CN204572368U - 一种路面发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种路面发电装置。针对目前路面发电装置能量密度低、响应迟钝、存储能量小、控制器要求颇高，使系统可靠性低等问题，公开了一种路面发电装置，包括至少一个能量采集器、单向阀、蓄能器、单向调速阀、液压马达、联轴器、直流电机、油箱和充电—供电控制电路装置，所述能量采集器包括活塞、第一弹簧、圆柱缸体，活塞上部嵌套第一弹簧，下部与圆柱缸体的内壁配合，所述蓄能器包括第二弹簧、壳体、压板，第二弹簧一端固结于壳体内壁，另一端与压板连接，所述能量采集器的进口与油箱的出口由管路相连，之间设置单向阀，本实用新型，减少传动环节，提升传动效率和发电效率、实现稳定的电力生产、与传统蓄能器相比，实现低压蓄能。

Description

一种路面发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种路面发电系统，特别涉及一种路面发电装置。

背景技术

我国75％左右的国土是山地或丘陵，因此在山区的高等级公路建设中常采用隧道方案，随着国家及地方高速公路网规划的逐步实施及高速公路不断向山岭重丘区延伸，我国公路隧道数量急剧增加，隧道单洞长度不断增大，而隧道内运营设备也不断多样化、复杂化。隧道内除了基础的通风照明设备，还装备有吸音、防潮、通讯、防火、闭路电视监控及雷达测速系统等。尤其是隧道多位于山区，其电力传输损耗大，且电力成本高于平均水平。面对严峻的节能形势，明确的节能目标，隧道节能已成为低碳经济时代、新交通行业普遍关注的问题。

用于道路能量收集的系统，从已有的方案来看，可以分为两大类。第一类为机械式电磁能量收集系统，这类系统通常使用机械传动装置将车辆运动的机械能，通过发电机转换成电能。机械式电磁能量收集系统由于其机械式结构，具有机构简单、效率高、可靠性高、维护方便的特点，但同时也有体积较大、安装不便的缺点。第二类为微电子机械能量收集系统，利用微电子元件的压电效应、热电效应及其他性质，将道路交通中的机械能、势能、热能转换为电能，其具有结构小巧、成本低廉、适应性强等优点、但是也存在能量密度低、电子元件使用寿命有限等缺点。

据检索，目前已有的道路能量采集发电系统，如公开号为201420295338.X的中国专利公开了一种新型道路发电设备，包括有设置在道路上的凹槽，在凹槽内设有活动压板，在活动压板底面上设有驱动齿轮，在凹槽内设有让位槽，在让位槽内设有转动轴，在转动轴上设有转动齿轮，传动齿轮与驱动齿条相啮合，传动轴上设有驱动皮带轮，驱动皮带轮通过传动皮带与发电机的皮带轮相连接，发电机与蓄电池相连接，活动压板与凹槽之间设有复位弹簧。

其技术方案存在明显不足：1、采用皮带传动和飞轮蓄能，飞轮启动惯性大，所存储能量小，系统响应迟钝，对于连续车流量的情况十分不理想。2、该方案没有相应的单向运动机构，系统在复位时产生巨大的阻力，方案可行性大打折扣。3、机械式方案结构复杂，安装不方便，且日常使用中的防水问题十分突出。

又如公开号为201210087005.3的中国专利公开了一种道路压力发电系统，由承重机构、液压机构、控制机构和发电机构组成，该系统通过承重机构收集行驶于其上的车辆重力，将冲击压力通过液压机构传输和储存，利用控制系统操作发电机构进行工作。

该技术方案也存在明显不足：1、该方案应用液压泵、增压器、蓄能器，仅仅是简单的液压元器件的组合使用，工作时需要极高的压力，车辆行驶压过时，系统响应迟缓。2、该方案应用诸多电磁阀，对于控制器要求颇高，使系统可靠性降低。

再如公开号为201420119786.4的中国专利公开了一种道路减速带的液压发电装置，包括复位弹簧、液压活塞、液压缸体、液压储蓄器、单向阀、发电机、液压马达、管道、下托板、减速带、传动杆、上托板。

该技术方案同样存在明显不足：1、汽车碾过输入的机械能通常是波动比较大的，该方案中没有相应解决措施使得发电装置平稳持续发电。2、该技术方案提到使司机不会感到震感，而减速带的目的之一就是通过震动提醒司机减速。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种路面发电装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种路面发电装置，包括至少一个能量采集器、单向阀、蓄能器、单向调速阀、液压马达、联轴器、直流电机、油箱和充电—供电控制电路装置，其特征在于：所述能量采集器包括活塞、第一弹簧、圆柱缸体，活塞上部嵌套第一弹簧，下部与圆柱缸体的内壁配合，所述蓄能器包括第二弹簧、壳体、压板，第二弹簧一端固结于壳体内壁，另一端与压板连接，所述能量采集器的油路进口与油箱的油箱出口由管路相连，之间设置单向阀；能量采集器的油路出口与蓄能器的蓄能器进口由管路相连，之间设置单向阀；蓄能器的蓄能器出口与单向调速阀通过管路连接，单向调速阀与液压马达的液压马达进口通过管路连接，液压马达的液压马达转轴通过联轴器与直流电机的直流电机转轴固结，直流电机与充电—供电控制电路装置通过电路连接，液压马达的液压马达出口与油箱的油箱进口由管路连接，之间设置单向阀。

进一步的是，所述的能量采集器进口和能量采集器出口分别位于能量采集装置的底部两侧，成180°对称布置。

进一步的是，所述能量采集器串联于管路中，能量采集器之间设置单向阀。

进一步的是，所述的路面发电装置安装于减速带下方，能量采集器上部与减速带相连接。

进一步的是，所述充电—供电控制电路的供电端与用电设备以及蓄电池相连。

汽车行驶时，汽车车轮向下的压力，驱使能量采集器的活塞向下运动，将液体通过能量采集器出口从圆柱缸体内部排出，在单向阀的作用下，液体单向运动至下一个能量采集器的进口或者到蓄能器的进口。液体进入蓄能器以后，蓄能器的弹簧通过压板向液体加压，而液体液面上升压缩弹簧蓄能；蓄能器出口与单向调速阀相连，蓄能器达到单向调速阀设定的压力以后，液体开始以设定的固定流速从蓄能器出口流出。恒定压力和恒定流速的液体进入液压马达进口，驱动液压马达开始转动，液压马达转轴通过联轴器与直流电机转轴固定连接并同时转动，带动直流电机开始发电。液体经过液压马达后，从液压马达出口经过单向阀，向油箱进口流动，液体回到油箱，完成一个工作行程。

当汽车通过后压力消失，活塞上部嵌套的弹簧开始从压缩状态复原，推动活塞向上复位。活塞此时将液体经过上个能量采集器出口或油箱出口，从能量采集器进口吸入，完成回程复位。

系统可由多个能量采集器串联构成，每一个能量采集器的能量采集器出口与单向阀连接，经过单向阀并与下一个能量采集器的能量采集器进口相连。由于单向阀的作用，液体在能量采集器之间单向流动。

与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：

一、高效率的液体单向流动的传动装置，并实现液压马达和直流电机的单向旋转，减少传动环节，提升传动效率和发电效率。

二、液压马达流入液体的恒压恒速，实现稳定的电力生产，简化后期的电路转换，进一步提升发电效率。

三、能量采集器的活塞在能量采集器的活塞下降和上升过程中都有液体流动，保证能量的充分应用，提升发电效率。

四、重新设计的蓄能器，与传统蓄能器相比，实现低压蓄能，以及能量的线性积蓄，降低油路压力，保证可靠性，提升效率。

附图说明

图1为一种路面发电装置的一种实施例结构示图；

图2为一种路面发电装置的一种实施例工作示意图；

图3为一个能量采集器的结构示意图；

图4为一个蓄能器的结构示意图；

图5为一种路面发电装置的一种实施例的油路及电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图描述一种实施例，对本实用新型做具体的描述。

如图1，一种路面发电装置，包括第一能量采集器1a和第二能量采集器1b、单向阀2、蓄能器3、单向调速阀4、液压马达5、联轴器6、直流电机7、油箱8和充电—供电控制电路装置9，所述的路面发电装置安装于减速带11下方，能量采集器1上部与减速带11相连接，所述的这种能量采集器包括活塞12、第一弹簧13、圆柱缸体14，活塞12上部嵌套第一弹簧13，下部与圆柱缸体14的内壁配合，所述的能量采集器1油路进口15和能量采集器油路出口16分别位于这种能量采集器1的底部两侧，成180°对称布置。所述蓄能器3包括第二弹簧31、壳体32、压板33，第二弹簧31一端固结于壳体32内壁，另一端与压板33连接，所述能量采集器1的油路进口15与油箱8的油箱出口81由管路相连，之间设置单向阀2；能量采集器1的油路出口16与蓄能器3的蓄能器进口34由管路相连，之间设置单向阀2；蓄能器3的蓄能器出口35与单向调速阀4通过管路连接，单向调速阀4与液压马达5的液压马达进口52通过管路连接，液压马达5的液压马达转轴51通过联轴器6与直流电机7的直流电机转轴71固结，直流电机7与充电—供电控制电路装置9通过电路连接，液压马达5的液压马达出口53与油箱8的油箱进口82由管路连接，之间设置单向阀2。

如图1-5，当汽车行驶到减速带11上时，汽车车轮由于冲击将产生变形，并反馈给减速带11以向下的压力，驱使活塞12向下运动，将液体通过第一能量采集器1a油路出口16从圆柱缸体14内部排出，在单向阀2的作用下，液体单向运动至第二能量采集器1b的油路进口15，直至到蓄能器3的进口34。液体进入蓄能器3以后，蓄能器的第二弹簧31通过压板33向液体加压，而液体液面上升压缩第二弹簧31蓄能；蓄能器3出口35与单向调速阀4相连，蓄能器3达到单向调速阀4设定的压力以后，液体开始以设定的固定流速从蓄能器3出口35流出。恒定压力和恒定流速的液体进入液压马达5进口52，驱动液压马达5开始转动，液压马达5转轴51通过联轴器6与直流电机7转轴71固结并同时转动，带动直流电机开始发电。液体经过液压马达5后，从液压马达5出口53经过单向阀2，向油箱8进口82流动，液体回到油箱，完成一个工作行程。

当汽车驶过减速带11，减速带11上方压力消失，活塞12上部嵌套的第一弹簧13开始从压缩状态复原，推动活塞12向上复位。活塞12此时将液体经过上个能量采集器1油路出口16或油箱出口81，从能量采集器1油路进口15吸入，完成回程复位。

系统可由多个能量采集器1串联构成，每一个能量采集器1的能量采集器出口16与单向阀2连接，经过单向阀2并与下一个能量采集器1的能量采集器进口15相连。由于单向阀2的作用，液体在能量采集器1之间单向流动。

Claims (5)

1.一种路面发电装置，包括至少一个能量采集器(1)、单向阀(2)、蓄能器(3)、单向调速阀(4)、液压马达(5)、联轴器(6)、直流电机(7)、油箱(8)和充电—供电控制电路装置(9)，其特征在于：所述能量采集器(1)包括活塞(12)、第一弹簧(13)、圆柱缸体(14)，活塞(12)上部嵌套第一弹簧(13)，下部与圆柱缸体(14)的内壁配合，所述蓄能器(3)包括第二弹簧(31)、壳体(32)、压板(33)，第二弹簧(31)一端固结于壳体(32)内壁，另一端与压板(33)连接，所述能量采集器(1)的油路进口(15)与油箱(8)的油箱出口(81)由管路相连，之间设置单向阀(2)；能量采集器(1)的油路出口(16)与蓄能器(3)的蓄能器进口(34)由管路相连，之间设置单向阀(2)；蓄能器(3)的蓄能器出口(35)与单向调速阀(4)通过管路连接，单向调速阀(4)与液压马达(5)的液压马达进口(52)通过管路连接，液压马达(5)的液压马达转轴(51)通过联轴器(6)与直流电机(7)的直流电机转轴(71)固结，直流电机(7)与充电—供电控制电路装置(9)通过电路连接，液压马达(5)的液压马达出口(53)与油箱(8)的油箱进口(82)由管路连接，之间设置单向阀(2)。

2.根据权利要求1所述的一种路面发电装置，其特征在于：所述的能量采集器进口(15)和能量采集器出口(16)分别位于能量采集装置(1)的底部两侧，成180°对称布置。

3.根据权利要求1所述的一种路面发电装置，其特征在于：所述能量采集器(1)串联于管路中，能量采集器(1)之间设置单向阀(2)。

4.根据权利要求1所述的一种路面发电装置，其特征在于：所述的路面减速带发电装置安装于减速带(11)下方，能量采集器上部与减速带(11)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种路面发电装置，其特征在于：所述充电—供电控制电路(9)的供电端与用电设备(10)以及蓄电池(11)相连。