CN107882685B - 一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统 - Google Patents
一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种风力发电装置，具体的说是一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，包括车厢、基座、分段发电模块和涡扇发电模块，基座安装于地铁车厢尾部，基座左右侧面上沿开设有向后倾斜的主进风口，主进风口的底部水平开设有第一进风道和第二进风道，第一进风道和第二进风道用于实现空气的分流，降低空气的噪音；分段发电模块位于基座的主进风口内，分段发电模块用于实现将进入进风口的空气的动能转化为电能；涡扇发电模块位于基座内部的第一进风道和第二进风道内，涡扇发电模块用于将空气的动能转化为电能。本发明能够实现行车过程中的降噪以及将风能转化为电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电装置，具体的说是一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统。
背景技术
风是一种潜力很大的新洁能源，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。然而，现有传统的风力发电具有噪音、视觉污染、占用大片土地、不稳定、不可控等确定，而且造价成本也高，对地形和风力要求都很高，因此不利于大面积推广。而地铁在运动过程中由于速度极快，尾部形成巨大的负压状态，空气的流速较快而且噪音明显。
鉴于此，本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，能够实现在地铁运动过程中的发电和减小行车过程中的噪音污染，适用范围较广，其具体有益效果如下：
1.本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，本发明所述基座上设置有多层主进风口和进风道，气流进入基座便被分散，并设置风力发电装置以及在进风道尾部设置有吸音材料，实现了行车过程中的降噪，防止了噪音污染。
2.本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，所述基座内部设置有分段发电模块和涡扇发电模块，充分利用行车过程中的高速气流实现将风的动能转化为电能，所产生的能源可以用于地铁车厢的照明。
3.本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，所述基座内设置的多层主进风口和进风道以及风力发电装置，使得在行车制动过程中，进入基座内的气流能够对车厢产生一定的阻力，进一步提高了机车的快速制动效果。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，本发明主要用于解决地铁行车过程中车厢尾部产生的巨大负压导致严重噪音的问题。本发明通过在车厢尾部设置基座，在基座内开设有多层进风道和风力发电装置，顺利完成了气流的分散和降速，实现了降噪，同时，风力发电装置将风能转化为电能，提供了车厢的照明。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，包括车厢、基座、分段发电模块和涡扇发电模块，所述基座为长方体，长方体后端面上设置有半圆柱体，半圆柱体的高度和长度与长方体相匹配，长方体前端面安装于地铁车厢尾部，基座左右侧面上沿开设有向后倾斜的主进风口，主进风口的底部水平开设有第一进风道和第二进风道，第一进风道和第二进风道于基座的半圆柱体圆周表面与外界相通，第一进风道和第二进风道用于实现空气的分流，降低空气的噪音；所述分段发电模块位于基座的主进风口内，分段发电模块用于实现将进入主进风口的空气的动能转化为电能；所述涡扇发电模块位于基座内部的第一进风道和第二进风道内，涡扇发电模块用于将空气的动能转化为电能，进一步降低空气的流速和分散气流。当地铁向前开动时，车厢尾部的高速气流从基座的主进气口进入基座。
所述分段发电模块包括发电定子轴、转子和挡风板，所述发电定子轴安装于基座的主进风口内，发电定子轴上分段设置有发电线圈；所述转子数量至少为二，转子安装于定子轴上，发电线圈位于转子与定子轴之间，转子上设置有磁铁；所述挡风板均匀焊接于转子的圆周表面。高速气流进入基座后推动挡风板转动，转子在挡风板的带动下实现转动，实现发电线圈顺利切割磁感线实现发电，设置多段线圈和转子可以实现在地铁运动速度较慢时，较低的风速仍能推动挡风板转动，提高了发电的效率。
所述涡扇发电模块包括芯轴、涡轮扇叶和发电机，所述芯轴水平安装于基座的第一进风道和第二进风道内；所述芯轴上设置有涡轮扇叶，涡轮扇叶为为板状结构，涡轮扇叶呈螺旋状均匀布置于芯轴的圆周表面；所述发电机安装于芯轴端部，发电机位于车厢内。风进入第一进风道和第二进风道内时仍保持着较高的速度，芯轴上的涡轮扇叶在风的推动下实现转动，涡轮扇叶带动发电机转动实现将风的动能转化为电能，同时进一步降低空气的运动速度。
所述分段发电模块还包括叶片、连杆一、连杆二和气缸，所述叶片安装于挡风板的左侧，一块挡风板上安装有两块叶片，两块叶片与挡风板三者之间实现铰接；所述连杆一和连杆二的一端分别与两块叶片相铰接；所述气缸安装于挡风板的后端面上，气缸活塞杆与两块叶片的另一端三者之间实现铰接。在主进风口的挡风板与空气正面接触时，气缸驱动活塞杆向外推出，两叶片在连杆一和连杆二的带动下顺利张开呈九十度，保证了最大的风力驱动；当叶片偏离迎风面时，气缸往回拉动连杆二，两叶片在连杆一的带动下向中间合拢，减小了挡风板所受风的阻力，保证了发电定子轴的高速转动，提高了能量的转化效率。
所述基座在第一进风道和第二进风道的后端设置有吸音材料，设置的吸音材料用于进一步降低流出基座的空气噪音。
所述主进风口沿竖直均匀开设有多层，设置多层主进风口用于分散气流，减少气流产生的噪音。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，本发明所述基座上设置有多层主进风口和进风道，气流进入基座便被分散，并设置风力发电装置以及在进风道尾部设置有吸音材料，实现了行车过程中的降噪，防止了噪音污染。
2.本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，所述基座内部设置有分段发电模块和涡扇发电模块，充分利用行车过程中的高速气流实现将风的动能转化为电能，所产生的能源可以用于地铁车厢的照明。
3.本发明所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，所述基座内设置的多层主进风口和进风道以及风力发电装置，使得在行车制动过程中，进入基座内的气流能够对车厢产生一定的阻力，进一步提高了机车的快速制动效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是本发明的分段发电模块的主视图；
图4是图3中B-B剖视图；
图5是本发明的涡扇发电模块的剖视图；
图中：车厢1、基座2、分段发电模块3、涡扇发电模块4、主进风口21、第一进风道22、第二进风道23、发电定子轴31、转子32、挡风板33、芯轴41、涡轮扇叶42、发电机43、叶片34、连杆一35、连杆二36、气缸37、吸音材料24。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，包括车厢1、基座2、分段发电模块3和涡扇发电模块4，所述基座2为长方体，长方体后端面上设置有半圆柱体，半圆柱体的高度和长度与长方体相匹配，长方体前端面安装于地铁车厢尾部，基座2左右侧面上沿开设有向后倾斜的主进风口21，主进风口21的底部水平开设有第一进风道22和第二进风道23，第一进风道22和第二进风道23于基座2的半圆柱体圆周表面与外界相通，第一进风道22和第二进风道23用于实现空气的分流，降低空气的噪音；所述分段发电模块3位于基座2的主进风口21内，分段发电模块3用于实现将进入主进风口21的空气的动能转化为电能；所述涡扇发电模块4位于基座2内部的第一进风道22和第二进风道23内，涡扇发电模块4用于将空气的动能转化为电能，进一步降低空气的流速和分散气流。当地铁向前开动时，车厢1尾部的高速气流从基座2的主进气口进入基座2。
所述分段发电模块3包括发电定子轴31、转子32和挡风板33，所述发电定子轴31安装于基座2的主进风口21内，发电定子轴31上分段设置有发电线圈；所述转子32数量至少为二，转子32安装于定子轴上，发电线圈位于转子32与定子轴之间，转子32上设置有磁铁；所述挡风板33均匀焊接于转子32的圆周表面。高速气流进入基座2后推动挡风板33转动，转子32在挡风板33的带动下实现转动，实现发电线圈顺利切割磁感线实现发电，设置多段线圈和转子32可以实现在地铁运动速度较慢时，较低的风速仍能推动挡风板33转动，提高了发电的效率。
所述涡扇发电模块4包括芯轴41、涡轮扇叶42和发电机43，所述芯轴41水平安装于基座2的第一进风道22和第二进风道23内；所述芯轴41上设置有涡轮扇叶42，涡轮扇叶42为为板状结构，涡轮扇叶42呈螺旋状均匀布置于芯轴41的圆周表面；所述发电机43安装于芯轴41端部，发电机43位于车厢1内。风进入第一进风道22和第二进风道23内时仍保持着较高的速度，芯轴41上的涡轮扇叶42在风的推动下实现转动，涡轮扇叶42带动发电机43转动实现将风的动能转化为电能，同时进一步降低空气的运动速度。
所述分段发电模块3还包括叶片34、连杆一35、连杆二36和气缸37，所述叶片34安装于挡风板33的左侧，一块挡风板33上安装有两块叶片34，两块叶片34与挡风板33三者之间实现铰接；所述连杆一35和连杆二36的一端分别与两块叶片34相铰接；所述气缸37安装于挡风板33的后端面上，气缸37活塞杆与两块叶片34的另一端三者之间实现铰接。在主进风口21的挡风板33与空气正面接触时，气缸37驱动活塞杆向外推出，两叶片34在连杆一35和连杆二36的带动下顺利张开呈九十度，保证了最大的风力驱动；当叶片34偏离迎风面时，气缸37往回拉动连杆二36，两叶片34在连杆一35的带动下向中间合拢，减小了挡风板33所受风的阻力，保证了发电定子轴31的高速转动，提高了能量的转化效率。
所述基座2在第一进风道22和第二进风道23的后端设置有吸音材料24，设置的吸音材料24用于进一步降低流出基座2的空气噪音。
所述主进风口21沿竖直均匀开设有多层，设置多层主进风口21用于分散气流，减少气流产生的噪音。
具体工作流程如下：
当地铁向前开动时，车厢1尾部的高速气流从基座2的主进气口进入基座2，基座2内的第一进风道22和第二进风道23实现了空气的分流，高速气流进入基座2后主进风口21的推动挡风板33转动，转子32在挡风板33的带动下实现转动，发电线圈顺利切割磁感线实现发电，设置多段线圈和转子32可以实现在地铁运动速度较慢时，较低的风速仍能推动挡风板33转动，提高了发电的效率，在主进风口21的挡风板33与空气正面接触时，气缸37驱动活塞杆向外推出，两叶片34在连杆一35和连杆二36的带动下顺利张开呈九十度，保证了最大的风力驱动；当叶片34偏离迎风面时，气缸37往回拉动连杆二36，两叶片34在连杆一35的带动下向中间合拢，减小了挡风板33所受风的阻力，保证了发电定子轴31的高速转动，提高了能量的转化效率；气流进入第一进风道22和第二进风道23内时仍保持着较高的速度，芯轴41上的涡轮扇叶42在风的推动下实现转动，涡轮扇叶42带动发电机43转动实现将风的动能转化为电能，同时进一步降低空气的运动速度，最后通过设置多层主进风口21和吸音材料24进一步实现了降噪。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，其特征在于：包括车厢(1)、基座(2)、分段发电模块(3)和涡扇发电模块(4)，所述基座(2)为长方体，长方体后端面上设置有半圆柱体，半圆柱体的高度和长度与长方体相匹配，长方体前端面安装于地铁车厢(1)尾部，基座(2)左右侧面上沿开设有向后倾斜的主进风口(21)，主进风口(21)的底部水平开设有第一进风道(22)和第二进风道(23)，第一进风道(22)和第二进风道(23)于基座(2)的半圆柱体圆周表面与外界相通；所述分段发电模块(3)位于基座(2)的主进风口(21)内，分段发电模块(3)用于实现将进入主进风口(21)的空气的动能转化为电能；所述涡扇发电模块(4)位于基座(2)内部的第一进风道(22)和第二进风道(23)内，涡扇发电模块(4)用于将空气的动能转化为电能，进一步降低空气的速度和分散气流；
所述分段发电模块(3)包括发电定子轴(31)、转子(32)和挡风板(33)，所述发电定子轴(31)安装于基座(2)的主进风口(21)内，发电定子轴(31)上分段设置有发电线圈；所述转子(32)数量至少为二，转子(32)安装于定子轴上，发电线圈位于转子(32)与定子轴之间，转子(32)上设置有磁铁；所述挡风板(33)均匀焊接于转子(32)的圆周表面；
所述涡扇发电模块(4)包括芯轴(41)、涡轮扇叶(42)和发电机(43)，所述芯轴(41)水平安装于基座(2)的第一进风道(22)和第二进风道(23)内；所述芯轴(41)上设置有涡轮扇叶(42)，涡轮扇叶(42)为为板状结构，涡轮扇叶(42)呈螺旋状均匀布置于芯轴(41)的圆周表面；所述发电机(43)安装于芯轴(41)端部，发电机(43)位于车厢(1)内；
所述分段发电模块(3)还包括叶片(34)、连杆一(35)、连杆二(36)和气缸(37)，所述叶片(34)安装于挡风板(33)的左侧，一块挡风板(33)上安装有两块叶片(34)，两块叶片(34)与挡风板(33)三者之间实现铰接；所述连杆一(35)和连杆二(36)的一端分别与两块叶片(34)相铰接；所述气缸(37)安装于挡风板(33)的后端面上，气缸(37)活塞杆与两块叶片(34)的另一端三者之间实现铰接。
2.根据权利要求1所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，其特征在于：所述基座(2)在第一进风道(22)和第二进风道(23)的后端设置有吸音材料(24)。
3.根据权利要求1所述的一种位于地铁车厢尾部的风力发电系统，其特征在于：所述主进风口(21)沿竖直均匀开设有多层。
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