CN101171423A - 流体动能回收装置 - Google Patents

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CN101171423A CNA2006800156634A CN200680015663A CN101171423A CN 101171423 A CN101171423 A CN 101171423A CN A2006800156634 A CNA2006800156634 A CN A2006800156634A CN 200680015663 A CN200680015663 A CN 200680015663A CN 101171423 A CN101171423 A CN 101171423A
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Abstract

一种流体动能回收装置(30；40)，移动体在其上通行，该装置具有泵送组件，泵送组件具有空腔(11；26)和与所述空腔(11；26)一起限定了可变容积腔室的膜(10、27)。该流体装置(30；40)具有限定了所述空腔(11；26)的第一板(2)；第二板(1)，其连接到所述第一板(2)并限定了座(9)，座(9)位于所述膜(10；27)的与所述空腔(11；26)相反的那侧；容纳在所述座(9；54)中与所述膜(10；27)配合的致动元件(5；15)，该致动元件可在休止位置和工作位置之间移动，其中，当致动元件在休止位置时，所述腔室的容积最大，当致动元件在工作位置时，所述腔室的容积最小。

Description

流体动能回收装置
技术领域
本发明涉及用于回收例如运动的汽车或火车动能的流体回收装置。
通过该回收装置，汽车的动能被转化为流体的势能，因此该流体势能可用于为连接到交流发电机的水轮机提供能量，以产生清洁的、对环境零污染的替代电能。
背景技术
众所周知，清洁的替代电能目前是利用风轮机把风的动能转换为电能而产生的，或者通过光伏系统借助特定材料的物理性质把太阳能转换为电能而产生的。
可供选择地，可以利用流体机械来利用海浪运动或洋流。
所有上面的产生清洁的替代电能的方法涉及复杂而且非常昂贵的构件，以及通常对环境影响很大的范围广泛的设备。
此外，风和光伏能量系统仅仅可以在一天中相对短的一段时间以及特定的地理区域使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种设计用于消除前面提到的缺点的流体动能回收装置。
附图说明
参考附图通过示例的方式描述本发明的多个优选的、非限制性的实施例，其中：
附图1是根据本发明的动能回收装置的透视图，为了清楚的原因移走了一部分；
附图2显示了沿附图1中II-II线的部分横截面；
附图3是本发明另一个实施例的透视图；
附图4显示了沿附图3中IV-IV线的部分横截面；
附图5显示了沿附图4中V-V线的部分横截面。
具体实施方式
附图1中的附图标记30总体上表示了模块式流体动能回收装置，其包括多个不同厚度的叠置板1、2、3、4，这些板是由能够经受住装置30所受的载荷和/或磨损的任何金属或复合材料制成。
附图2显示了封入板1、2、3、4内的其中一个泵送组件。更具体地说，该泵送组件包括：杵状的致动元件5，该致动元件可往复移动以把流体泵入水轮机；由致动元件5驱动的膜10；膜10下面的空腔11，其与膜10一起限定了可变容积的腔室。
致动元件5包括半球状的帽53；和从半球形帽53的基部延伸并被定位成与膜10相接触的凸起59。
装置30还包括：流体连接到空腔11的止回阀13；插入在板之间以限定各个不透过流体的密封的O形圈12；把板1、2、3、4紧紧地压紧在一起的螺栓6；和在致动元件5顶部的盖膜8。
更具体地说，板2一体地限定了空腔11；板1在其厚度范围内一体地限定了用于以可滑动方式引导致动元件5的相应的直通座9。膜10插入在空腔11和直通座9之间，该膜具有压缩在板1和板2之间的外围边缘60，当螺栓6被紧固时，该外围边缘用来限定固定的不透过流体的连接。
直通座9具有与膜10相邻的开口51，和在垂直于膜10的方向上与开口51相对的开口52。致动元件5通过开口51插入直通座9，帽53从板1部分地突出并连接到盖膜8上。开口52和空腔11的直径比帽53的小，以便致动元件5的滑动运动一方面被板1限制，另一方面被直通座9的底部限制。
盖膜8被螺栓连接到帽53上，该盖膜可以是金属制成，可能涂覆有聚合物材料以保证与轮胎之间具有合适的摩擦，或者可以由任何适合于该目的的材料制成。致动元件5可以由金属、聚氨酯、聚合物材料或者任何合适的刚性材料制成。
空腔11和座9可以浇铸、压制或机加工。
每个空腔11相应于两个容纳在板3中并由O形圈12隔离开的止回阀13，O形圈12限定了朝向空腔11和朝向板4内限定的集管的密封，其中板4连接到板3的一侧，板3的相反另一侧连接到板2。更具体地说，板4限定了铣出或冲压的通道14，该通道流体连接到止回阀13，以限定吸入回路7a和排出回路7b。
更具体地说，安装到板1、2、3、4中的泵组件由板4内的通道14平行连接。
附图3和4中的回收装置40与装置30类似，包括叠置的板16、17、18、19；伸长的、条状的、圆形横截面的致动元件15；与膜10类似的连接到板17和16之间的膜27，该膜比致动元件15稍长。
顶板16限定了座54，其与座9类似，但是形状是伸长的，以容纳各致动元件15。座54被适当地铣出，每一个座54限定了开口55、56，开口55、56与各开口51、52类似，通过开口55、56来把致动元件15插入直通座54内并限定了防止致动元件15向上抽出的止挡。
板17限定了空腔26，其功能上与空腔11类似，但是形状是伸长的，以与各致动元件15配合；在附图4的剖面中，每个空腔26和相应的致动元件15各自具有互补的弧形轮廓。
在两个端部28和29(附图3)，每个空腔26具有孔57和58，孔57和58与相应的止回阀25连通，其中一个是吸入阀，另一个是排出阀。
盖膜8包括在致动元件15背面的顶部上的加强板22。
阀25被容纳在形成于板18中的座中，板19限定了在阀25下方平行连接空腔26的集管。更具体地说，板19限定了连接所有吸入阀25的第一通道20a，和连接所有排出阀25的第二通道20b(附图5)。
膜10、27可以由任何适于此目的的高强度弹性材料制成，例如40到90肖氏A硬度或其它硬度的聚氨酯弹性体。可供选择地，采用通过冲压镍钛形状记忆合金片或所谓的超弹性合金而形成的膜10、27，或采用普通的弹簧钢片，取得了最好的性能、效率和强度。条状致动元件15由超过70肖氏D硬度的聚合物材料制成。
上面描述的装置30、40构成了单个的模块，它们可以沿着公路上多或少的延伸部分成两条线铺设，并可以被连接到其它相同的模块以形成延伸系统。为了这种目的，每个模块具有用于连接由每个板4、19限定的集管的快速安装连接件。
更具体地说，吸入和排出回路串联连接，排出回路配备有用于控制流向水轮机流体的压力和流量的装置，该水轮机使用加压流体以产生电能。
使用的流体是具有防止氧化的添加剂的水，或者水和油的乳状液。每个模块的理想尺寸是60×60cm，模块可以沿着公路铺设成两条线，中间距离为180cm，或者横过公路的全部或部分。
在实际应用中，装置30优选地用螺栓连接到嵌入路面的支承件或框架(未示出)上，并与经过车辆在其上行驶的沥青层齐平，该装置30可以被容易地拆除或替换。
盖膜8与路面对齐，并由在该装置30上驶过的车辆来致动。
更具体地说，盖膜8呈现由滚压过它的轮胎产生的曲率，并向下推动致动元件5，直到盖膜靠在板1上。这样膜10变形，腔室的容积减少了，腔室内的流体被压缩并通过止回阀13供应给排出回路7b。
一旦轮胎已在致动元件5上经过，膜10返回基本平的构型，把又一股流体吸入空腔11，并保持致动元件5处在休止位置直到下一个车辆的通过。
给定致动元件5的尺寸，尤其是空腔11的小的表面面积，由于使致动元件运动的车辆的重量在小的面积上分配，可以获得极高的压力，并且由于限定空腔11的板2的刚性，该极高的压力被容易地承受。
装置40以与装置30相同的方式工作。此外，空腔26在车辆行进的方向上定向，并参考附图3中箭头F表示的该相同方向，排出阀25定位在端部28，以便空腔26由通过的车辆逐渐排空。
装置30、40可以按照上面描述的使用，或者可以没有盖膜8并嵌入在铁路线的道渣内，优选地在枕木之下并与枕木接触，以便把由通过火车产生的振动转化成能量。装置30、40甚至可以用在人行道上。
回收装置30、40的优点如下。
借助于板结构，可获得能够产生压力并能承受甚至极高载荷的坚固的、紧凑的结构，而无需配管或配件。尤其是，涉及的厚度非常小。
板结构也可以容易地容纳所有的构件，并可利用O形圈12来进行极低成本的密封；盖膜8防止污垢进入直通座9并因此卡住致动元件5、15。
由于具有伸长的空腔26，装置40更简单并包括了更少的构件，同时增加了流体流量，因此在所有运行条件下，甚至在通过的车辆刹车或以很高的速度行驶时，确保了更好的泵送作用。
明显地，可以对这里描述和例示的动能回收装置进行改变，但是不脱离所附权利要求限定的本发明的范围。
空腔11、26和膜10、27可以以各种方式形成，膜10和27分别甚至可以粘结或简单地挤压在板1、2和16、17之间。

Claims (16)

1.一种流体动能回收装置，移动体在其上行进，该装置包括泵送组件，泵送组件包括空腔(11；26)和与所述空腔(11；26)一起限定了可变容积腔室的膜(10；27)；其特征在于，该流体动能回收装置包括限定了所述空腔(11；26)的第一板(2)；第二板(1)，其连接到所述第一板(2)并限定了座(9)，座(9)位于所述膜(10；27)的与所述空腔(11；26)相反的那侧；容纳在所述座(9；54)中与所述膜(10；27)配合的致动元件(5；15)，该致动元件可在休止位置和工作位置之间移动，其中，当致动元件在休止位置时，所述腔室的容积最大，当致动元件在工作位置时，所述腔室的容积最小。
2.如权利要求1所述的动能回收装置，其特征在于，所述的致动元件(5；15)由所述膜(10；27)保持在所述休止位置。
3.如权利要求2所述的动能回收装置，其特征在于，该动能回收装置包括用于防止所述致动元件(5；15)从所述座(9；54)抽出的止挡装置(9；54)。
4.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，该动能回收装置包括流体连接到所述空腔(11；26)的止回阀装置(13；25)；通过所述止回阀装置(13；25)被流体连接到所述空腔(11；26)的吸入回路(7a；20a)和排出回路(7b；20b)。
5.如权利要求4所述的动能回收装置，其特征在于，该动能回收装置包括在与所述第二板(1)相反的那侧连接到所述第一板(2)的第三板(3)，其支撑所述止回阀装置(13；25)中的至少一个和所述吸入回路和所述排出回路(7a，7b；20a，20b)中的至少一个。
6.如权利要求5所述的动能回收装置，其特征在于，该动能回收装置包括连接到所述第三板(3)的第四板(4)，且该第四板整体地限定了所述吸入回路和所述排出回路(7a，7b；20a，20b)。
7.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，该动能回收装置包括覆盖所述第二板(1)的另外的膜(8)。
8.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，所述另外的膜(8)包括刚性连接到所述致动元件(5；15)的连接部分(22)。
9.如权利要求8所述的动能回收装置，其特征在于，所述连接部分(22)包括加强插件(22)。
10.如权利要求7到9任一个所述的动能回收装置，其特征在于，当所述致动元件(5；15)在所述工作位置时，所述第二板(1)限定了用于所述另外的膜(8)的支撑。
11.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，所述空腔(26)和所述致动元件(15)在形状上是伸长的。
12.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，所述致动元件(5；15)和所述第一和第二板(2，1；17，16)中的至少一个由金属或复合材料或聚合物或聚氨酯材料制成，至少所述膜(10)由弹性体或聚氨酯或形状记忆材料制成。
13.如权利要求7和12所述的动能回收装置，其特征在于，所述另外的膜(8)由金属片或乐器用钢丝钢或不锈钢制成。
14.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，所述空腔(11；26)在所述第一板(2；17)内一体地形成。
15.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，所述空腔(11；26)和所述致动元件(5；15)限定了各自的互补轮廓。
16.如前面权利要求任一个所述的动能回收装置，其特征在于，所述膜(10；27)包括由所述第二板(1；16)压在所述第一板(2；17)上的外围边缘(60)，以限定不透过流体的密封。
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