CN108894077A - 人行天桥融雪化冰供能装置和人行天桥融雪化冰系统 - Google Patents
人行天桥融雪化冰供能装置和人行天桥融雪化冰系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种人行天桥融雪化冰供能装置，包括压电发电器、储能设备和配电箱，所述压电发电器埋置于人行天桥下方行车车道路面里，将行车荷载转化为电能；所述储能设备储存所述压电发电器产生的电能；所述配电箱连接所述压电发电器和所述储能设备。利用本发明提供的人行天桥融雪化冰供能装置，能够将行车荷载转化为电能，为融雪化冰提供电能，有利于降低融雪化冰的能源消耗，有利于提高融雪化冰的效率。本发明还提供一种人行天桥融雪化冰系统。
Description
技术领域
本发明属于道桥施工技术领域，具体涉及一种人行天桥融雪化冰供能装置和人行天桥融雪化冰系统
背景技术
人行天桥一般建造在车流量大、行人稠密的地段，或者交叉口、广场及铁路上面，多数采用悬挂式结构。在我国北方寒区，由于这种结构悬空的特点，使得人行天桥和周边环境的热交换发生在人行天桥的上下两面，经常出现积雪结冰现象，对行人通行造成不便。
目前我国针对人行天桥积雪结冰问题，普遍采用人力除冰法、机械清除法和化学法。前两种耗费大量人力物力、行动滞后且操作效率低，干扰行人正常通行；第三种由于除冰盐使用后，融化的冰雪会渗入地表以下，导致环境污染土壤盐碱化；同时还会腐蚀桥面和钢筋境。当前采用的人行天桥融雪化冰方法效率低速度慢，也未利用所处地段车流量大，对地面做功多的特点。因此，有必要设计一种融雪化冰系统，利用路面压电发电技术作为主要能量源，供给该系统使用，同时对于人行天桥积雪结冰问题又能进行预警和处置的智能化控制，在节能环保的前提下解决人行天桥融雪化冰问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种人行天桥融雪化冰供能装置，解决现有技术中人行天桥融雪化冰能源耗费大的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种人行天桥融雪化冰供能装置，包括压电发电器、储能设备和配电箱，所述压电发电器埋置于人行天桥下方行车车道路面里，将行车荷载转化为电能；所述储能设备储存所述压电发电器产生的电能；所述配电箱连接所述压电发电器和所述储能设备。
本发明还提供一种人行天桥融雪化冰系统，用于融化人行天桥路面冰雪，包括所述人行天桥融雪化冰供能装置、发热装置和控制装置。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明提供一种人行天桥融雪化冰供能装置和人行天桥融雪化冰系统包括压电发电器、储能设备和配电箱，所述压电发电器埋置于人行天桥下方行车车道路面里，将行车荷载转化为电能，为融雪化冰提供电能，有利于降低融雪化冰的能源消耗，有利于提高融雪化冰的效率。
优选的，所述压电发电器包括压电发电单元、整流电路板和外壳，所述外壳为长方体，所述外壳包括底座和顶盖，所述底座与路基接触，所述底座和所述顶盖接合形成腔室，所述腔室内侧的所述底座上设有安装槽，所述压电发电单元通过导线连接到所述整流电路板，所述压电发电单元和所述整流电路板安装在所述安装槽内。所述整流电路板可以使当所述压电发电单元所受应力不均匀时，保证电力最大输出。
优选的，所述压电发电单元包括四块压电陶瓷片和五片电极材料，所述四块压电陶瓷片堆叠设置，所述四块压电陶瓷片之间采用并联方式连接，相邻两块所述压电陶瓷片之间分别设置一片电极材料，堆叠在两端的两块所述压电陶瓷片外侧各设置一片电极材料。
优选的，所述底座和所述顶盖接合处采用防水密封胶密封。
优选的，所述安装槽内壁涂有隔绝传导型隔热涂料。隔绝传导型隔热涂料用于温度升高时，防止所述压电发电单元的开路电压降低。
优选的，所述压电发电器包括八个压电发电单元，所述底座上设有四个安装槽，每两个所述压电发电单元设置在一个所述安装槽中，每个所述安装槽中设有分隔片，分隔所述安装槽中的两个所述压电发电单元。
优选的，所述储能设备与外部电网相连。当所述储能设备中电量即将耗尽时，外部电网可以为发热装置和所述控制装置提供电能，防止断电发生。
优选的，十个所述压电发电器沿行车方向纵向排列并联组成一个压力发电带，相邻两个压电发电器间距为30cm，在所述人行天桥下方行车车道路面里布置至少二段所述压力发电带，相邻两段压电发电带间距为1.5m。采用此种布置方式可以更高效收集行车荷载并将行车荷载转化为电能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明人行天桥融雪化冰供能装置的整体示意图；
图2为压电发电器内部结构俯视图；
图3为压电发电器内部结构正视图；
图4为压电发电单元结构示意图；
图5为人行天桥融雪化冰系统布置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种人行天桥融雪化冰供能装置0，包括压电发电器1、储能设备2和配电箱3，所述压电发电器1埋置于人行天桥下方行车车道8路面里，将行车荷载转化为电能；所述储能设备2储存所述压电发电器1产生的电能；所述配电箱3连接所述压电发电器1和所述储能设备2，用于合理分配电能。
具体的，如图2和图3所示，所述压电发电器1包括压电发电单元11、整流电路板12和外壳13，所述外壳13为长方体，所述外壳13包括底座131和顶盖132，所述底座131和所述顶盖132优选由钨钢制成，所述底座131与路基接触，所述顶盖132用于承受车辆经过的交通荷载，将交通荷载均匀的传递给所述压电发电单元11；所述底座131和所述顶盖132接合形成腔室14，所述腔室14内侧的所述底座131上设有安装槽1311，所述压电发电单元11通过导线连接到所述整流电路板12，所述压电发电单元11和所述整流电路板12安装在所述安装槽1311内，所述整流电路板12可以使当所述压电发电单元11所受应力不均匀时，保证电力最大输出。
具体的，所述压电发电器1包括八个压电发电单元11，所述底座131上设有四个安装槽1311，每两个所述压电发电单元11设置在一个所述安装槽1311中，每个所述安装槽1311中设有分隔片1312，分隔所述安装槽1311中的两个所述压电发电单元11。一些实施例中，所述外壳13长300mm，宽150mm，高60mm，所述安装槽1311尺寸为24mm×48mm。
具体的，所述安装槽1311内壁涂有隔绝传导型隔热涂料，隔绝传导型隔热涂料用于温度升高时，防止所述压电发电单元11的开路电压降低。
一些实施例中，所述底座131和所述顶盖132分别在四边的边缘设有凸起和凹陷，所述底座131和所述顶盖132上还分别设有相互对接的螺丝孔，所述凸起和凹陷相互榫接，所述底座131和所述顶盖132合上后，通过向螺丝孔打入螺丝，把所述底座131和所述顶盖132固定在一起，从而使所述底座131和所述顶盖132接合。
一些优选的实施例中，述底座131和所述顶盖132接合处采用防水密封胶密封。
具体的，如图4所示，所述压电发电单元11包括四块压电陶瓷片111和五片电极材料112，所述四块压电陶瓷片111堆叠设置，所述压电陶瓷片111长和宽为24mm，高为6mm；所述四块压电陶瓷片111之间采用并联方式连接，相邻两块所述压电陶瓷片111之间分别设置一片电极材料112，堆叠在两端的两块所述压电陶瓷片111外侧分别各设置一片电极材料112。所述电极材料112向外传导所述压电陶瓷片111产生的电能。
具体的，所述储能设备2与外部电网4相连，当所述储能设备2储满电能时，所述储能设备2把多余的电能输送进外部电网4，供周边居民生活使用；当所述储能设备2中电量即将耗尽时，所述储能设备2停止向外输出电能，所述压电发电器1将产生的电能输送到所述储能设备2中，待所述储能设备2中电量达到充满电量的60％以上后，所述储能设备2开始向外输出电能。
具体的，十个所述压电发电器1沿行车方向纵向排列并联组成一个压力发电带，相邻两个压电发电器1间距为30cm，在所述人行天桥下方行车车道路面里布置至少二段所述压力发电带，相邻二段压电发电带间距为1.5m。采用此种布置方式可以更高效收集行车荷载并将行车荷载转化为电能。
本发明提供一种人行天桥融雪化冰系统，用于融化人行天桥路面冰雪，如图1和图5所示，包括人行天桥融雪化冰供能装置0、发热装置5和控制装置6。所述人行天桥融雪化冰供能装置0包括压电发电器1、储能设备2和配电箱3，所述压电发电器1埋置于人行天桥下方行车车道8路面里，将行车荷载转化为电能；所述储能设备2储存所述压电发电器1产生的电能；所述配电箱3连接所述压电发电器1和所述储能设备2，用于合理分配电能。所述发热装置5包含碳纤维发热线，所述碳纤维发热线埋置于人行天桥路面表层内，用于加热人行天桥路面，使人行天桥路面冰雪融化。所述压电发电器1埋置于人行天桥下方行车车道8路面里，将行车荷载转化为电能。所述配电箱3将所述压电发电器1产生的电能输出分配给所述发热装置5和所述控制装置6，所述储能设备2与外部电网4相连，当所述储能设备2中电量即将耗尽时，利用所述控制装置6将所述发热装置5和所述控制装置6的电源切换为所述外部电网4；当所述储能设备2中电量达到充满电量的60％以上后，利用所述控制装置6将所述发热装置5和所述控制装置6的电源切换为所述储能设备2，所述储能设备2开始向外输出电能。
上面对本发明的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本发明的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本发明旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。
虽然通过实施方式描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。
Claims (10)
1.人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，包括压电发电器、储能设备和配电箱，所述压电发电器埋置于人行天桥下方行车车道路面里，将行车荷载转化为电能；所述储能设备储存所述压电发电器产生的电能；所述配电箱连接所述压电发电器和所述储能设备。
2.如权利要求1所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，所述压电发电器包括压电发电单元、整流电路板和外壳，所述外壳为长方体，所述外壳包括底座和顶盖，所述底座与路基接触，所述底座和所述顶盖接合形成腔室，所述腔室内侧的所述底座上设有安装槽，所述压电发电单元通过导线连接到所述整流电路板，所述压电发电单元和所述整流电路板安装在所述安装槽内。
3.如权利要求2所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，所述压电发电单元包括四块压电陶瓷片和五片电极材料，所述四块压电陶瓷片堆叠设置，所述四块压电陶瓷片之间采用并联方式连接，相邻两块所述压电陶瓷片之间分别设置一片电极材料，堆叠在两端的两块所述压电陶瓷片外侧各设置一片电极材料。
4.如权利要求2所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，所述底座和所述顶盖接合处采用防水密封胶密封。
5.如权利要求2所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，所述安装槽内壁涂有隔绝传导型隔热涂料。
6.如权利要求2所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，所述压电发电器包括八个压电发电单元，所述底座上设有四个安装槽，每两个所述压电发电单元设置在一个所述安装槽中，每个所述安装槽中设有分隔片，分隔所述安装槽中的两个所述压电发电单元。
7.如权利要求1所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，所述储能设备与外部电网相连。
8.如权利要求1所述人行天桥融雪化冰供能装置，其特征在于，十个所述压电发电器沿行车方向纵向排列并联组成一个压力发电带，相邻两个压电发电器间距为30cm，在所述人行天桥下方行车车道路面里布置至少二段所述压力发电带，相邻两段压电发电带间距为1.5m。
9.人行天桥融雪化冰系统，用于融化人行天桥路面冰雪，包括人行天桥融雪化冰供能装置、发热装置和控制装置，所述人行天桥融雪化冰供能装置包括压电发电器、储能设备和配电箱，所述压电发电器埋置于人行天桥下方行车车道路面里，将行车荷载转化为电能；所述储能设备储存所述压电发电器产生的电能；所述配电箱连接所述压电发电器和所述储能设备。
10.如权利要求9所述人行天桥融雪化冰系统，其特征在于，所述储能设备与外部电网相连。
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