[实用新型]一种隧道风力发电装置

说明书

本实用新型公开了一种隧道风力发电装置，该装置能实现对隧道中风能利用以及发电供能功能。由左右两块侧板以及上下两块护板围成框架，框架前后固定有两块风力接收罩，在护板外侧的电机和护板内侧的风力旋转器穿过护板连接，在两个风力旋转器的中间固定着导流体，在两个风力旋转器的上方各有两块压电片，分别嵌入两侧侧板中，振动薄板与四块的压电片固定连接，蓄电池和整流器位于下侧护板外部的罩壳内。发电机和压电片发出的电经整流器传输至蓄电池。本装置利用隧道风能发电，具有体积小，发电效率高等特点，特别适合在铁路隧道中使用。

技术领域

本实用新型属于发电机械装置设计制造技术领域，特别是利用隧道风能和压电振动发电的装置。

背景技术

随着地铁工程投入和运营规模的日益扩大，地铁隧道的安全养护工作愈渐受重视。在此背景下，基于无线传感器网络技术(WSN)的隧道健康监测系统得到了很好的发展。无线传感器节点的能量供应单元通常采用干电池，但由于列车运行时间长，频率高，进入隧道的时间和人员限制严格，传感器布置后，电池难于更换，且无法像外部结构一样用太阳能供电，当电量消耗殆尽，节点就失去作用，极大地限制了无线传感器网络的发展。本产品基于风致振动机理和压电效应，对地铁隧道风能进行合理再利用。通过风致振动机理，利用薄板带动压电片的振动，加大压电片在合理范围内的形变量和振动频率，提高风能的利用率，引发压电效应，实现从风能到机械能再到可利用性的电能的转换，从而达到为向无线传感器节点供电的目的。

据检索，目前已有相关地铁风力发电的技术出现，例如中国专利申请号201521016746.8 公开的“一种地铁隧道风力发电装置”，该专利所述的地铁隧道风力发电装置仅仅收集的是地铁通风口处的风能，对于地铁运行中产生的大量风能没有加以利用。再如中国专利申请 201520610494.5公开的“用于地铁隧道的风力发电系统”，该专利所述的地铁风力发电装置使用风叶作为能量收集装置，占用的空间较大，不适合在地铁隧道中使用。以上两个专利所述的地铁隧道风力发电装置不宜用于在隧道内壁收集风能。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种隧道风力发电装置，旨在能够实现对隧道内产生的风能加以收集转化和利用。

本实用新型达到其目的所采用的技术方案是，一种隧道风力发电装置，长方体形框架由左右侧板和上下护板组成；该框架的前方进风口和后方出风口上均安装有风力接收罩；该框架内左、右侧分别设有一个风力旋转器，且该风力旋转器的轴从框架下护板上的孔中穿出后与发电机的轴连接，该框架左右侧板上沿平行于上下护板方向分别以悬臂梁方式固定有压电片，位于同一高度的该两个压电片的内端上面固定有一块厚度为0.3mm的振动薄板，位于两个风力旋转器之间的框架下护板上还左右设置有形状对称的两个导流体；上述两个发电机以及两个压电片发出的电经整流器接至蓄电池；整流器和蓄电池安装在该框架下护板底面上。

所述框架左右侧板上分别固定的压电片为两个；所述振动薄板固定在四个压电片的内端上。

所述导流体为直角三棱锥形，且该直角三棱锥的斜面为迎风面。

所述导流体的直角三棱锥的迎风面为向外凸出的弧形；所述整流器和蓄电池上还设置有罩壳。

1.所述风力旋转器结构为：四块相同的弧形立板以中心对称方式在轴上，该轴经轴承可转动地安装在上、下两块圆形板面的中心位置处。

2.所述两个风力接收罩前后对称，该前风力接收罩结构为：四个内凸弧形板围合形成长方形框架，其后部风口与上述长方形框架前方进风口吻合。