專利名稱：一種隧道風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用高速行駛的地鐵或火車在
隧道中產(chǎn)生的非自然風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
近年來，全國大城市地鐵和鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來越成熟。據(jù)資料顯示地鐵最高車速 約70公里，引起的風(fēng)速大約是5-7m/s，最高風(fēng)速可達(dá)到15m/s，北京、廣州等大城市的地鐵 線路都有近十條，而且每隔3分鐘便有一班，有效風(fēng)速持續(xù)約30秒左右；時(shí)速200公里的 "子彈頭"列車經(jīng)過時(shí)，掀起的風(fēng)速高達(dá)20米/秒，相當(dāng)于7—8級大風(fēng)，廣州深圳200公里 左右，每30分鐘開出一列；此外， 一般垂直軸式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動風(fēng)速在2-4米/秒左 右。這些數(shù)據(jù)實(shí)際證明了車流的穩(wěn)定性，就等于非自然風(fēng)能資源獲取利用的穩(wěn)定性，同時(shí)也 證明了利用高速行駛地鐵或火車引起的非自然風(fēng)能足以驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。 鑒于此，本實(shí)用新型公開了一種利用高速行駛的地鐵或火車在隧道中引起的非自 然風(fēng)能來驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)電，讓地鐵或火車隧道成為一個(gè)巨大的地下風(fēng)力發(fā)電廠。本 實(shí)用新型具有環(huán)保、節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，便于向隧道中的用電設(shè)備進(jìn) 行供電。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種利用高速行駛的地鐵或火車在隧道中引起的非自 然風(fēng)能來驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，存儲并向隧道中的用電設(shè)施供電。 為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下 —種隧道風(fēng)力發(fā)電裝置包括上下發(fā)電機(jī)、葉輪、支撐架、蓄電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制 器。其中發(fā)電機(jī)采用永磁發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)可設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)電樞式也可設(shè)計(jì)成外轉(zhuǎn)磁極式，上下 發(fā)電機(jī)用支撐桿連接；整個(gè)葉輪設(shè)計(jì)成桶形，葉片設(shè)計(jì)成升力型槳葉，葉片設(shè)計(jì)成圓弧形， 圓弧的曲率與隧道壁的曲率相近；整個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置用固定支架固定在隧道壁上；風(fēng)力發(fā) 電機(jī)控制器以及蓄電池采用分段集中安裝放置在站臺或者隧道口附近；風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的 電能經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器整流、穩(wěn)壓后向蓄電池充電；并由蓄電池直接向隧道中的用電 設(shè)施進(jìn)行供電。 采用本實(shí)用新型，具有如下有益效果和利用前景 1、本實(shí)用新型屬于非自然風(fēng)能的利用，絕對綠色環(huán)保，適當(dāng)可以解決當(dāng)今能源緊 缺問題； 2、本實(shí)用新型將風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在地鐵或火車隧道壁上，利用高速行駛地鐵或 火車引起的風(fēng)能來驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，并向隧道中的用電設(shè)施進(jìn)行供電； 3、本實(shí)用新型中采用上下雙發(fā)電機(jī)，提高單位面積風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率； [(Km] 4、本實(shí)用新型中的風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)計(jì)成升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，相比較阻力型風(fēng)力發(fā) 電機(jī)具有風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)；[0012] 5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)； 6、本實(shí)用新型非常適合解決隧道中的用電設(shè)備(如照明燈、電子廣告牌、交通警 示燈等)的用電問題，可以說這是一種"自給自足"的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)； 7、本實(shí)用新型可用于將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)的電能直接接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，并向用戶供 電。

為了更能具體、詳細(xì)闡明本實(shí)用新型思路，列出了如下幾個(gè)附圖并加以說明。
圖1是本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電裝置在隧道中應(yīng)用示意圖； 圖2是本實(shí)用新型提供的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型提供的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置中單個(gè)葉片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型提供的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置剖視圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的原理、特征以及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合下面的實(shí)施實(shí)例和附圖給以充分說明。 如圖l，該圖所示的本實(shí)用新型中應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電裝置在隧道中應(yīng)用示意圖。一 般隧道中均有一條維修通道，或在右側(cè)或在左側(cè)，本例將維修通道假設(shè)在隧道右側(cè)103，該 側(cè)103壁上不安裝風(fēng)力發(fā)電裝置，以免造成對維修工作人員的通行阻塞。將隧道風(fēng)力發(fā)電 裝置100安裝在地鐵或者鐵道隧道左壁104上，每隔5米安裝一個(gè)，要求風(fēng)力發(fā)電裝置葉輪 最大旋轉(zhuǎn)直徑必須小于地鐵(或火車)101車身左面到隧道左壁104的最大寬度，以確保地 鐵(或火車)101的暢通和安全。 將每個(gè)風(fēng)力發(fā)裝置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器(圖中未畫出)和蓄電池(圖中未畫出) 采用分段集中安裝放置。例如，地鐵隧道站與站之間安裝的每個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置的控制器和 蓄電池都集中起來安裝在站臺附近電氣小間，這樣便于調(diào)試和維護(hù)。 當(dāng)?shù)罔F(或火車)101沿著鐵軌102高速行駛經(jīng)過隧道風(fēng)力發(fā)電裝置100時(shí)，引起 的風(fēng)能便驅(qū)動隧道風(fēng)力發(fā)電裝置100進(jìn)行發(fā)電，并將電能經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器整流、穩(wěn) 壓后向蓄電池充電，最終由蓄電池向隧道中的用電設(shè)施進(jìn)行供電。 圖2所示的是本實(shí)用新型中的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，隧道風(fēng) 力發(fā)電裝置100由上下發(fā)電機(jī)200、五個(gè)葉片201、五根支撐桿204、固定支架202和傳輸電 纜203組成。 隧道風(fēng)力發(fā)電裝置100采用上下兩個(gè)發(fā)電機(jī)200以提高單位面積風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能 的效率，上下發(fā)電機(jī)200采用小功率永磁發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)可設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)電樞式也可設(shè)計(jì)成 外轉(zhuǎn)磁極式，上下發(fā)電機(jī)200用五根支撐桿204連接；五個(gè)葉片201均勻地固定在旋轉(zhuǎn)輪 (未畫出)上，整個(gè)葉輪設(shè)計(jì)成桶形，葉片201設(shè)計(jì)成升力型槳葉，葉片201設(shè)計(jì)成圓弧形， 圓弧的曲率與隧道壁的曲率相近；并用固定支架202將發(fā)電機(jī)、葉片的連接體垂直固定在 隧道左壁104上，傳輸電纜203是用來將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能傳輸?shù)斤L(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器上。 圖3所示的是隧道風(fēng)力發(fā)電裝置中單個(gè)葉片外形示意圖。從該圖中可看出隧道風(fēng) 力發(fā)電裝置100中單個(gè)葉片300的外形，成圓弧形，要求圓弧的曲率與隧道壁的曲率相近。 圖4所示的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置剖視圖。其中包括葉片400、發(fā)電機(jī)401和支撐桿
4402。從該示意圖可看出，隧道風(fēng)力發(fā)電裝置100中的五根支撐桿402均勻的固定在發(fā)電機(jī) 上，以達(dá)到連接支撐上下發(fā)電機(jī)的目的；同時(shí)，從圖中也可以看出葉片400的截面視圖，成 升力型葉片，以提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。 上述四五幅附圖的說明對本實(shí)用新型體現(xiàn)出了一個(gè)較詳細(xì)的實(shí)施方法和原理，是 提供給風(fēng)力發(fā)電行業(yè)內(nèi)人員來實(shí)現(xiàn)或適用本實(shí)用新型的，熟悉本領(lǐng)域的人員可以在不脫離 本實(shí)用新型的實(shí)用新型思想前提下，對上述實(shí)施實(shí)例做出一些修改或變化，因而本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施實(shí)例所限制，而應(yīng)當(dāng)是符合權(quán)力要求書提到的創(chuàng)新性特征的 最大范圍。
權(quán)利要求一種隧道風(fēng)力發(fā)電裝置，用于將隧道中由高速行駛的地鐵或火車引起的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，其特征在于，包括上下發(fā)電機(jī)、葉輪、支撐架、蓄電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器；所述的上下發(fā)電機(jī)由支撐桿連接，所述的葉輪為桶形結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述的上下發(fā)電機(jī)為永磁發(fā) 電機(jī)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述的葉片為升力型葉 片；葉片呈圓弧形，圓弧的曲率與隧道壁的曲率相近。
4. 如權(quán)利要求1所述的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述的風(fēng)力發(fā)電裝置用固定 支架固定在隧道壁上。
5. 如權(quán)利要求1所述的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器與 所述的蓄電池連接，所述的發(fā)電機(jī)輸出的電能經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器整流、穩(wěn)壓后向蓄電 池充電，并由蓄電池向隧道中的用電設(shè)施進(jìn)行供電。
6. 如權(quán)利要求1或5所述的隧道風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器 以及蓄電池采用分段集中放置的方法安裝在站臺電氣間或者隧道口附近。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種隧道風(fēng)力發(fā)電裝置。該裝置是利用高速行駛的地鐵或火車產(chǎn)生的非自然風(fēng)能來驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電。一種隧道風(fēng)力發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)、葉輪、控制器、蓄電池及固定支架。其中發(fā)電機(jī)采用小功率永磁發(fā)電機(jī)，葉輪設(shè)計(jì)成桶形升力型。一種隧道風(fēng)力發(fā)電裝置垂直地安裝在隧道壁上，如地鐵隧道、火車隧道以及高速公路隧道等。本實(shí)用新型具有環(huán)保、節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，便于向隧道中的用電設(shè)備進(jìn)行供電。
文檔編號F03D7/06GK201531372SQ20092019517
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者寇曉霞, 張紅濤 申請人:張紅濤