专利名称：在交通系统中能够收集利用废风力发电的高效方法
技术领域：
本发明涉及能源利用技术，尤其涉及了仰式风轮发电装置及其在交通道路系统中收集利用由于车辆高速行驶造成的废风力的方法。一主要是用于照明。
背景技术：
利用太阳能发电提供道路照明的方法，已经被人们采用，其不足在于在类似于梅雨季节的时间段内(阳光不足)，将会给人们的使用带来不便。目前，取之不尽的风力能源的利用(发电)受到了广泛的重视，然而，由人为造成的风力废能源如何被收集利用的问题，尚未引起人们的关注，例如，汽车或列车(火车)高速行驶时在其旁边产生的风力(其功率并不小)废能源，尚没有解决好它的被收集利用的问题。发明目的本发明之目的就是提出一种上述问题的解决方案。为了实现上述发明目的，拟采用以下的技术将仰式风轮发电装置设置在公路或双轨轨道的中心线位置上，将常规的轴流式风力发电装置设置在公路或双轨轨道的两侧，利用高速行驶且由不同方向的开来的汽车或列车带动空气产生的断续大功率的风力来发电，再经过整流并通过蓄电池的蓄能过程，间接地为公路或双轨道系统上的信号灯或/和夜间的路灯提供持续的小功率直流电力(例如36伏)输出；所述的两侧布局的常规轴流式风力发电装置(结构简单成本低廉)中的旋转叶片所形成的正向迎风平面与汽车或列车行驶方向成大于零度且小于90度的夹角。一该夹角大小与风力发电装置的输出功率有关，通过实验可以测试出在同等条件下(指车型、车速与离开风力发电装置的平行距离均相同)获得的最大输出功率时的夹角数据。所述的交通系统中采用的如果是单轨轨道系统，则应该在该单轨轨道系统的两侧设置仰式风轮发电装置。——相反方向行驶的列车不会造成仰式风轮发电装置中风动叶片旋转方向的变化。本发明中所采用的仰式风轮发电装置的结构该仰式风轮发电装置至少由定位在地面的仰式发电机，与该仰式发电机上部垂直轴定位的至少三片垂直且均布的实施水平旋转的风动叶片所构成。一所述的风动叶片的高度大于风动叶片直线宽度的2倍(尽量减少路面宽度占用尺寸)。本发明的特点由于在公路或双轨道系统中将固定位置收集到的大功率但断续的风力进行风力发电，然后再将相对来说的该断续的大功率电力，方便地通过蓄电池转化成相对来说的小功率持续的电力，为实现对小功率的道路信号灯或/和夜间的路灯提供服务的且相当简单(可操作性很强)的技术路线创造了条件。
图1示意了仰式风轮发电装置设置在公路上的位置。图2示意了仰式风轮发电装置设置在双轨道系统中的位置。图3示意了本发明中仰式风轮发电装置的结构原理。图4示意了图1的俯视图。a :仰式发电机；b :风动叶片；c :垂直轴；d :定位底板；e :固定螺丝；2R :风轮外径:高度；1 :公路；2 :仰式风轮发电装置；3 :高速行驶的汽车；4 :中间隔离台阶(中心线位置)；5 :轨道；6 :列车(火车)；7 :常规的轴流式风力发电装置。
具体实施例方式本发明的第一个在公路I上的应用实施例(见图1):将常规的轴流式风力发电装置7 (例如取100-1000瓦的装机容量待实验后再决定其具体数据)设置在公路或双轨轨道的两侧；将仰式风轮发电装置2(例如取100-1000瓦的装机容量待实验后再决定其具体数据)设置在公路I的中间隔离台阶4上，目的是让在该中间隔离台阶4两侧不同方向上行驶的汽车3高速行驶时造成的无用风力，来驱动上述排列设置的仰式风轮发电装置2发电。本发明的第二个在双轨轨道5系统中的应用实施例(见图2):将常规的轴流式风力发电装置7设置在公路或双轨轨道的两侧；将仰式风轮发电装置2设置在双轨轨道5系统往返路线的中心线上，目的是让在上述中心线两侧不同方向上行驶的列车6高速行驶时造成的无用风力，即废风力来驱动上述排列设置的仰式风轮发电装置2发电。——从发展的情况看，双轨轨道5系统将会逐步取代目前已有的单轨轨道5系统；除了少数地段难以实现以外。图3与图4示意了本发明中采用的仰式风轮发电装置2的结构原理及其实地的设置方法，是不难理解其工作原理的只要仰式风轮发电装置2两侧有车辆在其不同的专用车道上经过，尽管行驶方向正反不同，但在任何情况下，都会驱动构成仰式风轮发电装置2上垂向均布的风动叶片b总是朝着同一个方向水平旋转，使得仰式风轮发电装置2永远处于正常的工作状态。若将仰式风轮发电装置2设置在公路I上，它的总高度取值可以略大于一般小轿车离开地面的高度。——中间隔离台阶4两侧的快车道(超车道)上小轿车的行驶数量最多。若将仰式风轮发电装置2设置在双轨轨道5系统中，它的总高度取值可以略大于一般列车6的总高度(列车6的规格，型式不多，较为单一)。仰式风轮发电装置2的风轮外径2R越大，风动叶片b的力臂就越大，它驱动仰式发电机a发电的效率就越高；目前，公路I的中间隔离台阶4宽度与双轨道5系统中双轨之间的距离大多偏小，如果实施本发明，可以通过实验(以发电功率最大为准)确定最合适的上述宽度与距离，供以后上工程时参考。本发明中采用的灯最好用节能型的发光两极管类光源来充当，可以设想，以中型车辆每小时80公里近距离的时速，瞬间(假定持续时间为O.1秒)通过风力发电装置2旁边时，造成的风力可以达到几百瓦的数量级(设置仰式风轮发电装置2的最大装机容量经过实地测试即可准确地获得)，以公路I为例
假定每辆汽车3造成的近距离的风功率达到200瓦和持续时间为I秒，那么，点亮一只I瓦的发光两极管类的光源(相当亮了)，可以持续的时间为200秒，即超过3分钟时间。一不难设想，每天12小时里，只要每6分钟在每个风力发电装置4两旁不同方向的车道上通过一部车辆，那么，就可以在设计上确保上述的一只I瓦的发光两极管类的光源就可以在每个夜晚的12小时里成为长明灯了，实际上，每6分钟经过每个风力发电装置4两旁的各种车辆远远超过一辆。显然，一旦在公路I中设置了仰式风轮发电装置2，其数量会远远多于一个，而一旦建成了公路I，每天路过一个仰式风轮发电装置2的汽车3也会远远多于一辆，……以上述方法类推的计算结果(可发出的总电量与可亮灯的总瓦数)就相当可观了。可以想象，只要设计得当，整个公路I中所需要的灯光能源，全部可以由本发明揭示的方法予以解决，而无论气候如何变化，只要公路I中有汽车3行驶， 仰式风轮发电装置2就会处于正常工作状态。在轨道5系统中的相关推算情况与在公路I中的上述情况差不多，这里就不罗列了。
权利要求
1.一种在交通系统中能够收集利用废风力发电的高效方法， 将仰式风轮发电装置(2)设置在公路(I)或双轨轨道(5)的中心线位置(4)上，将常规的轴流式风力发电装置(7)设置在公路⑴或双轨轨道(5)的两侧，利用高速行驶且由不同方向的开来的汽车(3)或列车(6)带动空气产生的断续大功率的风力来发电，再经过整流并通过蓄电池的蓄能过程，间接地为公路(I)或双轨轨道(5)系统上的信号灯或/和夜间的路灯提供持续的小功率直流电力输出； 所述的轴流式风力发电装置(7)在设置时，其中的旋转叶片所形成的正向迎风平面与汽车(3)或列车(6)行驶方向成大于零度且小于90度的夹角。
2.一种根据权利要求1所述的在交通系统中能够收集利用废风力发电的高效方法中所采用的交通系统，如果是单轨轨道(5)系统，则应该在该单轨轨道(5)系统的两侧设置仰式风轮发电装置(2)。
3.一种根据权利要求1所述的在交通系统中收集利用废风力发电的高效方法中所采用的仰式风轮发电装置， 该仰式风轮发电装置(2)至少由定位在地面的仰式发电机(a)，与该仰式发电机(a)上部垂直轴(C)定位的至少三片垂直且均布的实施水平旋转的风动叶片(b)所构成。
4.一种根据权利要求1所述的在交通系统中能够收集利用废风力发电的高效方法中所采用的仰式风轮发电装置，所述的风动叶片(b)的高度大于风动叶片(b)直线宽度的2倍。
全文摘要
一种在交通系统中能够收集利用废风力发电的高效方法，将仰式风轮发电装置(2)设置在高速公路(1)或双轨轨道(5)的中心线位置(4)上，将常规的轴流式风力发电装置(7)设置在高速公路(1)或双轨轨道(5)的两侧，利用高速行驶且由不同方向的开来的汽车(3)或列车(6)带动空气产生的断续大功率的风力来发电，再经过整流并通过蓄电池的蓄能过程，间接地为高速公路(1)或双轨轨道(5)系统上的信号灯或/和夜间的路灯提供持续的小功率直流电力输出，至少可以满足交通道路系统中的照明需求。其中的仰式风轮发电装置(2)至少由定位在地面的仰式发电机(a)，与该仰式发电机(a)上部垂直轴(c)定位的至少3片垂直且均布的实施水平旋转的风动叶片(b)所构成。
文档编号F03D3/00GK103061986SQ20111034167
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月23日 优先权日2011年10月23日
发明者梁嘉麟 申请人:梁嘉麟