[發明專利]地下軌道交通列車風力發電裝置及方法

在審

• 申請號: 201811604461.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109681384A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 于秩祥;胡穎;李國平
• 申請（專利權）人: 江蘇建筑職業技術學院
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F03D9/12;F03D9/46;F03D1/06;F03D13/20;F03D15/00;F03D7/02;F03D7/04;F03D17/00
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 張斌

1.一種地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：包括安裝在地下交通隧道內的軌道兩側的多組風力發電裝置，每組風力發電裝置包括機殼（7），機殼（7）朝向軌道的一端裝有風葉（1）和連接風葉的機頭（2），機頭（2）后部連接風葉轉軸（6），風葉轉軸（6）水平安裝在所述機殼（7）內，風葉轉軸（6）通過錐齒輪傳動副連接立式動力軸（8）；所述機殼（7）安裝在地下交通隧道內壁上留出的風葉機頭安裝空間（4），所述風葉（1）伸出所述風葉機頭安裝空間（4）外，所述機殼（7）下部裝有立式的空心支撐桿（3），空心支撐桿（3）的中下部埋入風葉機頭安裝空間（4）下方的內壁中，所述立式動力軸（8）安裝在所述空心支撐桿（3）內，立式動力軸（8）通過錐齒輪傳動副連接動力輸入軸（13），動力輸入軸（13）的輸出端連接發電機動力輸入軸（15），發電機動力輸入軸（15）將動力傳遞給發電機（16），發電機（16）通過電纜將產生的電能輸送至儲電裝置（17）儲存。

2.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：所述風葉（1）朝向地鐵駛來的方向且與鐵軌成45-70度的傾角。

3.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：所述立式動力軸（8）通過儲能傳動齒輪副（9）和傳動立軸（10）連接有儲能傳動裝置（12），儲能傳動裝置（12）整體橫向布置，所述儲能傳動裝置（12）包括臥式傳動軸（20），臥式傳動軸（20）與所述動力輸入軸（13）的高度位置對應，傳動立軸（10）的下端通過錐齒輪傳動副連接所述臥式傳動軸（20），臥式傳動軸（20）的前端連接有減速器（19）和常閉離合器（11），臥式傳動軸（20）通過若干組錐齒輪傳動副分別連接有若干組發條軸（21），每組發條軸上均裝有發條儲能裝置（23）和制動器（22），若干組發條軸（21）還通過錐齒輪傳動副共同連接一個儲能傳動軸（24），儲能傳動軸（24）通過錐齒輪傳動副連接所述動力輸入軸（13），儲能傳動軸（24）與動力輸入軸（13）之間裝有常開離合器（25）。

4.根據權利要求3所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：所述發條儲能裝置并列設置有多個。

5.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：所述風力發電裝置沿鐵軌方向每4-6米設置一個，所述風葉（1）距離鐵軌1-3米。

6.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：在地鐵每個站點附近建筑一個放置所述儲電裝置（16）的儲電房（26）。

7.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：在鐵軌兩側設置有應急供電插頭（27），應急供電插頭連接所述的儲電裝置（16）。

8.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：所述風葉（1）外部罩有鏤空的防護罩（5）。

9.根據權利要求1所述的地下軌道交通列車風力發電裝置，其特征在于：所述動力輸入軸（13）的輸出端連接有變速器（14），變速器（14）的動力輸出端連接所述發電機動力輸入軸（15）。

10.一種利用地下軌道交通列車風力進行發電的方法，其特征在于：在地下交通隧道內的軌道兩側安裝多組風力發電裝置，每組風力發電裝置包括機殼（7）和空心支撐桿（3），空心支撐桿（3）上裝有機殼（7）、風葉（1）和機頭（2），風葉（1）朝向地鐵駛來的方向且與鐵軌成45-70度的傾角，所述機殼（7）安裝在地下交通隧道內壁上留出的風葉機頭安裝空間（4），所述風葉（1）伸出所述風葉機頭安裝空間（4）外，所述機殼（7）下部裝有立式的空心支撐桿（3），空心支撐桿（3）的中下部埋入風葉機頭安裝空間（4）下方的內壁中，

機頭（2）連接風葉轉軸（6），風葉轉軸（6）通過錐齒輪傳動副連接立式動力軸（8），立式動力軸（8）通過動力輸入軸（13）和發電機動力輸入軸（15）連接發電機（16）；

當地鐵駛到并通過，其產生的高速氣流帶動風葉（1）快速旋轉，風葉（1）通過風葉轉軸（6）、立式動力軸（8）和發電機動力輸入軸（15）將動力傳遞給發電機（16）帶動發電機（16）發電，發電機（16）通過電纜將產生的電能輸送至儲電裝置（17）儲存；

同時，所述立式動力軸（8）通過儲能傳動齒輪副（9）和傳動立軸（10）連接有儲能傳動裝置（12），儲能傳動裝置（12）內有若干組發條軸（21）、發條儲能裝置（23）和制動器（22），能夠將地鐵產生的多余風能儲存在發條儲能裝置（23）內，并在動力輸入軸（13）轉速下降時將動力補充給發電裝置；

其過程為：立式動力軸（8）通過儲能傳動齒輪副（9）傳動，帶動傳動立軸（10）轉動，傳動立軸（10）通過錐齒輪副帶動臥式傳動軸（20）轉動，臥式傳動軸（20）的前端連接有減速器（19）和常閉離合器（11），臥式傳動軸（20）通過減速器（19）減速，增大扭力，通過錐齒輪帶動各級發條軸（21）轉動，直至上緊發條儲能裝置（23）內的發條，儲存機械能；其中，每個發條軸（21）上裝有制動器（22），當發條上緊或接近上緊后，通過角度傳感器或圈數計數器發訊，從而控制器控制所有制動器（22）制動，將發條軸（21）全部抱死，同時，常閉離合器（11）的傳感器發訊使得離合器斷開，發條儲能；旋轉方向的一致性可通過錐齒輪的具體設置來調整；

速度傳感器測得動力輸入軸（11）的轉速小于設定值時，控制器控制常開離合器（25）開始閉合動作，使得儲能傳動軸（24）與動力輸入軸（13）嚙合相連，同時控制器控制所有制動器（22）松開，發條軸（21）在發條的帶動下反轉，帶動儲能傳動軸（24）轉動，儲能傳動軸（24）將動力補充給動力輸入軸（13），待發條軸（21）停轉后，常開離合器（25）斷開，常閉離合器（11）閉合，進入另一個儲能循環過程。