CN111472858B - 一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法 - Google Patents

一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法，本发明的装置包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统，运行抽气系统为能够收集真空管道内的空气以及将收集到的空气压缩储存，通过气体管道输送给压缩空气能发电系统，压缩空气能发电系统利用压缩空气进行发电，将产生的电能通过电线输送至真空管道内设施设备辅助供电，使得运行排气车辆不必进出真空管道来排放收集到的空气，提高了综合效率，并且将收集到的压缩空气转化为电能利用，降低了综合成本；本发明装置的工作方法适用于多种真空管道交通的真空形成和维持作业，操作流程简单，实际应用效果好。

Description

一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其 工作方法
技术领域
本发明涉及真空管道交通以及空气动力应用技术领域，具体涉及一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其应用。
背景技术
1914年，俄国托木斯克理工大学(TPU)Boris Weinberg在“无阻力运行”(俄语)一书中提出真空管道交通概念。1919年，美国Robert Ballard Davy申请了专利“真空铁路”(Vacuum Railway,US1336732,May 23,1919,Patented Apr.13,1920)；1945年，美国火箭之父Robert.Hutchings Goddard去世后，他的妻子Esther Christine Kisk女士整理申请了专利“真空管道交通装置”(Apparatus for Vacuum Tube Transportation,US2488287,Oct.6,1945)和专利“真空管道交通系统”(Vacuum Tube Transportation System,US2511979,June 20,1950)。从此，确立了真空管道交通思想与概念。
1997年，美国机械工程师Daryl Oster申请了专利“真空管道交通”(EvacuatedTube Transport,US5950543)”，并在佛罗里达发起成立真空管道交通技术公司(Et3.comInc.)，开启了真空管道交通研究与开发的新时代。
真空管道交通是在地上或地下建设气密性管道，管道内铺设磁悬浮轨道，并抽成一定真空，磁悬浮车辆在其中行驶。由于同时消除了空气阻力和机械摩擦，真空管道磁浮车辆速度可以达到超音速，甚至高超音速。
真空管道的真空形成和维持是保证真空管道交通工作运行的重要环节之一，形成真空的常规方法是，利用真空泵抽出容器内的空气，降低气压。根据真空管道交通的特征，当管道内气压较低时，采用运行抽气车辆排除管道内空气，能够提高抽真空和维持真空的效率，如专利“真空管道高速交通运行抽气系统“(CN200910305962.7)、“分阶段应用真空泵与车辆运行排气为管道交通抽真空方法”(CN201610479045.0)所述。
真空管道运行车辆捕获的管道内空气经车载空气压缩机压缩后，存贮在车载压缩空气罐内。如果把运行车辆捕获的管道内空气送出主管道，直接排放到大气环境中，则会是一种资源和能量浪费。根据最新研究和行业应用经验，压缩空气是一种可有效利用的、有商业应用价值的能源，也叫压缩空气能。压缩空气能有多种应用方式，其中压缩空气能发电是一种典型的应用。
按常规设计思想，运行抽气过程中，满载压缩空气罐的车辆需要首先进入气闸站，关闭主管道侧的气闸门，再打开大气环境侧气闸门，满载压缩空气罐的车辆离开气闸站，到达开放的大气环境中，再把压缩空气罐的空气排放到大气中。然后，载有空罐的车辆通过外侧闸门进入气闸站，关闭外侧闸门，对气闸站抽真空，当气闸站内真空度跟主管道内一致时，打开内侧闸门，车辆进入主管道，进行下一次运行抽气作业。此过程中，车辆进出气闸站会增加作业时间，对气闸站抽真空还需额外消耗能量。
由此可见，目前真空管道交通的真空形成和维持作业存在着作业效率不够高、压缩空气未被利用的缺陷，如果运行抽气车辆不离开气闸站，且把压缩空气罐内的压缩空气加以利用而不是单纯的排放，那么不仅节省了运行排气车辆的运行时间，提高了运行排气车辆的作业效率，还可将压缩空气的动能得到充分利用，可一举两得，降低综合成本，提高综合效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法，该装置能够实现真空管道运行抽气车辆的高效率作业以及实现对压缩空气的充分利用，其工作方法适用于多种真空管道的真空形成和维持作业中，且能够降低作业综合成本，提高综合效率。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统；
运行抽气系统包括在真空管道内运行的运行抽气车辆，运行抽气车辆的车头前端为开设有集气孔的集气口，集气口后方依次设有空气压缩机、车载蓄电池、压缩空气罐，压缩空气罐内设有至少一个带具有气压调节功能的智能气阀的高压贮气瓶，且高压贮气瓶的气管通过三通分别与空气压缩机、排气管一端相连通，排气管的另一端设有第二智能连接法兰；
压缩空气能发电系统包括设置在真空管道外侧的压缩空气能发电机，压缩空气能发电机的叶轮室外壳壁上设有第二进气管，第二进气管与贯穿真空管道侧壁的第一进气管的一端连接，第一进气管的另一端设有能够与第二智能连接法兰感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰对接锁紧的第一智能连接法兰。
进一步的，压缩空气能发电机还设有用于输出电流的电线，电线延伸布置至第一智能连接法兰处且与第一智能连接法兰上设有的第一电缆接头相连形成电流输出端，第二智能连接法兰上还设有作为车载蓄电池充电口的第二电缆接头，第一智能连接法兰与第二智能连接法兰对接锁紧时电流输出端与第二电缆接头相连形成接通的电路。
进一步的，压缩空气能发电机外部设有用于分配电源与保护电路的配电盒，电线经过配电盒后延伸布置至第一智能连接法兰处。
进一步的，所述压缩空气罐内设有多个带智能气阀的高压贮气瓶时，各高压贮气瓶的气管与一个总气管相连通，总气管与三通相连通。
根据上述基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置的工作方法，具体步骤包括：
步骤一：选择运行抽气车辆运行的真空管道，将压缩空气能发电机设置在真空管道外侧，将第一进气管贯穿管道侧壁并与第二进气管相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆在真空管道内行驶，将真空管道内的空气通过集气口收集并通过空气压缩机压缩至高压贮气瓶内，收集空气完成后将运行抽气车辆定点停车，使第二智能连接法兰正对且靠近第一智能连接法兰，第一智能连接法兰感应到第二智能连接法兰后通过伸缩移动与第二智能连接法兰对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀，使高压气流从高压贮气瓶内依次经排气管、第一进气管、第二进气管流向压缩空气能发电机的叶轮室，驱动压缩空气能发电机工作发电，压缩空气能发电机产生的电能由电线输送至充电口，向车载蓄电池充电；
步骤四：高压贮气瓶内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池充电完毕，关闭智能气阀，第一智能连接法兰、第二智能连接法兰解锁、分离，将运行抽气车辆驶入真空管道，开始下一次运行抽气过程。
进一步的，所述真空管道为单一的主管道。
进一步的，所述真空管道为设有支线管道的主管道，支线管道为终端式，即支线管道一端与主管道连通、另一端使用终端封头封闭，或者为贯穿式，即支线管道的两端均与主管道连通，压缩空气能发电机设置在支线管道外侧且运行抽气车辆在支线管道内定点停车。
进一步的，所述真空管道内设有用于运行抽气车辆定点停车的气闸站，气闸站为由其气闸门与真空管道内壁形成的密闭空间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，通过驾驶运行抽气系统中的运行抽气车辆在真空管道内来回高速行驶收集真空管道内的空气，将收集的空气通过空气压缩机压缩后储存在压缩空气罐中，再将运行抽气车辆定点停车于真空管道内，并使其排气管与压缩空气能发电系统中压缩空气能发电机的第一进气管连通，打开气管上的智能气阀后压缩空气由压缩空气罐内流向压缩空气能发电机的叶轮室，驱动压缩空气能发电机工作发电，此时，便可将压缩空气能发电机产生的电能进行直接利用。由此可见，本发明的装置收集压缩空气后的排放无需离开真空管道，减少了作业时间，避免了进出真空管道时再次带入空气，提高了综合效率，同时，本发明的装置还将压缩空气转化为电能，可将转化后的电能直接用于周边的设备供电，实现了压缩空气的从零利用到有效利用，避免了能源的浪费，降低了综合成本。
进一步的，通过设置的电线直接将压缩空气能发电机产生的电能给运行抽气车辆车载蓄电池充电，使得运行抽气车辆不必驶出真空管道外进行蓄电池的充电，进一步提高了作业效率。
本发明装置工作方法能够适用于多种真空管道中，设置好压缩空气能发电机的位置后，即可驾驶运行抽气车辆进行收集空气并定点停车开始进行压缩空气能发电的作业，整体流程简单，且能够将收集的空气有效的转化为电能，应用效果好。
进一步的，设置气闸站实现了真空管道内部的分段密封隔离，方便操作人员的上下车，也方便相关人员快速从外部进入真空管道内进行维护作业与救援抢修。
附图说明
图1为本发明装置的真空管道交通运行抽气车辆在主管道内运行时的正视图；
图2为图1中A-A断面图；
图3为图2中B-B断面图；
图4为图2中C-C断面图；
图5为本发明装置的运行抽气车辆与真空管道交通车辆连接成组合列车时在主管道内运行时的正视图；
图6为本发明装置的运行抽气车辆在主管道内运行时的俯视图；
图7为本发明装置在设有气闸站的贯穿式支线管道中应用的平面示意图；
图8为本发明装置在设有气闸站的终端式支线管道中应用的平面示意图；
图9为本发明装置进行压缩空气能发电时的俯视图；
图10为图9中D局部放大图；
图11为本发明装置在设有气闸站的主管道内进行压缩空气能发电时的俯视图；
图12为本发明装置在一端设有终端封头的主管道内进行压缩空气能发电时的俯视图；
图13为本发明装置在未设有气闸站的终端式支线管道中应用的平面示意图；
图14为本发明装置在未设有气闸站的贯穿式支线管道中应用的平面示意图；
图15为本发明装置的运行抽气车辆及仅包含一个高压贮气瓶的压缩空气罐的示意图；
图16为图15的断面图；
图17为本发明装置的运行抽气车辆及包含多个高压贮气瓶的压缩空气罐的示意图；
图18为图17的断面图。
图中：1-真空管道；12-支线管道；13-终端封头；2-气闸站；21-气闸门；24-第一进气管；241-第一智能连接法兰；3-运行抽气车辆；311-集气口；312-集气孔；32-空气压缩机；33-压缩空气罐；331-高压贮气瓶；332-智能气阀；34-排气管；341-第二智能连接法兰；35-车载蓄电池；4-压缩空气能发电机；41-叶轮室；42-第二进气管；43-电线；44-配电盒；5-真空管道交通车辆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
如图1～图4所示，本发明的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统。
运行抽气系统包括运行抽气车辆3，运行抽气车辆3的车头前端为开设有集气孔312的集气口311，集气口311后方依次设有空气压缩机32、车载蓄电池35、压缩空气罐33，压缩空气罐33的气管上带有如图10所示的具备气压调节功能的智能气阀332，如图15～16所示，压缩空气罐33内设有一个高压贮气瓶331，且高压贮气瓶331的气管通过三通分别与空气压缩机32、排气管34一端相连通，排气管34的另一端设有第二智能连接法兰341；
压缩空气能发电系统包括压缩空气能发电机4，压缩空气能发电机4的叶轮室41外壳壁上设有第二进气管42，第二进气管42与第一进气管24的一端连接，第一进气管24的另一端设有第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241能够与第二智能连接法兰341感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，压缩空气能发电机4还设有用于输出电流的电线43，电线43延伸布置至第一智能连接法兰241处且与第一智能连接法兰241上设有的第一电缆接头相连形成电流输出端，第二智能连接法兰341上还设有作为车载蓄电池35充电口的第二电缆接头，第一智能连接法兰241与第二智能连接法兰341对接锁紧时电流输出端与第二电缆接头相连形成接通的电路。为对压缩空气能发电机4输出的电能进行调节与监控，保证电路的安全，在压缩空气能发电机4的外部还设有配电盒44，电线43经过配电盒44后延伸布置至第一智能连接法兰241处。
实施例2
如图1～图4所示，本发明的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统。
运行抽气系统包括运行抽气车辆3，运行抽气车辆3的车头前端为开设有集气孔312的集气口311，集气口311后方依次设有空气压缩机32、车载蓄电池35、压缩空气罐33，压缩空气罐33的气管上带有如图10所示的具备气压调节功能的智能气阀332，如图17～18所示，压缩空气罐33内设有多个高压贮气瓶331，本实施例选择设置为19个高压贮气瓶331，各高压贮气瓶331的气管与一个总气管相连通，总气管通过三通分别与空气压缩机32、排气管34一端相连通，排气管34的另一端设有第二智能连接法兰341；
压缩空气能发电系统包括压缩空气能发电机4，压缩空气能发电机4的叶轮室41外壳壁上设有第二进气管42，第二进气管42与第一进气管24的一端连接，第一进气管24的另一端设有第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241能够与第二智能连接法兰341感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，压缩空气能发电机4还设有用于输出电流的电线43，电线43延伸布置至第一智能连接法兰241处且与第一智能连接法兰241上设有的第一电缆接头相连形成电流输出端，第二智能连接法兰341上还设有作为车载蓄电池35充电口的第二电缆接头，第一智能连接法兰241与第二智能连接法兰341对接锁紧时电流输出端与第二电缆接头相连形成接通的电路。为对压缩空气能发电机4输出的电能进行调节与监控，保证电路的安全，在压缩空气能发电机4的外部还设有配电盒44，电线43经过配电盒44后延伸布置至第一智能连接法兰241处。
实施例3
如图7所示，将实施例1中的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置应用在设有气闸站2的贯穿式支线管道12中，工作方法具体步骤如下：
步骤一：选择带有贯穿式支线管道12的主管道1，即支线管道12的两端均与主管道1连通，将气闸站2设置在支线管道12内，将压缩空气能发电机4、配电盒44设置在气闸站2外侧，将第一进气管24贯穿气闸站2管道侧壁并与压缩空气能发电机4的第二进气管42相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆3在主管道1内行驶，将主管道1内的空气通过集气口311收集并通过空气压缩机32压缩至高压贮气瓶331内，收集空气完成后将运行抽气车辆3定点停车至气闸站2内，使第二智能连接法兰341正对且靠近第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241感应到第二智能连接法兰341后通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀332，使高压气流从高压贮气瓶331内依次经排气管34、第一进气管24、第二进气管42流向压缩空气能发电机4的叶轮室41，驱动压缩空气能发电机4工作发电，压缩空气能发电机4产生的电能由电线43输送至充电口，向车载蓄电池35充电；
步骤四：高压贮气瓶331内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池35充电完毕，关闭智能气阀332，第一智能连接法兰241、第二智能连接法兰341解锁、分离，将运行抽气车辆3驶入主管道1，开始下一次运行抽气过程。
实施例4
如图8所示，将实施例2中的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置应用在设有气闸站2的终端式支线管道12中，工作方法具体步骤如下：
步骤一：选择带有终端式支线管道12的主管道1，即支线管道12一端与主管道1连通、另一端使用终端封头13封闭，将气闸站2设置在支线管道12内，将压缩空气能发电机4、配电盒44设置在气闸站2外侧，将第一进气管24贯穿气闸站2管道侧壁并与压缩空气能发电机4的第二进气管42相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆3在主管道1内行驶，将主管道1内的空气通过集气口311收集并通过空气压缩机32压缩至高压贮气瓶331内，收集空气完成后将运行抽气车辆3定点停车至气闸站2内，使第二智能连接法兰341正对且靠近第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241感应到第二智能连接法兰341后通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀332，使高压气流从高压贮气瓶331内依次经排气管34、第一进气管24、第二进气管42流向压缩空气能发电机4的叶轮室41，驱动压缩空气能发电机4工作发电，压缩空气能发电机4产生的电能由电线43输送至充电口，向车载蓄电池35充电；
步骤四：高压贮气瓶331内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池35充电完毕，关闭智能气阀332，第一智能连接法兰241、第二智能连接法兰341解锁、分离，将运行抽气车辆3驶入主管道1，开始下一次运行抽气过程。
实施例5
如图11所示，将实施例2中的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置应用在设有气闸站2的主管道1中，工作方法具体步骤如下：
步骤一：选择主管道1，将气闸站2设置在主管道1中内，将压缩空气能发电机4、配电盒44设置在气闸站2外侧，将第一进气管24贯穿气闸站2管道侧壁并与压缩空气能发电机4的第二进气管42相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆3在主管道1内行驶，将主管道1内的空气通过集气口311收集并通过空气压缩机32压缩至高压贮气瓶331内，收集空气完成后将运行抽气车辆3定点停车至气闸站2内，使第二智能连接法兰341正对且靠近第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241感应到第二智能连接法兰341后通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀332，使高压气流从高压贮气瓶331内依次经排气管34、第一进气管24、第二进气管42流向压缩空气能发电机4的叶轮室41，驱动压缩空气能发电机4工作发电，压缩空气能发电机4产生的电能由电线43输送至充电口，向车载蓄电池35充电；
步骤四：高压贮气瓶331内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池35充电完毕，关闭智能气阀332，第一智能连接法兰241、第二智能连接法兰341解锁、分离，将运行抽气车辆3驶入主管道1，开始下一次运行抽气过程。
实施例6
如图12所示，将实施例2中的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置应用在一端设有终端封头13的主管道1中，工作方法具体步骤如下：
步骤一：选择一端设有终端封头13的主管道1，将压缩空气能发电机4、配电盒44设置在主管道1外侧，将第一进气管24贯穿主管道1管道侧壁并与压缩空气能发电机4的第二进气管42相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆3在主管道1内行驶，将主管道1内的空气通过集气口311收集并通过空气压缩机32压缩至高压贮气瓶331内，收集空气完成后将运行抽气车辆3定点停车，使第二智能连接法兰341正对且靠近第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241感应到第二智能连接法兰341后通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀332，使高压气流从高压贮气瓶331内依次经排气管34、第一进气管24、第二进气管42流向压缩空气能发电机4的叶轮室41，驱动压缩空气能发电机4工作发电，压缩空气能发电机4产生的电能由电线43输送至充电口，向车载蓄电池35充电；
步骤四：高压贮气瓶331内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池35充电完毕，关闭智能气阀332，第一智能连接法兰241、第二智能连接法兰341解锁、分离，继续驾驶运行抽气车辆3在主管道1内运行，开始下一次运行抽气过程。
实施例7
如图13所示，将实施例2中的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置应用在未设有气闸站的终端式支线管道12中，工作方法具体步骤如下：
步骤一：选择带有终端式支线管道12的主管道1，即支线管道12一端与主管道1连通、另一端使用终端封头13封闭，将压缩空气能发电机4、配电盒44设置在支线管道12外侧，将第一进气管24贯穿支线管道12管道侧壁并与压缩空气能发电机4的第二进气管42相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆3在主管道1内行驶，将主管道1内的空气通过集气口311收集并通过空气压缩机32压缩至高压贮气瓶331内，收集空气完成后将运行抽气车辆3定点停车至支线管道12内，使第二智能连接法兰341正对且靠近第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241感应到第二智能连接法兰341后通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀332，使高压气流从高压贮气瓶331内依次经排气管34、第一进气管24、第二进气管42流向压缩空气能发电机4的叶轮室41，驱动压缩空气能发电机4工作发电，压缩空气能发电机4产生的电能由电线43输送至充电口，向车载蓄电池35充电；
步骤四：高压贮气瓶331内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池35充电完毕，关闭智能气阀332，第一智能连接法兰241、第二智能连接法兰341解锁、分离，将运行抽气车辆3驶入主管道1，开始下一次运行抽气过程。
实施例8
如图14所示，将实施例2中的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置应用在未设有气闸站的贯穿式支线管道12中，工作方法具体步骤如下：
步骤一：选择带有贯穿式支线管道12的主管道1，即支线管道12的两端均与主管道1连通，将压缩空气能发电机4、配电盒44设置在支线管道12外侧，将第一进气管24贯穿支线管道12管道侧壁并与压缩空气能发电机4的第二进气管42相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆3在主管道1内行驶，将主管道1内的空气通过集气口311收集并通过空气压缩机32压缩至高压贮气瓶331内，收集空气完成后将运行抽气车辆3定点停车至支线管道12内，使第二智能连接法兰341正对且靠近第一智能连接法兰241，第一智能连接法兰241感应到第二智能连接法兰341后通过伸缩移动与第二智能连接法兰341对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀332，使高压气流从高压贮气瓶331内依次经排气管34、第一进气管24、第二进气管42流向压缩空气能发电机4的叶轮室41，驱动压缩空气能发电机4工作发电，压缩空气能发电机4产生的电能由电线43输送至充电口，向车载蓄电池35充电；
步骤四：高压贮气瓶331内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池35充电完毕，关闭智能气阀332，第一智能连接法兰241、第二智能连接法兰341解锁、分离，将运行抽气车辆3驶入主管道1，开始下一次运行抽气过程。
本发明所述的智能气阀332可以是现有技术中常用的电磁阀、电动阀等。第一智能连接法兰241与第二智能连接法兰341之间的对接锁紧，跟宇宙飞船、空间站的自动对接与锁紧相同，也类似于飞机空中加油的输油管对接，而且本发明中的第一智能连接法兰241处于静止状态，所以对接会更容易实现。
如图5所示，本发明的装置在实际应用时，运行抽气车辆3还可以牵引着真空管道交通车辆5一起运行。

Claims (8)

1.一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统；
运行抽气系统包括在真空管道内运行的运行抽气车辆(3)，运行抽气辆(3)的车头前端为开设有集气孔(312)的集气口(311)，集气口(311)后方依次设有空气压缩机(32)、车载蓄电池(35)、压缩空气罐(33)，压缩空气罐(33)内设有至少一个带具有气压调节功能的智能气阀(332)的高压贮气瓶(331)，且高压贮气瓶(331)的气管通过三通分别与空气压缩机(32)、排气管(34)一端相连通，排气管(34)的另一端设有第二智能连接法兰(341)；
压缩空气能发电系统包括设置在真空管道外侧的压缩空气能发电机(4)，压缩空气能发电机(4)的叶轮室(41)外壳壁上设有第二进气管(42)，第二进气管(42)与贯穿真空管道侧壁的第一进气管(24)的一端连接，第一进气管(24)的另一端设有能够与第二智能连接法兰(341)感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰(341)对接锁紧的第一智能连接法兰(241)。
2.根据权利要求1所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：压缩空气能发电机(4)设有用于输出电流的电线(43)，电线(43)延伸布置至第一智能连接法兰(241)处且与第一智能连接法兰(241)上设有的第一电缆接头相连形成电流输出端，第二智能连接法兰(341)上还设有作为车载蓄电池(35)充电口的第二电缆接头，第一智能连接法兰(241)与第二智能连接法兰(341)对接锁紧时电流输出端与第二电缆接头相连形成接通的电路。
3.根据权利要求2所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：所述压缩空气能发电机(4)外部设有用于分配电源与保护电路的配电盒(44)，电线(43)经过配电盒(44)后延伸布置至第一智能连接法兰(241)处。
4.根据权利要求1或者2所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：所述压缩空气罐(33)内设有多个带智能气阀(332)的高压贮气瓶(331)时，各高压贮气瓶(331)的气管与一个总气管相连通，总气管与三通相连通。
5.根据上述任意一项基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置的工作方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤一：选择运行抽气车辆(3)运行的真空管道，将压缩空气能发电机(4)设置在真空管道外侧，将第一进气管(24)贯穿管道侧壁并与第二进气管(42)相连通；
步骤二：开动运行抽气车辆(3)在真空管道内行驶，将真空管道内的空气通过集气口(311)收集并通过空气压缩机(32)压缩至高压贮气瓶(331)内，收集空气完成后将运行抽气车辆(3)定点停车，使第二智能连接法兰(341)正对且靠近第一智能连接法兰(241)，第一智能连接法兰(241)感应到第二智能连接法兰(341)后通过伸缩移动与第二智能连接法兰(341)对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；
步骤三：打开智能气阀(332)，使高压气流从高压贮气瓶(331)内依次经排气管(34)、第一进气管(24)、第二进气管(42)流向压缩空气能发电机(4)的叶轮室(41)，驱动压缩空气能发电机(4)工作发电，压缩空气能发电机(4)产生的电能由电线(43)输送至充电口，向车载蓄电池(35)充电；
步骤四：高压贮气瓶(331)内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池(35)充电完毕，关闭智能气阀(332)，第一智能连接法兰(241)、第二智能连接法兰(341)解锁、分离，将运行抽气车辆(3)驶入真空管道，开始下一次运行抽气过程。
6.根据权利要求5所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置的工作方法，其特征在于：所述真空管道为单一的主管道(1)。
7.根据权利要求5所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置的工作方法，其特征在于：所述真空管道为设有支线管道(12)的主管道(1)，支线管道(12)为终端式，即支线管道(12)一端与主管道(1)连通、另一端使用终端封头(13)封闭，或者为贯穿式，即支线管道(12)的两端均与主管道(1)连通，压缩空气能发电机(4)设置在支线管道(12)外侧且运行抽气车辆(3)在支线管道(12)内定点停车。
8.根据权利要求5～7任意一项所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置的工作方法，其特征在于：所述真空管道内设有用于运行抽气车辆(3)定点停车的气闸站(2)，气闸站(2)为由其气闸门(21)与真空管道内壁形成的密闭空间。
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