CN108644063A - 一种地铁隧道风能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种地铁隧道风能发电装置,包括发电机、蓄能系统、传动轴及叶轮,发电机及蓄能系统设在隧道侧壁顶部槽孔内,其正下方设有三个在竖直方向上等间距分布的隧道侧壁表面槽孔;传动轴通过轴承座竖直安装在隧道侧壁表面,传动轴顶端与发电机电机轴通过锥齿轮组相连;发电机与蓄能系统相连,蓄能系统用于存储发电机发出的电能;在传动轴上安装有三个叶轮,三个叶轮分别位于三个隧道侧壁表面槽孔内;叶轮通过超越离合器与传动轴相连,使三个叶轮相对于传动轴形成共轴但不联动状态,三个叶轮在传动轴上彼此独立转动。叶轮上共设置有三个半圆弧形叶片,隧道侧壁表面槽孔为半圆弧形;在叶轮转动过程中,每次只有一个叶片位于隧道侧壁表面槽孔外参与做功。

Description

一种地铁隧道风能发电装置
技术领域
[0001]本发明属于特种风力发电技术领域,特别是涉及一种地铁隧道风能发电装置。
背景技术
[0002]在地铁隧道中,由于地铁列车的运动方向是固定的,并且地铁隧道形状也是固定 的,地铁列车在隧道中高速运行时,会产生强烈的定向气流,并且这种定向气流也相对稳 定,因此可以用于风力发电。 ~
[0003]目前,尽管已有不少的隧道风能发电装置出现,但实际发电效果并不理想,例如申 请号为20122〇093939.3的中国专利,公开了一种利用地铁隧道风能的垂直轴风力发电系 统,其叶轮结构包含了四个高度一定的整体式叶片,由于隧道中气流在垂直空间上分布并 不均匀,因此其无法达到理想的发电效果。
发明内容
[0004]针对现有技术存在的问题,本发明提供一种地铁隧道风能发电装置,能够充分利 用隧道垂直空间上的气流进行发电,从而实现更好的发电效果。
[0005]为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种地铁隧道风能发电装置,包括 发电机、蓄能系统、传动轴及叶轮,所述发电机及蓄能系统均设置在隧道侧壁顶部槽孔内, 在隧道侧壁顶部槽孔正下方设置有三个隧道侧壁表面槽孔,且三个隧道侧壁表面槽孔在竖 直方向上等间距分布;所述传动轴通过轴承座竖直安装在隧道侧壁表面,传动轴的顶端与 发电机的电机轴通过锥齿轮组相连;所述发电机与蓄能系统相连,蓄能系统用于存储发电 机发出的电能;在所述传动轴上安装有三个叶轮,且三个叶轮分别位于三个隧道侧壁表面 槽孔内;所述叶轮通过超越离合器与传动轴相连,使三个叶轮相对于传动轴形成共轴但不 联动状态,三个叶轮在传动轴上彼此独立转动。
[0006]所述叶轮上共设置有三个叶片,且叶片形状为半圆弧形;所述隧道侧壁表面槽孔 采用半圆弧形槽孔结构;在所述叶轮转动过程中,每次只有一个叶片位于隧道侧壁表面槽 孔外参与做功,而另两个叶片均位于隧道侧壁表面槽孔内。
[0007] 本发明的有益效果:
[0008] 本发明的地铁隧道风能发电装置,能够充分利用隧道垂直空间上的气流进行发 电,从而实现更好的发电效果。
附图说明
[0009] 图1为本发明的一种地铁隧道风能发电装置的结构示意图;
[0010] 图2为图1中I部放大图;
[0011] 图3为图1中A-A剖视图;
[0012]图中,1一发电机,2—蓄能系统,3—传动轴,4 一叶轮,5—隧道侧壁顶部槽孔,6— 隧道侧壁表面槽孔,7—轴承座,8—锥齿轮组,9 一超越离合器。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0014]如图1〜3所示,一种地铁隧道风能发电装置,包括发电机1、蓄能系统2、传动轴3及 叶轮4,所述发电机1及蓄能系统2均设置在隧道侧壁顶部槽孔5内,在隧道侧壁顶部槽孔5正 下方设置有三个隧道侧壁表面槽孔6,且三个隧道侧壁表面槽孔6在竖直方向上等间距分 布;所述传动轴3通过轴承座7竖直安装在隧道侧壁表面,传动轴3的顶端与发电机〗的电机 轴通过锥齿轮组8相连;所述发电机1与蓄能系统2相连,蓄能系统2用于存储发电发出的 电能;在所述传动轴3上安装有三个叶轮4,且三个叶轮4分别位于三个隧道侧壁表面槽孔6 内;所述叶轮4通过超越离合器9与传动轴3相连,使三个叶轮4相对于传动轴3形成共轴但不 联动状态,三个叶轮4在传动轴3上彼此独立转动。
[0^15]所述叶轮4上共设置有三个叶片,且叶片形状为半圆弧形;所述隧道侧壁表面槽孔 6米用半圆弧形槽孔结构;在所述叶轮4转动过程中,每次只有一个叶片位于隧道侧壁表面 槽孔6外参与做功,而另两个叶片均位于隧道侧壁表面槽孔6内。
[0016] 下面结合附图说明本发明的一次使用过程:
[0017] 当地铁列车经过安装有本发明的隧道时,其产生的气流将直接作用到叶轮4上,三 个叶轮4分别与垂直空间上的三处气流作用,且三个叶轮4中的任意一个都只会将动力传递 给传动轴3,而不会影响到相邻的其他另两个叶轮4。假设只有一处气流可以驱动叶轮4用来 带动传动轴3转动,则在传动轴3转动过程中,其他两个叶轮4不会被传动轴3带动并跟随转 动,因此也就不会消耗传动轴3的动能。也就是说,本发明可以根据垂直空间上气流的大小 自动实现最佳的气流收集效果,使隧道内的气流得到最充分的利用。当叶轮4在气流的作用 下驱动传动轴3转动时,便可通过锥齿轮组8将动力传递给发电机1进行发电了,发电机丄发 出的电能直接存储到蓄能系统2中,而蓄能系统2存储的电能则可以直接用于隧道内的照 明,或为隧道内其他用电设备进行供电。 _
[0018]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围,凡未脱离本发明所为的等 效实施或变更,均包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.一种地铁隧道风能发电装置,其特征在于:包括发电机、蓄能系统、传动轴及叶轮,所 述发电机及蓄能系统均设置在隧道侧壁顶部槽孔内,在隧道侧壁顶部槽孔正下方设置有三 个隧道侧壁表面槽孔,且三个隧道侧壁表面槽孔在竖直方向上等间距分布;所述传动轴通 过轴承座竖直安装在隧道侧壁表面,传动轴的顶端与发电机的电机轴通过锥齿轮组相连; 所述发电机与蓄能系统相连,蓄能系统用于存储发电机发出的电能;在所述传动轴上安装 有三个叶轮,且三个叶轮分别位于三个隧道侧壁表面槽孔内;所述叶轮通过超越离合器与 传动轴相连,使三个叶轮相对于传动轴形成共轴但不联动状态,三个叶轮在传动轴上彼此 独立转动。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道风能发电装置,其特征在于:所述叶轮上共设置 有三个叶片,且叶片形状为半圆弧形;所述隧道侧壁表面槽孔采用半圆弧形槽孔结构;在所 述叶轮转动过程中,每次只有一个叶片位于隧道侧壁表面槽孔外参与做功,而另两个叶片 均位于隧道侧壁表面槽孔内。
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