专利名称：利用列车的抽吸效应进行发电的装置及其使用方法
技术领域：
本发明属于发电领域，特别涉及一种利用自然能源进行发电的装置。
背景技术：
高速铁路的两旁，通常建有护栏，用来防止路人盲目进入轨道而被瞬间即至高速列车所伤害。建立护栏的另一个目的是高速列车快速通过时所产生的高速气流，会对铁路两旁的人或物产生抽吸效应，如果人或物过分接近高速行驶的列车，就具有被吸向列车的危险。这个现象可以根据伯努利原理解释，流速越快，压强越低，因此靠近列车的人或物会被从高压区推向(吸向)低压区。普通列车的车速也会产生这样的抽吸效应，只不过抽吸力相比高速列车要小一些，比如，在客运列车进站台时，旅客必须站在警示线以外，以免被进站台的列车吸引过去。
发明内容
本发明的目的是提供这样一种装置将上述列车行驶时所产生的抽吸效应的不利一面，转化成一种可发电的能量。本发明主要方案是从改进铁路沿线的多个护栏着手的，使护栏在列车通过时，得到抽吸力而摆动，摆动力驱动液压马达带动发电机进行发电。本发明具体是这样实现的该装置包括
多个护栏单元、液压马达及发电机、第三管道、储液箱；
其中，液压马达、第三管道、储液箱顺序连接构成主液路；所述液压马达还与发电机相连接；
其中，每个护栏单元包括面板、摇摆筒、圆筒、第一管道、蓄能器、第二管道和第四管道；所述面板的下部与摇摆筒固连，摇摆筒套在所述圆筒上，使面板和摇摆筒能绕圆筒的轴线摆动；摇摆筒内设有多个齿槽，圆筒上设有多个齿牙，齿槽和齿牙构成空腔；所述圆筒的两端分别与第一管道和第四管道固连；第一管道和第四管道分别通过圆筒两端的第一液孔和第二液孔与所述空腔相通，构成第一分液路；每个护栏单元中的蓄能器和第二管道连接，构成第二分液路；所述第二管道与主液路中的液压马达连接，第四管道与主液路中的储液箱连接；
第一分液路、第二分液路、主液路顺序连接构成回路；所述构成回路的零部件中设置液
体；
所述摇摆筒下部设有平衡重块；
所述第一管道中设有第一单向阀，第四管道中设有第二单向阀；
所述蓄能器、液压马达、储液箱、第四管道、圆筒从高到低顺序设置；
使用上述装置的方法当列车经过每一个护栏单元时，列车与护栏单元中的面板之间的气流加快，压强降低，产生抽吸力，使面板和摇摆筒绕圆筒的轴线向列车摆动，空腔逐渐缩小，空腔中的液体受压从圆筒一端的第一液孔喷出，推开第一单向阀，从第一管道进入蓄能器，将蓄能器中的柱塞向上推动；柱塞上行途中，露出第二管道的管口 ；第一管道中的一部分液体继续将柱塞向上推动，另一部分液体进入第二管道，驱动液压马达，并带动发电机发电；多个护栏单元的空腔中的液体均如此将本护栏单元中的柱塞向上推动以及驱动液压马达带动发电机发电；从液压马达流出的液体通过第三管道进入储液箱和第四管道；
当列车离开护栏单元的面板时，抽吸力消失，第一管道中的液体停止进入蓄能器；多个护栏单元的蓄能器中的液体，分别在柱塞的重力压力下持续将蓄能器中的液体通过第二管道，共同压入液压马达，并驱动液压马达带动发电机发电；
摇摆筒下部的平衡重块的重力使面板和摇摆筒恢复到垂直位置，以备下一次被抽吸力吸引而摆动；
空腔也恢复到初始的最大状态，储液箱中的液体经第四管道推开第二单向阀，从圆筒一端的第二液孔进入到空腔中；
直到蓄能器中能被柱塞压出的液体全部压出；发电机停止发电；
当下一趟列车通过时，重复上述步骤进行发电。本发明的特点和有益效果是
将上述高速列车行驶时所产生的抽吸效应的不利一面，转化成一种可发电的能量。利用自然能源进行发电，没有污染环境的负面影响。
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图
图1是本发明的示意图。
2是图1的使用状态图。
3是图2中的A部放大图。
4是本发明的护栏单元中的面板、摇摆筒和圆筒组合的立体示意图。5是图4的分解图。
6是本发明总体俯视示意图。
7是本发明的单个护栏单元的局部俯视图。
8是本发明中单个护栏单元与主液路连接的正视示意图。
9是分液路中的蓄能器运行状态I。
10是分液路中的蓄能器运行状态2。
11是分液路中的蓄能器运行状态3。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明
本发明主要从改进铁路沿线的多个护栏着手的，使其在高速列车通过时，得到抽吸力而摆动，以此获得动能进行发电。现有的护栏基本上是铁丝网或栏栅形。为了在高速列车通过时，使本发明获得尽可能大的压力，本发明护栏单元的上部是整块不透风的面板20。如果为了可以观察到铁路上的状况，面板可以是透明材料制成；如果是用不透明的材料制作，则可在面板20上设有多个观察窗28 (如图4所示)，不过观察窗越小，面板20获得气流压力则越大，发电的效能则更高。参见图6至图8，本发明的装置主要包括多个护栏单元4、液压马达5及发电机6、第三管道43、储液箱7 ;本实施例以三个护栏单元为例(见图6)。其中，液压马达5、第三管道43、储液箱7顺序连接构成主液路；液压马达还与发电机6连接,带动发电机6发电。其中，每个护栏单元4包括面板20、摇摆筒2、圆筒3、第一管道41、蓄能器1、第二管道42和第四管道44 ;面板20的下部与摇摆筒2固连，摇摆筒2套在所述圆筒3上，当面板20受到列车的抽吸力后，面板20和摇摆筒2能绕圆筒3的轴线摆动(见图3，圆筒3是固定不动的)。圆筒3的两端分别与第一管道41和第四管道44固连(参见图7，所述管道是与地面固定的)。摇摆筒2内设有多个齿槽21，圆筒3上设有多个齿牙31，齿槽21和齿牙31构成空腔9 ；
参见图7，第一管道41和第四管道44分别通过圆筒3两端的第一液孔93和第二液孔94与空腔9相通，构成第一分液路；
参见图8，每个护栏单元4中的蓄能器1、第二管道42顺序连接，构成第二分液路；第二管道42与上述主液路中的液压马达5连接，第四管道44与主液路中的储液箱7连接；这样，第一分液路、第二分液路、主液路顺序连接构成回路；构成回路的零部件中设置液体；
当列车经过护栏单元4时，由于抽吸效应，面板20绕圆筒3的轴线向列车摆动(如图2和图3所示)，随着空腔9逐渐缩小，里面的液体会从圆筒3的第一液孔93被强力挤出，推开第一单向阀82，进入第一管道41，压入蓄能器I (因为第四管道44中有第二单向阀81的存在，液体不会排入第四管道44)。当液体从第一管道41进入蓄能器I后，其压力推动蓄能器I中的柱塞11向上运动(见图9)。柱塞11上行中，第二管道42逐渐露出管口，第一管道41的一部分液体便压入第二管道42，并进入液压马达5(见图10)。进入液压马达5的液体，驱动液压马达5转动，液压马达带动发电机6转动发电。从液压马达5流出的液体经过第三管道43，流入储液箱7和第四管道44中。但由于多个护栏单元4中的第一管道41的液体无法同时全部压入液压马达5，于是第一管道41的一部分液体再次将柱塞11向上推动。当空腔9缩小到最小时(见图3中的虚线位置)，也阻止了面板20摆动(否则面板会倒向列车，与列车相撞)。这时，空腔9中没有液体，第一管道41的液体停止进入蓄能器
I和第二管道42，于是柱塞11依靠自重下行，将蓄能器I中的液体缓慢地通过第二管道42压入液压马达5，驱动液压马达5带动发电机6发电(由于第一管道41内设有第一单向阀82，蓄能器I中的液体不会回流到第一管道41和空腔9中)。当列车离开面板20后，抽吸力消失，面板20和摇摆筒2依靠平衡重块29的重力，恢复到垂直位置，空腔9扩大到初始的最大状态(即图3所示的实线状态)，储液箱7中的液体经第四管道44推开第二单向阀81，由圆筒3 —端的第二液孔94进入空腔9内。所以储液箱7的底部要高于空腔9，并且其中液体要有一定的高度，使之产生的液压大到能推开第二单向阀81。为了减少能量消耗，蓄能器1、液压马达5、储液箱7、第四管道44、圆筒3从高到低顺序排列；
其中，由于摇摆筒2相对于圆筒3是活动的，所以摇摆筒2与圆筒3的连接，要采用液压专业中的动密封连接，以防液体从连接处泄出。这是液压方面的技术人员所熟悉的知识，在这里不再累述。综上所述，使用上述装置的方法当列车经过每一个护栏单元4时，列车与面板20间的气流加快，压强降低，产生抽吸力，使面板20和摇摆筒2绕圆筒3的轴线向列车摆动，空腔9逐渐缩小，空腔9中的液体受压从圆筒3 —端的第一液孔93喷出，推开第一单向阀82，从第一管道41进入蓄能器1，将蓄能器I中的柱塞11向上推动(见图9);柱塞11上行途中，露出第二管道42的管口(见图10)，第一管道41中的液体一部分继续将柱塞11向上推动，另一部分进入第二管道42，驱动液压马达5，并带动发电机6发电；多个护栏单元中的空腔9中的液体均如此将本护栏单元中的柱塞11向上推动以及驱动液压马达5带动发电机6发电；从液压马达5流出的液体通过第三管道43进入储液箱7和第四管道44 ；
当列车离开护栏单元4的面板20时，抽吸力消失，第一管道41中的液体停止进入蓄能器I ;多个蓄能器I中的液体分别在柱塞11的重力下持续将蓄能器I中的液体压入第二管道42(见图11)，共同进入液压马达5，并驱动液压马达5带动发电机6发电；摇摆筒2下部的平衡重块29的重力使面板20和摇摆筒2恢复到垂直位置，以备下一次被抽吸力吸引而摆动；
空腔9也恢复到初始的最大状态，储液箱7中的液体经第四管道44推开第二单向阀81，从圆筒3 —端的第二液孔94进入到空腔9中；
直到蓄能器I中能被柱塞11压出的液体全部压出；发电机停止发电；
当下一趟列车通过时，重复上述步骤进行发电。可以将上述发电的装置串联起来，进行联网发电。
权利要求
1.一种利用列车的抽吸效应进行发电的装置的使用方法，该装置包括 多个护栏单元、液压马达及发电机、第三管道、储液箱； 其中，液压马达、第三管道、储液箱顺序连接构成主液路；所述液压马达还与发电机相连接； 其中，每个护栏单元包括面板、摇摆筒、圆筒、第一管道、蓄能器、第二管道和第四管道；所述面板的下部与摇摆筒固连，摇摆筒套在所述圆筒上，使面板和摇摆筒能绕圆筒的轴线摆动；摇摆筒内设有多个齿槽，圆筒上设有多个齿牙，齿槽和齿牙构成空腔；所述圆筒的两端分别与第一管道和第四管道固连；第一管道和第四管道分别通过圆筒两端的第一液孔和第二液孔与所述空腔相通，构成第一分液路；每个护栏单元中的蓄能器和第二管道连接，构成第二分液路；所述第二管道与主液路中的液压马达连接，第四管道与主液路中的储液箱连接； 第一分液路、第二分液路、主液路顺序连接构成回路；所述构成回路的零部件中设置液体； 所述摇摆筒下部设有平衡重块； 所述第一管道中设有第一单向阀，第四管道中设有第二单向阀； 所述蓄能器、液压马达、储液箱、第四管道、圆筒从高到低顺序设置； 使用上述装置的方法当列车经过每一个护栏单元时，列车与护栏单元中的面板之间的气流加快，压强降低，产生抽吸力，使面板和摇摆筒绕圆筒的轴线向列车摆动，空腔逐渐缩小，空腔中的液体受压从圆筒一端的第一液孔喷出，推开第一单向阀，从第一管道进入蓄能器，将蓄能器中的柱塞向上推动；柱塞上行途中，露出第二管道的管口 ；第一管道中的一部分液体继续将柱塞向上推动，另一部分液体进入第二管道，驱动液压马达，并带动发电机发电；多个护栏单元的空腔中的液体均如此将本护栏单元中的柱塞向上推动以及驱动液压马达带动发电机发电；从液压马达流出的液体通过第三管道进入储液箱和第四管道； 当列车离开护栏单元的面板时，抽吸力消失，第一管道中的液体停止进入蓄能器；多个护栏单元的蓄能器中的液体，分别在柱塞的重力压力下持续将蓄能器中的液体通过第二管道，共同压入液压马达，并驱动液压马达带动发电机发电； 摇摆筒下部的平衡重块的重力使面板和摇摆筒恢复到垂直位置，以备下一次被抽吸力吸引而摆动； 空腔也恢复到初始的最大状态，储液箱中的液体经第四管道推开第二单向阀，从圆筒一端的第二液孔进入到空腔中； 直到蓄能器中能被柱塞压出的液体全部压出；发电机停止发电； 当下一趟列车通过时，重复上述步骤进行发电。
全文摘要
本发明涉及一种利用列车的抽吸效应进行发电的装置及其使用方法，其特点在于该装置包括多个护栏单元、液压马达及发电机、第三管道、储液箱，并顺序连接构成回路；当列车通过护栏单元的面板时，产生抽吸效应，使面板向列车摆动，护栏单元中的空腔被压缩，空腔中的液体被强力排入液压马达，带动液压马达转动，然后驱动发电机发电。有益效果是将高速列车行驶时所产生的抽吸效应的不利一面，转化成一种可发电的能量。将上述高速列车行驶时所产生的抽吸效应的不利一面，转化成一种可发电的能量。利用自然能源进行发电，没有污染环境的负面影响。
文档编号F03G7/04GK103016285SQ20121055076
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者冯静 申请人:冯静