[發明專利]利用地鐵隧道風力的發電機組

無效

• 申請號: 200910049934.3
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101871427A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 曹凱夫;張緋昀
• 申請（專利權）人: 上海市楊浦高級中學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D1/00;F03D1/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 傅戈雁

技術領域

本發明涉及一種風力發電機，特別涉及一種利用地鐵隧道風力的發電機組。

背景技術

隨著工業化程度的提高，當今世界對于能源的需求量越來越大，對煤、石油、天然氣等傳統能源的開采量和消耗量日益增多。這些不可再生資源的總量是一定的，采一份就少一份，總有開采完畢的一天，人們現在迫切需要用新的能源來代替這些傳統資源。風力資源是近來使用比較多的新能源，對風力資源使用比較多的一種方式就是使用風力發電機把風能轉化為電能，比較常用的是在室外架設風機開采風能，但是該種方式受地理環境的影響比較大，而且風能采集沒有規律，只能在一定時間內采集能量進行積蓄才能使用。

近年來，我國的城市軌道建設發展的很快，就上海一地就開通了十余條地鐵。當在站臺上等候列車時我們發現，地鐵在進站時和出站時會產生巨大的風能，而且地鐵每班車次都是有規律性的，間隔一段時間就有列車進站，那么產生的風能也是呈周期性的。同時，為了乘客的安全，并降低候車室空調的損失，在軌道和候車廳之間都安裝了屏蔽門，這樣我們就想到能否利用封閉在地鐵運行軌道中的周期性風能使之轉化為電能。

中國發明專利申請公布說明書CN101334955A公布了一種風能式動畫顯示屏，該顯示屏安裝在地鐵的運行軌道中，在顯示屏的上沿和下沿裝有小型風力發電機，風力發電機各附有蓄電池，無風力時顯示器不顯示，較大風力起吹時，風力開關自動啟動，顯示器顯示。該發明已經在利用軌道中的周期性風能，并把它轉化為電能使用，但該發明沒有把地鐵里的周期性風能轉化為可連續使用的電能進行使用，同時本發明只在較大風力下風機才開始工作，風能的利用率低下。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種在地鐵隧道中把列車運行產生的周期性風能轉化為可持續使用的電能進行使用并且風能利用率高的風力發電機組。

為解決上述技術問題，所述的利用地鐵隧道風力的發電機組，包括風輪、增速器、單向器、單向蓄能緩沖同步器和多級發電機，其特征在于：所述風輪由同軸旋轉的大風輪、小風輪和位于兩個風輪之間的差速輪組成，所述差速輪的風輪軸軸端與所述增速器的低速端連接，該增速器的高速端與所述單向器相連接，該單向器依次連接所述單向蓄能緩沖同步器和多級發電機。

所述單向蓄能緩沖同步器包括接收端、釋放端和兩者之間的發條，所述發條分別與所述接收端和釋放端相連接；所述接收端與所述單向器相連接，所述釋放端與所述多級發電機相連接。

所述多級發電機與外接的負載或者蓄電池相連接。

所述風輪的風扇半徑為60厘米。

在地鐵隧道的兩邊至少安裝一對風輪。

在地鐵隧道的兩邊安裝三對風輪。

把所述風輪安裝在隧道墻壁內，所述風輪一半嵌入墻壁，一半設置在墻壁外面。

所述風輪由同軸旋轉的大風輪、小風輪和位于兩個風輪之間的差速輪組成。當直徑相同時，葉片數多的風機先轉動，基于此，在內圈小葉片之外套上大葉片，內部配以大齒輪與發電機的小齒輪，形成高齒輪比。這樣，當低風速時，大葉片相對先轉動，帶動內圈小葉片克服阻力峰值，當內圈轉速大于外圈時，無須帶動外圈葉片。這樣在地鐵經過的過程中產生的風力在比較小的范圍也能帶動風輪轉動，從而帶動發電機組工作，工作效率更高，風能利用率更高。

所述單向蓄能緩沖同步器包括接收端、釋放端和兩者之間的發條，所述發條分別與所述接收端和釋放端相連接；所述接收端與所述單向器相連接。在接收端所收集的能量可能是不連續的、不勻速的。當發條上的能量積蓄到足夠大時，發條將處于緊繃狀態，釋放端會均勻地放出能量。此時，只要在發條變松之前接收端仍有能量，釋放端放出能量就連續不斷。若某一時刻葉片停止轉動，發條上儲存的動力仍能保證釋放端的勻速轉動，達到電能均勻輸出的效果。當葉片重新開始轉動，發條將開始又一個周期的蓄能。理論上講，只要發條一次完全釋放能量的周期大于相鄰兩次地鐵經過的間隔，就能做到在運行的整個過程中能量的斷點續存。故本發明利用地鐵隧道風力的發電機組在地鐵隧道中把列車運行產生的周期性風能轉化為可持續使用的電能。

附圖說明

圖1為本發明利用地鐵隧道風力的發電機組的風輪的結構示意圖。

圖2為本發明利用地鐵隧道風力的發電機組的各個部件連接關系圖。

圖3為本發明利用地鐵隧道風力的發電機組的單向蓄能緩沖同步器的結構示意圖。

圖4為本發明利用地鐵隧道風力的發電機組的風輪在地鐵隧道中的安裝位置示意圖。

圖中：1.大風輪，2.小風輪，3.差速輪，4.單向器，5.單向蓄能緩沖同步器，6.多級發電機，7.接收端，8.發條，9.釋放端，10.隧道口，11.隧道墻壁，12.風輪。