专利名称：一种隧道风力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种利用高速行驶的地铁或火车在
隧道中产生的非自然风能进行发电的风力发电装置。
背景技术：
近年来，全国大城市地铁和铁路网络已经越来越成熟。据资料显示地铁最高车速 约70公里，引起的风速大约是5-7m/s，最高风速可达到15m/s，北京、广州等大城市的地铁 线路都有近十条，而且每隔3分钟便有一班，有效风速持续约30秒左右；时速200公里的 "子弹头"列车经过时，掀起的风速高达20米/秒，相当于7—8级大风，广州深圳200公里 左右，每30分钟开出一列；此外， 一般垂直轴式小型风力发电机的启动风速在2-4米/秒左 右。这些数据实际证明了车流的稳定性，就等于非自然风能资源获取利用的稳定性，同时也 证明了利用高速行驶地铁或火车引起的非自然风能足以驱动风力发电机进行发电。 鉴于此，本实用新型公开了一种利用高速行驶的地铁或火车在隧道中引起的非自 然风能来驱动风力发电装置发电，让地铁或火车隧道成为一个巨大的地下风力发电厂。本 实用新型具有环保、节能、结构简单、成本低、便于维护等优点，便于向隧道中的用电设备进 行供电。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种利用高速行驶的地铁或火车在隧道中引起的非自 然风能来驱动风力发电机发电，存储并向隧道中的用电设施供电。 为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下 —种隧道风力发电装置包括上下发电机、叶轮、支撑架、蓄电池和风力发电机控制 器。其中发电机采用永磁发电机，发电机可设计成内转电枢式也可设计成外转磁极式，上下 发电机用支撑杆连接；整个叶轮设计成桶形，叶片设计成升力型桨叶，叶片设计成圆弧形， 圆弧的曲率与隧道壁的曲率相近；整个风力发电装置用固定支架固定在隧道壁上；风力发 电机控制器以及蓄电池采用分段集中安装放置在站台或者隧道口附近；风力发电机输出的 电能经过风力发电机控制器整流、稳压后向蓄电池充电；并由蓄电池直接向隧道中的用电 设施进行供电。 采用本实用新型，具有如下有益效果和利用前景 1、本实用新型属于非自然风能的利用，绝对绿色环保，适当可以解决当今能源紧 缺问题； 2、本实用新型将风力发电装置安装在地铁或火车隧道壁上，利用高速行驶地铁或 火车引起的风能来驱动风力发电装置进行发电，并向隧道中的用电设施进行供电； 3、本实用新型中采用上下双发电机，提高单位面积风能转化为电能的效率； [(Km] 4、本实用新型中的风力发电装置设计成升力型风力发电机，相比较阻力型风力发 电机具有风能转化效率高的特点；[0012] 5、本实用新型结构简单，成本低，便于维护等优点； 6、本实用新型非常适合解决隧道中的用电设备(如照明灯、电子广告牌、交通警 示灯等)的用电问题，可以说这是一种"自给自足"的风力发电系统； 7、本实用新型可用于将风力发电机组发的电能直接接入当地电网，并向用户供 电。
为了更能具体、详细阐明本实用新型思路，列出了如下几个附图并加以说明。
图1是本实用新型提供的风力发电装置在隧道中应用示意图； 图2是本实用新型提供的隧道风力发电装置结构示意图； 图3是本实用新型提供的隧道风力发电装置中单个叶片结构示意图； 图4是本实用新型提供的隧道风力发电装置剖视图。
具体实施方式本实用新型的原理、特征以及优点将结合下面的实施实例和附图给以充分说明。 如图l，该图所示的本实用新型中应用的风力发电装置在隧道中应用示意图。一 般隧道中均有一条维修通道，或在右侧或在左侧，本例将维修通道假设在隧道右侧103，该 侧103壁上不安装风力发电装置，以免造成对维修工作人员的通行阻塞。将隧道风力发电 装置100安装在地铁或者铁道隧道左壁104上，每隔5米安装一个，要求风力发电装置叶轮 最大旋转直径必须小于地铁(或火车)101车身左面到隧道左壁104的最大宽度，以确保地 铁(或火车)101的畅通和安全。 将每个风力发装置的风力发电机控制器(图中未画出)和蓄电池(图中未画出) 采用分段集中安装放置。例如，地铁隧道站与站之间安装的每个风力发电装置的控制器和 蓄电池都集中起来安装在站台附近电气小间，这样便于调试和维护。 当地铁(或火车)101沿着铁轨102高速行驶经过隧道风力发电装置100时，引起 的风能便驱动隧道风力发电装置100进行发电，并将电能经过风力发电机控制器整流、稳 压后向蓄电池充电，最终由蓄电池向隧道中的用电设施进行供电。 图2所示的是本实用新型中的隧道风力发电装置结构示意图。如图所示，隧道风 力发电装置100由上下发电机200、五个叶片201、五根支撑杆204、固定支架202和传输电 缆203组成。 隧道风力发电装置100采用上下两个发电机200以提高单位面积风能转化为电能 的效率，上下发电机200采用小功率永磁发电机，发电机可设计成内转电枢式也可设计成 外转磁极式，上下发电机200用五根支撑杆204连接；五个叶片201均匀地固定在旋转轮 (未画出)上，整个叶轮设计成桶形，叶片201设计成升力型桨叶，叶片201设计成圆弧形， 圆弧的曲率与隧道壁的曲率相近；并用固定支架202将发电机、叶片的连接体垂直固定在 隧道左壁104上，传输电缆203是用来将发电机发出的电能传输到风力发电机控制器上。 图3所示的是隧道风力发电装置中单个叶片外形示意图。从该图中可看出隧道风 力发电装置100中单个叶片300的外形，成圆弧形，要求圆弧的曲率与隧道壁的曲率相近。 图4所示的隧道风力发电装置剖视图。其中包括叶片400、发电机401和支撑杆
4402。从该示意图可看出，隧道风力发电装置100中的五根支撑杆402均匀的固定在发电机 上，以达到连接支撑上下发电机的目的；同时，从图中也可以看出叶片400的截面视图，成 升力型叶片，以提高风力发电机的发电效率。 上述四五幅附图的说明对本实用新型体现出了一个较详细的实施方法和原理，是 提供给风力发电行业内人员来实现或适用本实用新型的，熟悉本领域的人员可以在不脱离 本实用新型的实用新型思想前提下，对上述实施实例做出一些修改或变化，因而本实用新 型的保护范围并不被上述实施实例所限制，而应当是符合权力要求书提到的创新性特征的 最大范围。
权利要求一种隧道风力发电装置，用于将隧道中由高速行驶的地铁或火车引起的风能转化为电能，其特征在于，包括上下发电机、叶轮、支撑架、蓄电池和风力发电机控制器；所述的上下发电机由支撑杆连接，所述的叶轮为桶形结构。
2. 如权利要求1所述的隧道风力发电装置，其特征在于，所述的上下发电机为永磁发 电机。
3. 如权利要求1或2所述的隧道风力发电装置，其特征在于，所述的叶片为升力型叶 片；叶片呈圆弧形，圆弧的曲率与隧道壁的曲率相近。
4. 如权利要求1所述的隧道风力发电装置，其特征在于，所述的风力发电装置用固定 支架固定在隧道壁上。
5. 如权利要求1所述的隧道风力发电装置，其特征在于，所述的风力发电机控制器与 所述的蓄电池连接，所述的发电机输出的电能经过风力发电机控制器整流、稳压后向蓄电 池充电，并由蓄电池向隧道中的用电设施进行供电。
6. 如权利要求1或5所述的隧道风力发电装置，其特征在于，所述的风力发电机控制器 以及蓄电池采用分段集中放置的方法安装在站台电气间或者隧道口附近。
专利摘要本实用新型公开了一种隧道风力发电装置。该装置是利用高速行驶的地铁或火车产生的非自然风能来驱动风力发电装置进行发电。一种隧道风力发电装置包括发电机、叶轮、控制器、蓄电池及固定支架。其中发电机采用小功率永磁发电机，叶轮设计成桶形升力型。一种隧道风力发电装置垂直地安装在隧道壁上，如地铁隧道、火车隧道以及高速公路隧道等。本实用新型具有环保、节能、结构简单、成本低、便于维护等优点，便于向隧道中的用电设备进行供电。
文档编号F03D7/06GK201531372SQ20092019517
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者寇晓霞, 张红涛 申请人:张红涛