專利名稱：在交通系統(tǒng)中能夠收集利用廢風力發(fā)電的高效方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能源利用技術，尤其涉及了仰式風輪發(fā)電裝置及其在交通道路系統(tǒng)中收集利用由于車輛高速行駛造成的廢風力的方法。一主要是用于照明。
背景技術：
利用太陽能發(fā)電提供道路照明的方法，已經被人們采用，其不足在于在類似于梅雨季節(jié)的時間段內(陽光不足)，將會給人們的使用帶來不便。目前，取之不盡的風力能源的利用(發(fā)電)受到了廣泛的重視，然而，由人為造成的風力廢能源如何被收集利用的問題，尚未引起人們的關注，例如，汽車或列車(火車)高速行駛時在其旁邊產生的風力(其功率并不小)廢能源，尚沒有解決好它的被收集利用的問題。發(fā)明目的本發(fā)明之目的就是提出一種上述問題的解決方案。為了實現上述發(fā)明目的，擬采用以下的技術將仰式風輪發(fā)電裝置設置在公路或雙軌軌道的中心線位置上，將常規(guī)的軸流式風力發(fā)電裝置設置在公路或雙軌軌道的兩側，利用高速行駛且由不同方向的開來的汽車或列車帶動空氣產生的斷續(xù)大功率的風力來發(fā)電，再經過整流并通過蓄電池的蓄能過程，間接地為公路或雙軌道系統(tǒng)上的信號燈或/和夜間的路燈提供持續(xù)的小功率直流電力(例如36伏)輸出；所述的兩側布局的常規(guī)軸流式風力發(fā)電裝置(結構簡單成本低廉)中的旋轉葉片所形成的正向迎風平面與汽車或列車行駛方向成大于零度且小于90度的夾角。一該夾角大小與風力發(fā)電裝置的輸出功率有關，通過實驗可以測試出在同等條件下(指車型、車速與離開風力發(fā)電裝置的平行距離均相同)獲得的最大輸出功率時的夾角數據。所述的交通系統(tǒng)中采用的如果是單軌軌道系統(tǒng)，則應該在該單軌軌道系統(tǒng)的兩側設置仰式風輪發(fā)電裝置?！喾捶较蛐旭偟牧熊嚥粫斐裳鍪斤L輪發(fā)電裝置中風動葉片旋轉方向的變化。本發(fā)明中所采用的仰式風輪發(fā)電裝置的結構該仰式風輪發(fā)電裝置至少由定位在地面的仰式發(fā)電機，與該仰式發(fā)電機上部垂直軸定位的至少三片垂直且均布的實施水平旋轉的風動葉片所構成。一所述的風動葉片的高度大于風動葉片直線寬度的2倍(盡量減少路面寬度占用尺寸)。本發(fā)明的特點由于在公路或雙軌道系統(tǒng)中將固定位置收集到的大功率但斷續(xù)的風力進行風力發(fā)電，然后再將相對來說的該斷續(xù)的大功率電力，方便地通過蓄電池轉化成相對來說的小功率持續(xù)的電力，為實現對小功率的道路信號燈或/和夜間的路燈提供服務的且相當簡單(可操作性很強)的技術路線創(chuàng)造了條件。


圖1示意了仰式風輪發(fā)電裝置設置在公路上的位置。圖2示意了仰式風輪發(fā)電裝置設置在雙軌道系統(tǒng)中的位置。圖3示意了本發(fā)明中仰式風輪發(fā)電裝置的結構原理。圖4示意了圖1的俯視圖。a :仰式發(fā)電機；b :風動葉片；c :垂直軸；d :定位底板；e :固定螺絲；2R :風輪外徑:高度；1 :公路；2 :仰式風輪發(fā)電裝置；3 :高速行駛的汽車；4 :中間隔離臺階(中心線位置)；5 :軌道；6 :列車(火車)；7 :常規(guī)的軸流式風力發(fā)電裝置。
具體實施例方式本發(fā)明的第一個在公路I上的應用實施例(見圖1):將常規(guī)的軸流式風力發(fā)電裝置7 (例如取100-1000瓦的裝機容量待實驗后再決定其具體數據)設置在公路或雙軌軌道的兩側；將仰式風輪發(fā)電裝置2(例如取100-1000瓦的裝機容量待實驗后再決定其具體數據)設置在公路I的中間隔離臺階4上，目的是讓在該中間隔離臺階4兩側不同方向上行駛的汽車3高速行駛時造成的無用風力，來驅動上述排列設置的仰式風輪發(fā)電裝置2發(fā)電。本發(fā)明的第二個在雙軌軌道5系統(tǒng)中的應用實施例(見圖2):將常規(guī)的軸流式風力發(fā)電裝置7設置在公路或雙軌軌道的兩側；將仰式風輪發(fā)電裝置2設置在雙軌軌道5系統(tǒng)往返路線的中心線上，目的是讓在上述中心線兩側不同方向上行駛的列車6高速行駛時造成的無用風力，即廢風力來驅動上述排列設置的仰式風輪發(fā)電裝置2發(fā)電?！獜陌l(fā)展的情況看，雙軌軌道5系統(tǒng)將會逐步取代目前已有的單軌軌道5系統(tǒng)；除了少數地段難以實現以外。圖3與圖4示意了本發(fā)明中采用的仰式風輪發(fā)電裝置2的結構原理及其實地的設置方法，是不難理解其工作原理的只要仰式風輪發(fā)電裝置2兩側有車輛在其不同的專用車道上經過，盡管行駛方向正反不同，但在任何情況下，都會驅動構成仰式風輪發(fā)電裝置2上垂向均布的風動葉片b總是朝著同一個方向水平旋轉，使得仰式風輪發(fā)電裝置2永遠處于正常的工作狀態(tài)。若將仰式風輪發(fā)電裝置2設置在公路I上，它的總高度取值可以略大于一般小轎車離開地面的高度?！虚g隔離臺階4兩側的快車道(超車道)上小轎車的行駛數量最多。若將仰式風輪發(fā)電裝置2設置在雙軌軌道5系統(tǒng)中，它的總高度取值可以略大于一般列車6的總高度(列車6的規(guī)格，型式不多，較為單一)。仰式風輪發(fā)電裝置2的風輪外徑2R越大，風動葉片b的力臂就越大，它驅動仰式發(fā)電機a發(fā)電的效率就越高；目前，公路I的中間隔離臺階4寬度與雙軌道5系統(tǒng)中雙軌之間的距離大多偏小，如果實施本發(fā)明，可以通過實驗(以發(fā)電功率最大為準)確定最合適的上述寬度與距離，供以后上工程時參考。本發(fā)明中采用的燈最好用節(jié)能型的發(fā)光兩極管類光源來充當，可以設想，以中型車輛每小時80公里近距離的時速，瞬間(假定持續(xù)時間為O.1秒)通過風力發(fā)電裝置2旁邊時，造成的風力可以達到幾百瓦的數量級(設置仰式風輪發(fā)電裝置2的最大裝機容量經過實地測試即可準確地獲得)，以公路I為例
假定每輛汽車3造成的近距離的風功率達到200瓦和持續(xù)時間為I秒，那么，點亮一只I瓦的發(fā)光兩極管類的光源(相當亮了)，可以持續(xù)的時間為200秒，即超過3分鐘時間。一不難設想，每天12小時里，只要每6分鐘在每個風力發(fā)電裝置4兩旁不同方向的車道上通過一部車輛，那么，就可以在設計上確保上述的一只I瓦的發(fā)光兩極管類的光源就可以在每個夜晚的12小時里成為長明燈了，實際上，每6分鐘經過每個風力發(fā)電裝置4兩旁的各種車輛遠遠超過一輛。顯然，一旦在公路I中設置了仰式風輪發(fā)電裝置2，其數量會遠遠多于一個，而一旦建成了公路I，每天路過一個仰式風輪發(fā)電裝置2的汽車3也會遠遠多于一輛，……以上述方法類推的計算結果(可發(fā)出的總電量與可亮燈的總瓦數)就相當可觀了?？梢韵胂?，只要設計得當，整個公路I中所需要的燈光能源，全部可以由本發(fā)明揭示的方法予以解決，而無論氣候如何變化，只要公路I中有汽車3行駛， 仰式風輪發(fā)電裝置2就會處于正常工作狀態(tài)。在軌道5系統(tǒng)中的相關推算情況與在公路I中的上述情況差不多，這里就不羅列了。
權利要求
1.一種在交通系統(tǒng)中能夠收集利用廢風力發(fā)電的高效方法， 將仰式風輪發(fā)電裝置(2)設置在公路(I)或雙軌軌道(5)的中心線位置(4)上，將常規(guī)的軸流式風力發(fā)電裝置(7)設置在公路⑴或雙軌軌道(5)的兩側，利用高速行駛且由不同方向的開來的汽車(3)或列車(6)帶動空氣產生的斷續(xù)大功率的風力來發(fā)電，再經過整流并通過蓄電池的蓄能過程，間接地為公路(I)或雙軌軌道(5)系統(tǒng)上的信號燈或/和夜間的路燈提供持續(xù)的小功率直流電力輸出； 所述的軸流式風力發(fā)電裝置(7)在設置時，其中的旋轉葉片所形成的正向迎風平面與汽車(3)或列車(6)行駛方向成大于零度且小于90度的夾角。
2.一種根據權利要求1所述的在交通系統(tǒng)中能夠收集利用廢風力發(fā)電的高效方法中所采用的交通系統(tǒng)，如果是單軌軌道(5)系統(tǒng)，則應該在該單軌軌道(5)系統(tǒng)的兩側設置仰式風輪發(fā)電裝置(2)。
3.一種根據權利要求1所述的在交通系統(tǒng)中收集利用廢風力發(fā)電的高效方法中所采用的仰式風輪發(fā)電裝置， 該仰式風輪發(fā)電裝置(2)至少由定位在地面的仰式發(fā)電機(a)，與該仰式發(fā)電機(a)上部垂直軸(C)定位的至少三片垂直且均布的實施水平旋轉的風動葉片(b)所構成。
4.一種根據權利要求1所述的在交通系統(tǒng)中能夠收集利用廢風力發(fā)電的高效方法中所采用的仰式風輪發(fā)電裝置，所述的風動葉片(b)的高度大于風動葉片(b)直線寬度的2倍。
全文摘要
一種在交通系統(tǒng)中能夠收集利用廢風力發(fā)電的高效方法，將仰式風輪發(fā)電裝置(2)設置在高速公路(1)或雙軌軌道(5)的中心線位置(4)上，將常規(guī)的軸流式風力發(fā)電裝置(7)設置在高速公路(1)或雙軌軌道(5)的兩側，利用高速行駛且由不同方向的開來的汽車(3)或列車(6)帶動空氣產生的斷續(xù)大功率的風力來發(fā)電，再經過整流并通過蓄電池的蓄能過程，間接地為高速公路(1)或雙軌軌道(5)系統(tǒng)上的信號燈或/和夜間的路燈提供持續(xù)的小功率直流電力輸出，至少可以滿足交通道路系統(tǒng)中的照明需求。其中的仰式風輪發(fā)電裝置(2)至少由定位在地面的仰式發(fā)電機(a)，與該仰式發(fā)電機(a)上部垂直軸(c)定位的至少3片垂直且均布的實施水平旋轉的風動葉片(b)所構成。
文檔編號F03D3/00GK103061986SQ20111034167
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月23日 優(yōu)先權日2011年10月23日
發(fā)明者梁嘉麟 申請人:梁嘉麟