WO2013120364A1 - 一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置 - Google Patents

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俞国勤
张宇
包海龙
刘俊标
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine

Definitions

  • Hydraulic electromagnetic power generation device for collecting idle energy of vehicle
  • the invention belongs to the field of new energy technology and relates to a hydraulic electromagnetic power generation device for collecting idle energy of a vehicle. Background technique
  • Yang Yang of Jinan, Shandong province proposed a method of generating power from a heavy-duty highway, using the vehicle's rolling pressure as a power to drive the generator to generate electricity and power the traffic light device.
  • Li Yuefu of Shaoxing, Zhejiang province proposed a crawler type.
  • the road surface power generation method uses the driving vehicle as the power-driven generator to generate electricity;
  • Yang Chengxi of Taiwan, China proposes a road power supply method, in which the power generation components expose part of the roller on the road surface, and the power generated by the roller is driven by the vehicle while driving.
  • Machine Power Generation; Cao Binggang and others from Xi'an Jiaotong University proposed a piezoelectric power generation method using road surface vibration energy.
  • the object of the present invention is to overcome the defects of the prior art and provide a hydraulic electromagnetic power generating device for collecting idle energy of a vehicle, which has the advantages of high energy conversion efficiency, fatigue resistance, long life, high reliability, low production cost and the like. .
  • a hydraulic electromagnetic power generating device for collecting idle energy of a vehicle comprising a protective cover, an concentrator, a first check valve, a second check valve, a hydraulic motor, an electromagnetic generator, an energy storage device and a pipeline, among them:
  • a fluid is stored in the concentrator, the main body is located in the foundation and the top thereof is exposed to the road surface; the protective cover covers the portion of the concentrator that protrudes from the road surface and is fixed on the road surface; the concentrator, a second one-way valve, a hydraulic motor and a first one-way valve are sequentially connected by a pipe to form a closed fluid circulation circuit;
  • the electromagnetic generator is connected to the hydraulic motor
  • the energy storage device is coupled to the electromagnetic generator.
  • the above-described hydraulic electromagnetic power generating apparatus for collecting idle kinetic energy of a vehicle, wherein the apparatus further includes a buffering device located on a pipe between the hydraulic motor and the second check valve.
  • the buffer device includes a cylinder, a piston, a return spring, and a cover, wherein:
  • the cover is fixed at a bottom end of the cylinder, and a top end of the cylinder is provided with a liquid hole communicating with the pipe between the cylinder and the hydraulic motor and the second check valve;
  • One end of the return spring is connected to the bottom surface of the piston, and the other end is connected to the top surface of the cover; the diameter of the piston is matched with the diameter of the cylinder body and can be moved up and down by the return spring in the cylinder body.
  • the joint between the piston and the cylinder is sealed with a sealing ring, which is fixed by a sealing ring
  • the plate is fixed and the sealing ring fixing plate is fixed to the piston.
  • the above-mentioned hydraulic electromagnetic power generating apparatus for collecting idle kinetic energy of a vehicle, wherein the concentrator is an elastic sac that can be deformed when pressure is generated, and returns to the original state when the pressure is removed.
  • the above-described hydraulic electromagnetic power generating apparatus for collecting idle kinetic energy of a vehicle, wherein the energy storage device is a battery.
  • the device of the invention combines the hydraulic transmission mechanism and the electromagnetic power generation method, has the advantages of high energy conversion efficiency, anti-fatigue, long life and high reliability, and can meet the deceleration brakes of highway toll stations, deceleration belts, turning places and the like. Occasionally, it effectively collects the idle kinetic energy generated by the vehicle.
  • the hydraulic electromagnetic power generation structure has the characteristics of simple structure, low production cost, good process and engineering compatibility, low destructiveness to existing roadbed pavement, and no discomfort to the vehicle, and is suitable for low-cost, high-volume integrated production.
  • the concentrator is placed under the road surface to effectively resist the erosion of rainwater, etc., to ensure the effective power generation of the structure without seriously damaging the roadbed structure, and to improve the reliability and stability of the power generation floor; It is used as an emergency power source for lighting equipment such as lighting in large parking lots and gas stations.
  • Figure 1 is a schematic view of the structure of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the cushioning device of the present invention. detailed description
  • a hydraulic electromagnetic power generating device for collecting idle energy of a vehicle according to the present invention is shown.
  • the device includes a protective cover 2 , an concentrator 4 , a first check valve 5 , and a second check valve 12 .
  • the energy storage device 7 is a battery;
  • the fluid is stored in the concentrator 4; the main body of the concentrator 4 is located in the foundation 3, the concentrator 4 protrudes from the road surface 1, and the protective cover 2 covers the convex portion of the concentrator 4 and is fixed on the road surface 1.
  • the pressure causes the fluid in the concentrator 4 to flow in the pipe 11, and a pressure difference is generated across the second check valve 12, so that the second check valve 12 is turned on.
  • the pressure motor 9 operates, the hydraulic motor 9 drives the electromagnetic generator 6 to generate electricity, and the electric energy is stored in the energy storage device 7; the fluid flowing through the hydraulic motor 9 continues to flow in the pipe 11, and flows through the first check valve 5 A pressure difference is generated at both ends of a one-way valve 5, so that the first one-way valve 5 is turned on to form a fluid passage, thereby returning the fluid to the concentrator 4 to form a circuit; in the hydraulic motor 9 and the second single A buffer device 10 is disposed on the pipe 11 between the valves 12; the energy collector 4, the first check valve 5, the hydraulic motor 9, the buffer device 10, and the second check valve 12 are both passed through The pipe 11 is connected.
  • the concentrator 4 is an elastic sac, and when the pressure is generated, the elastic sac is deformed, and the elastic sac can be restored to the original state after the pressure is removed.
  • the buffer device 10 includes the cylinder 15, the piston, the 18 return spring and the 19 cover; the cover 19 is fixed to the bottom end of the rainbow body 15 by bolts, and the through hole, that is, the liquid hole 13 at the top of the rainbow body 15, the liquid
  • the hole 13 is connected to the cylinder 15 and the pipe 11; one end of the return spring 18 is connected to the inner boss of the bottom surface of the piston 17, and the other end is connected to the boss on the top surface of the cover 19; the diameter of the piston 17 is the same as that of the cylinder 15.
  • the diameters coincide with each other and can be moved up and down in the cylinder 15 by the return spring 18; and the joint portion between the piston 17 and the cylinder 15 is sealed with a sealing ring 16 to prevent liquid leakage, and the sealing ring 16 is fixed by the sealing ring 14 fixed.
  • the buffer device 1 0 is mainly used to smooth the flow of liquid in the pipeline, so that the flow velocity of the fluid in the pipeline is stable and continuous when the traffic volume is large. Its function is to smooth the instantaneous large flow and high pressure generated in the external parts; make the external liquid flow more stable and continuous.
  • the difference from the embodiment 1 is that a plurality of concentrators 4 are laid in parallel on the road surface at regular intervals, and the liquid pressure energy can be transmitted to the electromagnetic generator through the pipes, thereby achieving continuous energy recovery.
  • Embodiment 1 The same as Embodiment 1 is different from Embodiment 1 in that there is no buffer device 10.

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Abstract

一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置，包括保护罩（2）、集能器（4）、单向阀（5，12）、液压马达（9）、电磁发电机（6）、储能装置（7）和管道（11）。为了控制管道中流体的流速，该装置还包括缓冲装置（10）。储能装置（7）为蓄电池。该装置能够用于高速公路收费站、减速带、转弯处等车辆减速刹车场合，具有结构简单、成本低、能量转换效率高的优点。

Description

一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置 技术领域
本发明属于新能源技术领域， 涉及一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁 发电装置。 背景技术
随着社会的进步， 车辆的应用越来越广泛， 尤其在北京、 上海等大城市， 人流、 车流密集， 由车辆行驶等产生的无处不在又尚未有效利用的动能更是量 大面广， 如何能将此类离散的、 闲置的动能 （以下将这种车辆行驶过程中产生 的离散的、 闲置的动能简称为闲散动能） 收集并用来实现能源的高效利用， 将 是一个全新的技术节能举措， 将为补充能源， 节能减排做出重要贡献。
公路发电方面， 山东济南的杨扬提出了一种汽车压重公路发电方法， 利用 车辆碾压力作为动力， 驱动发电机发电， 为红绿灯装置供能； 浙江绍兴的李岳 夫提出了一种具有履带式铺面的公路发电方法， 用行驶车辆作为动力驱动发电 机发电； 中国台湾的杨承喜提出了一种公路供电方法， 其发电部件突露出部分 滚轮在路面上， 通过汽车行驶时碾转滚轮的动力带动发电机发电； 西安交通大 学的曹秉刚等人提出了一种使用路面振动能量的压电发电方法， 设想利用汽车 行驶产生的振动能量通过压电材料产生电能， 用以解决山区及长途道路沿线道 路灯具铺设不便的难题； 山西阳泉的杜志刚提出了一种公路路面汽车压敏发电 及警示标志的方法， 利用线圈和磁铁组成压敏装置， 利用汽车驶过产生的压力 发电， 使警示标志发亮， 提醒来往车辆注意安全。
以上所提出仅是一些设想和方法， 在实际应用上存在多种问题， 如对路面 改造工程量大， 发电量小难以实际应用等。
在国外， 已经有一些示范点。 据悉， 以色列 Innowa t t ech科技公司于 2009 年 1月开放世界上第一条可发电的公路， 理想情况下汽车每在公路上行驶 1英 里 （ 1. 6公里）便可产生超过 640千瓦电量， 英国塞恩斯伯里超市格洛斯特分 店于 2009年 6月 14 日在店外路面嵌入"动力路板"， 成为欧洲首家利用泊车供 电的超市， 这种泊车发电新法每小时能供电 30 千瓦， 超出这家分店所有收款 台运转所需电量。
但是上述装置仍存在能量转换效率低、 成本高等缺点。
因此如何实现闲散动能能量转换装置的高效转化及低成本生产一直是本领 域技术人员致力于研究的方向之一。 。 发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于收集车辆闲散动 能的液压电磁发电装置， 不仅能量转换效率高， 而且具有抗疲劳、 长寿命、 高 可靠性、 生产成本低等优点。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 包括保护罩、 集能器、 第一单向阀、 第二单向阀、 液压马达、 电磁发电机、 储能装置和管道， 其中：
所述集能器内储存有流体， 其主体位于地基内且其顶部凸露出路面； 所述保护罩覆盖在集能器顶部凸露出路面的部分上并固定在路面上； 所述集能器、 第二单向阀、 液压马达和第一单向阀通过管道依次相连形成 一个封闭的流体循环回路；
所述电磁发电机与所述液压马达相连；
所述储能装置与所述电磁发电机相连。
上述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其中， 所述装置 还包括一緩冲装置， 该緩冲装置位于液压马达和第二单向阀之间的管道上。
所述緩冲装置包括缸体、 活塞、 复位弹簧和封盖， 其中：
所述封盖固定在缸体的底端， 缸体的顶端设有一连通该缸体与所述液压马 达和第二单向阀之间管道的液孔；
所述复位弹簧的一端连接在活塞底面上， 另一端连接在封盖的顶面上； 所述活塞的直径与缸体的直径相吻合且可在缸体内由复位弹簧作用而上 下运动， 所述活塞与缸体之间接合部分用密封圈密封， 该密封圈用密封圈固定 板固定， 且该密封圈固定板固定在活塞上。
上述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其中， 所述集能 器为当有压力产生时， 可产生变形， 当压力去除后又回复原状的弹性液囊。
上述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其中， 所述储能 装置为蓄电池。
本发明装置利用液压传动机构和电磁发电方式相结合， 不仅能量转换效率 高， 而且具有抗疲劳、 长寿命、 高可靠性等优点， 能够满足高速公路收费站、 减速带、 转弯处等车辆减速刹车场合应用， 有效收集车辆产生的闲散动能。 同 时该液压电磁发电结构具有结构简单、 生产成本低、 工艺、 工程兼容性好、 对 现有路基路面破坏性小、 不会对车辆行驶造成不适等特点， 适应低成本、 大批 量集成制作的工程化应用要求； 集能器放置在路面之下可有效抵御雨水等的侵 蚀， 在不严重破坏路基路面结构的前提下保证结构有效发电， 提高了发电地板 的可靠性和稳定性； 本发明还可用于大型停车场、 加油站等场所， 作为照明等 用电设备的应急电源。 附图说明
图 1是本发明的结构示意图；
图 2是本发明中緩冲装置的剖视图。 具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例 1
请参阅图 1 , 图中示出了本发明用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装 置， 该装置包括保护罩 2、 集能器 4、 第一单向阀 5、 第二单向阀 12、 液压马 达 9、 电磁发电机 6、 储能装置 7、 管道 11和緩冲装置 1 0; 储能装置 7为蓄电 池；
集能器 4中储存有流体； 集能器 4的主体位于地基 3内， 集能器 4凸出于 路面 1 , 保护罩 2覆盖在集能器 4的凸出部分上并固定在路面 1上； 当有车辆 碾压保护罩 2 时， 压力使集能器 4 中的流体在管道 11 中流动， 在第二单向阀 12 两端产生压强差， 从而使第二单向阀 12导通， 形成液压流体通路， 驱动液 压马达 9工作，液压马达 9带动电磁发电机 6发电， 电能储存在储能装置 7中； 流经液压马达 9的流体继续在管道 11 中流动， 在流经第一单向阀 5 时在第一 单向阀 5的两端产生压强差， 从而使第一单向阀 5导通， 形成流体通路， 从而 使流体回归到集能器 4 中， 形成一个回路； 在液压马达 9和第二单向阀 12之 间的管道 11上设置有緩冲装置 1 0; 集能器 4、 第一单向阀 5、 液压马达 9、 緩 冲装置 1 0、 第二单向阀 12之间都是通过管道 11连接。
上述的集能器 4为弹性液囊， 当有压力产生时， 该弹性液囊产生变形， 当 压力去除后该弹性液囊可回复原状。
上述的緩冲装置 1 0包括缸体 15、 17活塞、 18复位弹簧和 19封盖； 封盖 19通过螺栓固定在虹体 15的底端， 虹体 15顶端有一通孔即液孔 13 , 液孔 1 3 连通缸体 15和管道 11 ; 复位弹簧 18的一端连接在活塞 17底面的内凸台上， 另一端连接在封盖 19顶面的凸台上； 活塞 17的直径与缸体 15的直径相吻合 并可以在缸体 15内由复位弹簧 18作用而上下运动； 且活塞 17与缸体 15之间 接合部分用密封圈 16 密封以防止液体渗漏， 密封圈 16用密封圈固定板 14 固 定。
工作时， 当管道 11中的液体流量大时， 管道 11 内的液压升高， 则管道 11 内的液体通过液孔 13进入到虹体 15 内， 液体压迫活塞 17 , 活塞 17压迫复位 弹簧 18使复位弹簧 18向下运动从而带动活塞 17向下运动； 当管道 11中的液 体流量降低、 压力降低时， 复位弹簧 18靠弹力顶起活塞 17 , 从而使缸体 15内 的液体通过液孔 1 3排出緩冲装置 10 , 进入管道 11 内。
緩冲装置 1 0 主要用来平緩管道中液体的流量， 使得车流量较大时管道中 的流体流速平稳、连续。其作用是平緩外部部件内产生的瞬间大流量和高压力； 使得外部液流更稳定和连续。
实施例 2
与实施例 1 不同的地方在于将多个集能器 4 以一定间隔并联铺设在路面 上， 通过管道将液体压力能传输到电磁发电机， 从而实现能量连续回收。
实施例 3
同实施例 1 , 与实施例 1不同之处在于没有緩冲装置 10。
以上实施例仅供说明本发明之用， 而非对本发明的限制， 有关技术领域的 技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以作出各种变换或变 型， 因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴， 应由各权利要求所限 定。

Claims

1. 一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其特征在于， 该装 置包括保护罩 （2 ) 、 集能器 （4 ) 、 第一单向阀 （ 5 ) 、 第二单向阀 （ 12 ) 、 液压马达（ 9) 、 电磁发电机 （6 ) 、 储能装置 （7 ) 和管道 （11 ) , 其中： 所述集能器 （4 ) 内储存有流体， 其主体位于地基（ 3) 内且其顶部凸露出 路面 （ 1 ) ；
所述保护罩 （2 ) 覆盖在集能器 （4 ) 顶部凸露出路面 （ 1 ) 的部分上并固 定在路面 （ 1 ) 上；
所述集能器 （4 ) 、 第二单向阀 （12) 、 液压马达（9 ) 和第一单向阀 （5 ) 通过管道（ 11 )依次相连形成一个封闭的流体循环回路；
所述电磁发电机 ( 6 ) 与所述液压马达 （ 9 )相连；
所述储能装置 （ 7 ) 与所述电磁发电机 （ 6 )相连。
2. 如权利要求 1所述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其特征在于， 所述装置还包括一緩冲装置 （10) , 该緩冲装置 （10) 位于液压 马达 （9 ) 和第二单向阀 （12 ) 之间的管道上。
3. 如权利要求 2所述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其特征在于， 所述緩冲装置（ 10)包括缸体（15 )、 活塞（17 )、 复位弹簧（18) 和封盖 （19 ) , 其中：
所述封盖 （ 19 ) 固定在缸体 （15) 的底端， 缸体 （15) 的顶端设有一连通 所述液压马达（ 9 )和第二单向阀（ 12 )之间管道与所述缸体（ 15 )的液孔（ 13 )； 所述复位弹簧（ 18 ) 的一端连接在活塞（ 17)底面上， 另一端连接在封盖 ( 19 ) 的顶面上；
所述活塞（ 17 ) 的直径与缸体（ 15 ) 的直径相吻合且可在缸体 （ 15 ) 内由 复位弹簧 （18) 作用而上下运动， 所述活塞 （17) 与缸体 （15 ) 之间的接合处 设有密封圈 （16 ) , 该密封圈 （16 ) 用密封圈固定板 （14 ) 固定， 且该密封圈 固定板 （14 ) 固定在活塞 （I7) 上。
4. 如权利要求 1所述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置， 其特征在于， 所述集能器 （4 ) 为当有压力产生时， 可产生变形， 当压力去除 后又回复原状的弹性液囊。
5. 如权利要求 1所述的一种用于收集车辆闲散动能的液压电磁发电装置, 其特征在于， 所述储能装置 （7 ) 为蓄电池。
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