[实用新型]基于压电元件的桥梁振动能量收集防结冰系统

说明书

本实用新型公开了一种基于压电元件的桥梁振动能量收集防结冰系统，包括：多个建筑构件、在多个建筑构件上方的路面、位于所述路面下面的电热元件、以及设置在相邻两个建筑构件之间的振动能量收集部分；所述振动能量收集部分起到连接相邻两个建筑构件的作用；所述振动能量收集部分包括：第一悬臂梁、第二悬臂梁、连接构件、以及压电元件；在所述第一悬臂梁和第二悬臂梁上设置所述压电元件；所述连接构件设置在两个相邻的建筑构件之间，用于连接两个相邻的建筑构件上对应的悬臂梁；所述压电元件通过导线与所述电热元件相连接。本实用新型能够收集高架道路和桥梁产生的振动能量，并用于加热位于路面下面的电热元件，起到防止结冰、结霜、结露的作用。

技术领域

本实用新型涉及一种基于压电元件的桥梁振动能量收集防结冰系统，属于利用压电效应产生电能的领域。

背景技术

随着我国经济的不断发展,城市高架道路和高速公路建设的发展异常迅速。在城市高架道路和高速公路中，包含大量的桥梁结构和桥梁上路面。我国大部分地区，冬季气温较低，导致高架道路和桥梁路面极易出现结冰现象，给交通安全造成极大的隐患和危险。在我国西南的广大地区，空气湿度大，在冬季低温的条件下，高架道路和桥梁路面还容易出现结霜、结露等现象，造成路面湿滑，同样导致了交通安全的重大隐患。因此，如何在冬季低温条件下，保持路面的干燥清洁，成为了保证冬季交通安全、畅通的当务之急。

目前常用的防止路面结冰、结霜、结露的方法主要有两种：清除法和融化法。

清除法使用人工劳动力进行清除作业,适用于机械化程度不高的地区,它的特点是成本低廉,效率低下,但对一些机械难以到达的地区效果显著,目前在我国的偏远城镇使用广泛。

融化法主要包括导电混凝土、发热电缆、地热或废热融化系统等。它们都可以即时融化,但对技术、参数和使用环境要求较高,且都还未达到大规模铺设使用阶段。其中，导电混凝土电热融化的工作原理是通过在普通混凝土中添加一定含量和适当种类的导电组分材料,使混凝土变成具有良好导电性能的导电体。当其接通电源后,导电混凝土因有电流从中流过产生热量,使路面温度升高。电缆加热法是一种以电能为能量来源、以电缆为加热体的路面加热技术。其相关技术已经在北欧一些国家用于路面融雪除冰。电缆加热法是先铺设钢筋网,再将发热电缆固定在钢筋网上且需要保证发热电缆的绝缘完整才能保证加热有效性和用电安全。这两种方法均需要从电网消耗电能，且耗能量较大，不利于环保。地热或废热融化系统，地热的形式是利用浅层土壤内(5-15cm)的热能，通过热管传送到地面，或者是地下热水或蒸汽通过循环管路输送到地面对地面进行加热，这种方法使用时有地域差异性，管道铺设复杂，成本较高，高速公路等远离热源的路面无法使用。废热加热系统是指通过循环管道内的废热对地面加热，如：城市供水余热、生活废水、燃气废热等。这种方法同样需要铺设大量的管道，在远离热源的地区应用受到较大限制。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于压电元件的桥梁振动能量收集防结冰系统，能够收集高架道路和桥梁产生的振动能量，将该能量转化为电能储存起来，并用于加热位于桥梁路面下面的电热元件，从而为路面加热，起到防止结冰、结霜、结露的作用，具有无需大量消耗电网能量，以及便于铺设、适用范围广等优点。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型提供的基于压电元件的桥梁振动能量收集防结冰系统，包括：多个建筑构件、在多个建筑构件上方的路面、位于所述路面下面的电热元件、以及设置在相邻两个建筑构件之间的振动能量收集部分；所述振动能量收集部分起到连接相邻两个建筑构件的作用；所述振动能量收集部分包括：第一悬臂梁、第二悬臂梁、连接构件、以及压电元件；在所述第一悬臂梁和第二悬臂梁上设置所述压电元件；所述连接构件设置在两个相邻的建筑构件之间，用于连接两个相邻的建筑构件上对应的悬臂梁；所述压电元件通过导线与所述电热元件相连接。