CN104981608A - 以抽吸力为发电动力的铁路自发电式路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以抽吸力为发电动力的铁路自发电式路灯及其使用方法，其特点在于铁路沿线两旁的路灯增设了以抽吸力为动力的摆动装置和飞轮发电装置储能，当高速列车通过时，摆动装置得到抽吸力而摆动，摆动力使一个飞轮发电装置储能并同时发电，发出的电能储存在一个蓄电池中，到了夜间，控制电路发讯，蓄电池供电于路灯发光件照明。有益效果是：利用高速列车行驶时所产生的抽吸力发电，提供铁路路灯照明的稳定和环保的电力。避免了现有的风能和太阳能路灯电力不稳定的缺点。也节约了公共电网的电力资源。

Description

以抽吸力为发电动力的铁路自发电式路灯 技术领域

本发明属于照明设备， 尤其是涉及一种利用自然能源发电的路灯。

背景技术

为了节约能源， 保护环境， 目前已经出现了利用太阳能和风能提供电力的路 灯。 这两种自然能源的路灯， 特别适用于铁路沿线的照明。 因为长距离的铁道 线的照明要消耗相当大的电力资源。 然而， 这两种能源都是不稳定的。 比如， 连续的阴雨天， 太阳能路灯的供电就成了问题。 连续的无风或微风天气， 风能 路灯就会停止工作。 研究一种利用稳定的自然能源供电的铁路沿线的路灯， 成 为一个重要课题。

另一值得注意的现象是： 高速铁路的两旁， 通常建有护栏， 用来防止路人盲 目接近轨道而被瞬间即至的高速列车所伤害。 因为高速列车快速通过时所产生 的高速气流， 会对铁路两旁的人或物产生抽吸效应， 如果人或物过分接近高速 行驶的列车， 就会被这种抽吸力吸向列车。 这个现象可以根据伯努利原理解释， 流速越快， 压强越低， 因此靠近列车的人或物会被从高压区推向 （吸向）低压 区。

发明内容

本发明的目的是针对上述自然能源发电的路灯的不足之处， 提出一种具有稳 定的自然能源供电装置的路灯。 所述的自然能源是列车运动时的高速气流形成 的抽吸力所产生的； 这种自然能源且是稳定的， 因为每日运行的列车班次数量 是相当稳定的。

本发明主要思路是： 铁路沿线两旁的路灯增设了以抽吸力为动力的摆动装 置和飞轮发电装置储能， 当高速列车通过时， 摆动装置得到抽吸力而摆动， 摆 动力使一个飞轮发电装置储能并同时发电， 发出的电能储存在一个蓄电池中， 到了夜间， 控制电路发讯， 蓄电池供电于路灯发光件照明。

本发明具体技术方案是这样实现的： 该路灯包括：

摆动装置， 其包括设在路灯立柱前部的抽吸板和支架， 路灯立柱上部两侧 的两根链条、 两只链轮、 平衡重块、 两只变速器、 两块支板、 两只内接式棘轮； 支架一端与抽吸板固连， 另一端与路灯立柱下部铰接； 两只变速器分别通过两 块支板固定于路灯立柱两侧， 所述变速器的输入端连接链轮， 链轮中设有棘轮； 每个链轮上均啮合一根链条， 每根链条的一端连接于抽吸板上部， 另一端连接 于平衡重块； 变速器的输出端与一内接式棘轮连接； 该摆动装置与飞轮发电装 置相连接， 并为飞轮发电装置提供动力；

飞轮发电装置， 其包括两只飞轮和一发电机及其支撑板； 位于路灯立柱内 的发电机的转子的两端部分别与飞轮连接； 含有发电机定子的外壳通过支撑板 固定于路灯立柱内部； 所述飞轮与摆动装置中的内接式棘轮连接； 该飞轮发电 装置通过蓄电池单元中的控制电路为蓄电池提供电力；

蓄电池单元， 其包括一蓄电池， 一控制电路； 其中， 控制电路分别与飞轮 发电装置中的发电机、 蓄电池及路灯发光件连接； 该蓄电池单元为路灯发光件 提供电力；

路灯组件， 其包括路灯发光件和路灯立柱， 路灯发光件装在路灯立柱上部， 并与控制电路连接， 所述路灯发光件由蓄电池单元发出的电能发光照明；

使用上述装置的方法： 当列车经过路灯时， 列车与抽吸板之间的气流加快， 压强降低， 从而对抽吸板产生抽吸力， 使抽吸板和支架向列车运动； 抽吸板上 部拉动链条， 以此带动链轮、 变速器、 内接式棘轮、 飞轮和发电机的转子一起 运转， 飞轮储存机械动能并利用其转动惯性带动发电机发电， 发电机发出的电 通过控制电路将电能储存在蓄电池中；

列车通过路灯后， 抽吸力消失， 平衡重块的重力拉动链条， 使抽吸板回复 到原来的状态， 以备下一次被抽吸力吸引而运动； 飞轮储存的机械动能逐渐减 少， 飞轮的转速逐渐降低而不再有效发电；

下一趟列车经过时， 由上述装置再一次发电， 并将电能储存在蓄电池中； 如此周而复始， 蓄电池中逐渐积累电能； 当控制电路中的光敏传感器件检测到 环境亮度不足时， 通过控制电路启动蓄电池供电于路灯发光件照明； 当控制电 路中的光敏传感器件检测到环境亮度充足时， 通过控制电路关闭蓄电池的供电， 路灯发光件熄灭； 蓄电池继续储存电能；

如此周而复始， 上述装置依靠列车产生的抽吸力发电， 给铁路两旁的路灯 发光件供电照明。

本发明的特点和有益效果是： 利用高速列车行驶时所产生的抽吸力发电， 提供铁路路灯照明的稳定和环 保的电力。 避免了现有的风能和太阳能路灯电力不稳定的缺点。 也节约了公共 电网的电力资源。

附图说明

图 1是本发明实施例 1的使用状态示意图。

图 2是图 1的运动状态示意图。

图 3是本发明实施例 1的立体示意图。

图 4是本发明实施例 1的局部剖视图。

图 5是图 4中的 A部放大图。

图 6是图 4的正视图。

图 7是图 6中的 B部放大图。

图 8是内接式棘轮的结构示意图。

图 9是图 1 中的 C部放大图。

图 1 0是本发明实施例 1 中的控制电路连接框图。

图 11是实施例 2的示意图。

图 12是图 11的 K部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

实施例 1 , 参阅图 4至图 7, 本发明主要是在铁路沿线两旁的路灯增设了以 抽吸力为动力的摆动装置和飞轮发电装置储能， 当高速列车通过时， 摆动装置 得到抽吸力而摆动， 摆动力使一个飞轮发电装置储能并同时发电， 发出的电能 储存在一个蓄电池中， 到了夜间， 控制电路发讯， 蓄电池供电于路灯发光件照 明。

摆动装置，主要包括设在路灯立柱前部的抽吸板 11和支架 12,路灯立柱上 部两侧的两根链条 13、 两只链轮 14、 平衡重块 15、 两只变速器 16、 两块支板 17、 两只内接式棘轮 18。 支架 12—端与抽吸板 11 固连， 另一端与路灯立柱 41下部铰接； 当列车经过时， 抽吸板 11得到抽吸力， 这两个固连在一起的零部 件可以绕所述铰接处朝列车方向摆动。 摆动的幅度， 由设在路灯立柱上的上限 位杆 91和下限位杆 92控制 （参见图 3和图 9 )。 抽吸力的大小与抽吸板 11 的 面积基本上成正比， 也就是说， 抽吸板 11越大， 获得的抽吸力也越大。 当列车 通过后， 抽吸力消失， 平衡重块 15的重量通过链条 13, 将抽吸板 11恢复到初 始位置， 以备下一次的摆动。 两只变速器 16分别通过两块支板 17分别固定于 路灯立柱 41 两侧， 所述变速器 16的输入端连接链轮 14, 每个链轮 14上均啮 合一根链条 13 , 每根链条 13的一端连接于抽吸板 11上部， 另一端连接于平衡 重块 15; 链轮 14中设有棘轮（未画出）； 该链轮类似于自行车后轮中的含有棘 轮的链轮。 当链条 13带动链轮 14逆时针方向转动时，也带动变速器 16的输入 轴一起同方向转动； 当链轮 14顺时针方向转动时， 由于棘轮的防逆功能， 变速 器 1 6的输入轴不随链轮 14转动。变速器 16的输出端与一内接式棘轮 18连接， 内接式棘轮 18与飞轮 21连接， 参见图 8; 变速器 16的作用在于将链轮 14的 转速进一步提高， 使飞轮 21 有一个较高的角速度和机械动能。 内接式棘轮 18 的作用是当飞轮 21被推动后， 飞轮 21依靠其较大的转动惯性持续转动， 而变 速器 16不再跟随转动， 以免消耗飞轮 21 的机械动能。

飞轮发电装置， 主要包括两只飞轮 21和一发电机 22及其支撑板 23; 位于 路灯立柱 41 内的发电机的转子 221的两端部分别与一飞轮 21连接； 含有发电 机定子的外壳 222通过支撑板 23固定于路灯立柱 41 内部； 发电机 22依靠飞 轮 21 的储存的机械动能在一段时间内持续发电。 发电机 22为蓄电池单元提供 电力；

蓄电池单元，其包括一蓄电池 3 (参见图 10 ),—控制电路 5 (实物未画出）； 其中， 控制电路包括整流电路 53、 稳压电路 54、 继电器 56、 光敏检测单元 57; 整流电路 53、 稳压电路 54、 蓄电池 3、 继电器 56顺序电连接； 继电器 56还与 一光敏检测单元 57电连接；整流电路 53还与飞轮发电装置中的发电机 22电连 接； 继电器 56还与路灯发光件 4通过导线电连接； 该蓄电池单元为路灯发光件 4提供电力； 控制电路 5均是公知的电路， 不再详细累述。

路灯组件， 其包括路灯发光件 4和路灯立柱 41 , 路灯发光件 4装在路灯立 柱 41上部， 并与控制电路中的继电器 56通过导线电连接， 该路灯组件中的路 灯发光件 4由蓄电池单元发出的电能发光照明；

综上所述， 使用上述装置的方法： 当列车经过路灯时， 列车与抽吸板之间 的气流加快， 压强降低， 从而对抽吸板 11产生抽吸力， 使抽吸板 11和支架 12 向列车摆动； 抽吸板 11上部拉动链条 13 , 以此带动链轮 14、 变速器 16、 内接 式棘轮 18、 飞轮 21和发电机的转子 221—起转动， 飞轮 21储存机械动能并利 用其转动惯性带动发电机 22发电，发电机 22发的电经整流电路 53整流， 经稳 压电路 54稳压后， 储存在蓄电池 3内；

列车通过路灯后， 抽吸力消失， 平衡重块 15的重力拉动链条 13 , 使抽吸 板 11 回复到原来的状态， 以备下一次被抽吸力吸引而摆动； 飞轮 21储存的机 械动能逐渐减少， 飞轮 21的转速逐渐降低而不再有效发电；

下一趟列车经过时， 由上述装置再一次发电， 并将电能储存在蓄电池 3中； 如此周而复始， 蓄电池 3中逐渐积累电能；

当光敏检测单元 57 中的光敏传感器检测到环境亮度不足时， 启动继电器 56接通蓄电池 3与路灯发光件 4之间的电连接， 为路灯发光件 4供电发光； 当 光敏检测单元 57中的光敏传感器检测到环境亮度充足时， 启动继电器 56断开 蓄电池 3与路灯发光件 4之间的电连接， 蓄电池 3停止向路灯发光件 4供电， 路灯发光件 4熄灭。

如此周而复始， 上述装置依靠列车产生的抽吸力发电， 给铁路两旁的路灯 发光件 4供电照明。

实施例 2、用平动装置代替实施例 1 中所述的摆动装置也可以实现发电目的： 参见图 11和图 12, 所述平动装置的零部件基本上与摆动装置相同， 它包括 设在路灯立柱 41前部的抽吸板 11和支架 12, 路灯立柱 41上部两侧的两根链 条 13、 两只链轮 14、 平衡重块 15、 两只变速器 1 6、 两块支板 17、 两只内接式 棘轮 18; 不同的是： 支架 12—端与抽吸板 11 固连， 支架 12下部设有多只滚 轮 1 01 , 路灯立柱 41 下部固定一设有滑槽 102的底框 103, 当抽吸板 11 受到 抽吸力时， 滚轮 1 01支^着支架 12和抽吸板 11在滑槽 102内向前滚动， 以此 带动链条 13和链轮 14运动。

以下零部件与摆动装置相同： 两只变速器 16分别通过两块支板 1 7固定于 路灯立柱 41两侧， 所述变速器 16的输入端连接链轮 14, 链轮中设有棘轮； 每 个链轮 14上均啮合一根链条 13, 每根链条 13的一端连接于抽吸板 11上部， 另一端连接于平衡重块 15; 变速器 16的输出端与一内接式棘轮 18连接。

其余的飞轮发电装置、 蓄电池单元、 路灯组件， 与实施例 1相同。

Claims (1)

1. 权 利 要 求 书

   1、 一种以抽吸力为发电动力的铁路自发电式路灯， 其特征在于， 所述路灯 包括：

   路灯组件， 包括路灯发光件和路灯立柱；

   摆动装置， 包括设在所述路灯立柱前部的抽吸板和支架， 以及设置在所述 路灯立柱上部两侧的两根链条、 两只链轮、 平衡重块、 两只变速器、 两块支板、 两只内接式棘轮；

   飞轮发电装置， 包括两只飞轮、 一发电机及支撑板；

   蓄电池单元， 包括一蓄电池， 一控制电路；

   所述路灯发光件设置在所述路灯立柱的上部， 并与所述控制电路连接， 所 述路灯发光件用于使用由蓄电池单元所发出的电能发光照明。 在于， 所述支架的一端与所述抽吸板固定连接， 所述支架的另一端与所述路灯 立柱的下部铰接。 在于， 两只所述变速器分别通过两块所述支板固定于所述路灯立柱的两侧， 所 述变速器的输入端连接上述链轮， 所述链轮中设有棘轮。 在于， 每个所述链轮上均啮合一根所述链条， 每根所述链条的一端连接于所述 抽吸板的上部， 所述链条的另一端连接于所述平衡重块。 在于， 所述变速器的输出端与一所述内接式棘轮连接；

   所述摆动装置与所述飞轮发电装置相连接， 用于为所述飞轮发电装置提供 动力。 在于， 位于所述路灯立柱内的所述发电机的转子的两端部分别与所述飞轮连接。 在于， 含有所述发电机定子的外壳通过所述支撑板固定于所述路灯立柱的内部。 在于， 所述飞轮与所述摆动装置中的所述内接式棘轮连接。 在于， 所述飞轮发电装置用于通过所述蓄电池单元中的所述控制电路为所述蓄 电池提供电力

   1 0、 如权利要求 9所述的以抽吸力为发电动力的铁路自发电式路灯， 其特 征在于， 所述控制电路分别与所述飞轮发电装置中的所述发电机、 所述蓄电池 及所述路灯发光件连接；

   所述蓄电池单元用于为所述路灯发光件提供电力。