能并同時(shí)發(fā)電，發(fā)出的電供列車前方的路燈發(fā)光照明。有益效果是利用高速列車行駛時(shí)所產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，提供鐵路路燈照明的穩(wěn)定和環(huán)保的電力。避免了現(xiàn)有的風(fēng)能和太陽(yáng)能路燈電力不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。也節(jié)約了公共電網(wǎng)的電力資源。利用飛輪儲(chǔ)存發(fā)電的能量，代替蓄電池儲(chǔ)存電力，避免了化學(xué)電池的環(huán)境污染，也避免了化學(xué)電池壽命短，須經(jīng)常維護(hù)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21W131/103GK102997172SQ20121055082
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者馮靜 申請(qǐng)人:馮靜