CN109209772A - 一种地铁隧道用风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种地铁隧道用风力发电装置，包括风力组件、发电装置和电能存储装置；所述风力组件安装在隧道顶部或者两侧，通过地铁经过风力组件带动其旋转；所述风力组件与发电装置连接，用于产生电能；所述电能存储装置用于储存发电装置产生的电能。所述风力组件包括风力槽、传动装置A和传动装置B；所述传动装置B安装在转轮轴上，所述转轮轴安装在在隧道顶部或者两侧；至少两个所述传动装置B与传动装置A传动副连接；所述风力槽固定在传动装置A的外表面，通过风力槽使传动装置A与传动装置B之间传动机械能。本发明可以实现了风力发电装置的小型化，使得地铁隧道内的风能可以得到利用。

Description

一种地铁隧道用风力发电装置
技术领域
本发明涉及隧道发电领域，特别涉及一种地铁隧道用风力发电装置。
背景技术
在自然界中，风能是极其丰富的，目前，全世界的风能总量约为1300亿千瓦，其中可以利用的风能总功率在106～107兆瓦左右，这个数值是水力资源的10倍以上。因此，风能的开发利用是当前解决能源危机的重大举措。常见的风力发电就是风能利用的主要方式，它的核心是风轮机。风轮机可以分为水平轴与垂直轴两大类。
在地铁隧道内，由于地铁高速运行而产生的风能也是可以利用的风能。但是，现有风轮机的结构并不适用于有限的地铁隧道内。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种地铁隧道用风力发电装置，可以实用于狭窄的隧道内部，同时有着优秀的风能利用率，具有较高的研究价值和工程价值。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种地铁隧道用风力发电装置，包括风力组件、发电装置和电能存储装置；所述风力组件安装在隧道顶部或者两侧，通过地铁经过风力组件带动其旋转；所述风力组件与发电装置连接，用于产生电能；所述电能存储装置用于储存发电装置产生的电能。
进一步，所述风力组件包括风力槽、传动装置A和传动装置B；所述传动装置B安装在转轮轴上，所述转轮轴安装在在隧道顶部或者两侧；至少两个所述传动装置B与传动装置A传动副连接；所述风力槽固定在传动装置A的外表面，通过风力槽使传动装置A与传动装置B之间传动机械能。
进一步，所述传动装置A和传动装置B连接传动副为带传动或链传动或者，所述传动装置A与传动装置B为皮带与带轮或者链条与链轮。
进一步，所述风力槽包括支架和风力槽本体；所述支架用于连接风力槽本体与传动装置A；所述风力槽本体呈C型。
进一步，所述C型风力槽本体包括所述风力槽上缘、风力槽下缘和风力槽顶端；所述风力槽上缘与支架连接；所述风力槽下缘的顶端位于支架中心线的延长线上；所述风力槽上缘的顶端到支架中心线的距离为风力槽顶端到支架中心线距离的0.4～0.8倍。
进一步，若干所述风力槽等间距固定在传动装置A上，相邻所述风力槽的间距为风力槽上缘的顶端到风力槽顶端的水平距离的0.2～0.7倍。
进一步，所述风力槽上缘的顶端应突出隧道墙面5～30mm。
进一步，所述风力槽的长度为2～2.6m；当安装在隧道顶部时，风力槽的长度不得超过地铁车厢宽度的0.9倍；当安装在隧道两侧时，风力槽的长度不得超过地铁车厢高度的0.9倍。
进一步，所述风力槽的数量至少为12片；当风力槽的数量超过24片时，两个所述传动装置B之间增加托轮，用以降低风力槽的重量对传动装置A的负荷。
进一步，所述托轮与发电装置，用于产生电能。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的地铁隧道用风力发电装置，实现了风力发电装置的小型化，使得地铁隧道内的风能可以得到利用。
2.本发明所述的地铁隧道用风力发电装置，通过设计风力槽，可以使风能利用率高，其所利用的风能是清洁能源，满足节能环保的低碳要求。
3.本发明所述的地铁隧道用风力发电装置，结构简单，安装方便，安全可靠。
附图说明
图1为本发明所述地铁隧道用风力发电装置的原理图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为风力槽局部放大图。
图中：
1-轴承；2-风力组件；3-轴承座；4-推力轴承；5-联轴器；6-发电机；7-整流装置；8-蓄电池；201-风力槽；202-传动装置A；203-传动装置B；204-转轮轴；201a-支架；201b-风力槽上缘；201c-风力槽下缘；201d-风力槽顶端。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1和图2所示，本发明所述的地铁隧道用风力发电装置，包括风力组件2、发电装置6和电能存储装置；所述风力组件2安装在隧道顶部或者两侧，通过地铁经过风力组件2带动其旋转；所述风力组件2与发电装置6连接，用于产生电能；所述电能存储装置用于储存发电装置6产生的电能。所述风力组件2包括风力槽201、传动装置A 202和传动装置B203；所述传动装置B 203安装在转轮轴204上，所述转轮轴204安装在在隧道顶部或者两侧；至少两个所述传动装置B 203与传动装置A 202传动副连接；所述风力槽201固定在传动装置A 202的外表面，通过风力槽201使传动装置A 202与传动装置B 203之间传动机械能。转轮轴204穿过轴承座3的一端通过联轴器5与发电机6连接。发电机6通过电线依次连接了整流装置7和蓄电池8。
传动装置B 203被固定在转轮轴204的中段，固定方法为键槽连接、花键连接、过盈配合连接、焊接以及整体铸造等。转轮轴204的中段两侧分别固定有轴承1和推力轴承4，所述轴承1的外圈直接固定在混凝土墙体内的镶块中，推力轴承4固定在轴承座3上，轴承座3固定在混凝土墙体内。所述传动装置A 202和传动装置B 203连接传动副为带传动或链传动或者，所述传动装置A 202与传动装置B 203为皮带与带轮或者链条与链轮。
如图3所示，所述风力槽201包括支架201a和风力槽本体；所述支架201a用于连接风力槽本体与传动装置A 202；所述风力槽本体呈C型。C型风力槽本体的开口在传动装置A202安装方向正对地铁运行的方向，这样有利于使风力槽本体带动传动装置A 202运动。所述C型风力槽本体包括所述风力槽上缘201b、风力槽下缘201c和风力槽顶端201d；所述风力槽上缘201b与支架201a连接；所述风力槽下缘201d的顶端位于支架201a中心线的延长线上；所述风力槽上缘201b的顶端到支架201a中心线的距离为风力槽顶端201c到支架201a中心线距离的0.4～0.8倍。
若干所述风力槽201等间距固定在传动装置A 202上，相邻所述风力槽201的间距为风力槽上缘201b的顶端到风力槽顶端201d的水平距离的0.2～0.7倍。所述风力槽上缘201b的顶端应突出隧道墙面5～30mm。
所述风力槽201的长度为2～2.6m；当安装在隧道顶部时，风力槽201的长度不得超过地铁车厢宽度的0.9倍；当安装在隧道两侧时，风力槽201的长度不得超过地铁车厢高度的0.9倍。所述风力槽201的数量至少为12片；当风力槽201的数量超过24片时，两个所述传动装置B 203之间增加托轮，用以降低风力槽201的重量对传动装置A 202的负荷。所述托轮与发电装置6，用于产生电能。
工作原理为：
当地铁通过时，靠近地铁一侧的风力槽201会在巨大的风力带动下沿着列车的运行方向移动，完成风能向机械能的转化。风力槽201的移动会带动传动装置A 202开始转动。在传动装置A 202传动装置B 203的配合下，传动装置A 202的非圆形转动转化为传动装置B203的圆形转动，当传动装置B 203旋转时，固定在传动装置B 203上的转轮轴204会旋转，并带动发电机6开始旋转。发电机6将接收到的机械能转化为电能，通过电线输入到整流装置7，用于对蓄电池8的充电。托轮上也连接另一个发电装置6，用于托轮发电。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，包括风力组件(2)、发电装置(6)和电能存储装置；所述风力组件(2)安装在隧道顶部或者两侧，通过地铁经过风力组件(2)带动其旋转；所述风力组件(2)与发电装置(6)连接，用于产生电能；所述电能存储装置用于储存发电装置(6)产生的电能。
2.根据权利要求1所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述风力组件(2)包括风力槽(201)、传动装置A(202)和传动装置B(203)；所述传动装置B(203)安装在转轮轴(204)上，所述转轮轴(204)安装在在隧道顶部或者两侧；至少两个所述传动装置B(203)与传动装置A(202)传动副连接；所述风力槽(201)固定在传动装置A(202)的外表面，通过风力槽(201)使传动装置A(202)与传动装置B(203)之间传动机械能。
3.根据权利要求1所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述传动装置A(202)和传动装置B(203)连接传动副为带传动或链传动或者，所述传动装置A(202)与传动装置B(203)为皮带与带轮或者链条与链轮。
4.根据权利要求2所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述风力槽(201)包括支架(201a)和风力槽本体；所述支架(201a)用于连接风力槽本体与传动装置A(202)；所述风力槽本体呈C型。
5.根据权利要求4所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述C型风力槽本体包括所述风力槽上缘(201b)、风力槽下缘(201c)和风力槽顶端(201d)；所述风力槽上缘(201b)与支架(201a)连接；所述风力槽下缘(201d)的顶端位于支架(201a)中心线的延长线上；所述风力槽上缘(201b)的顶端到支架(201a)中心线的距离为风力槽顶端(201c)到支架(201a)中心线距离的0.4～0.8倍。
6.根据权利要求5所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，若干所述风力槽(201)等间距固定在传动装置A(202)上，相邻所述风力槽(201)的间距为风力槽上缘(201b)的顶端到风力槽顶端(201d)的水平距离的0.2～0.7倍。
7.根据权利要求5所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述风力槽上缘(201b)的顶端应突出隧道墙面5～30mm。
8.根据权利要求2所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述风力槽(201)的长度为2～2.6m；当安装在隧道顶部时，风力槽(201)的长度不得超过地铁车厢宽度的0.9倍；当安装在隧道两侧时，风力槽(201)的长度不得超过地铁车厢高度的0.9倍。
9.根据权利要求2所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述风力槽(201)的数量至少为12片；当风力槽(201)的数量超过24片时，两个所述传动装置B(203)之间增加托轮，用以降低风力槽(201)的重量对传动装置A(202)的负荷。
10.根据权利要求9所述的地铁隧道用风力发电装置，其特征在于，所述托轮与发电装置(6)，用于产生电能。
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