隧道风声互补发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种隧道风声互补发电系统，包括风力发电机（3）、聚能罩（2）和声电转换单元（4），所述聚能罩（2）包围在所述风力发电机（3）的外侧，所述声电转换单元（4）设置在所述聚能罩（2）内侧。本实用新型对隧道中风力及噪声资源进行充分利用，转换为电能，起独立或辅助供电的功能，达到了节省能源、降低排放、降低噪声的目的。
【专利说明】隧道风声互补发电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道内的发电系统，更具体地说，涉及一种隧道风声互补发电系统。
【背景技术】
[0002]随着风力发电技术的日趋成熟以及环保方面越来越严格的要求，不少国家和地区已在巧妙地运用风力资源。风力资源方面的投资也越来越多，节能洁净型的风力发电方式已受到人们的积极关注。与此同时，随着隧道的大规模建设，隧道内丰富的风力资源也受到了人们的关注。并且现有的风力发电机难以直接应用于地铁隧道中，实际应用中该领域仍处于空白阶段。
[0003]隧道中存在大量的噪声，其数值过大，会影响乘坐人员的舒适感。现有消声技术一般为被动消声，当隧道中噪声过大时难以消除噪声对人体的危害，且现有技术并未利用噪声资源。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种既充分利用隧道中风能、噪声资源，又符合隧道区间用电要求的隧道风声互补发电系统。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种隧道风声互补发电系统，包括风力发电机、聚能罩和声电转换单兀，所述聚能罩包围在所述风力发电机的外侧，所述声电转换单元设置在所述聚能罩内侧。
[0006]在本实用新型所述的隧道风声互补发电系统中，所述聚能罩有两个，两个所述聚能罩分设在所述风力发电机的两侧，两个所述聚能罩形成进风口和出风口，所述进风口大于所述出风口。
[0007]在本实用新型所述的隧道风声互补发电系统中，所述聚能罩为波浪形。
[0008]在本实用新型所述的隧道风声互补发电系统中，所述声电转换单元包括绝缘外壳和设置在所述绝缘外壳内的压电陶瓷、导电镀膜、正极导线和负极导线，所述导电镀膜镀在所述压电陶瓷的正反两面，所述正极导线和负极导线分别与所述压电陶瓷的正极和负极连接。
[0009]在本实用新型所述的隧道风声互补发电系统中，所述绝缘外壳上设有均压孔。
[0010]在本实用新型所述的隧道风声互补发电系统中，所述风力发电机包括叶轮、主轴、外磁环组、外磁环保持架、内磁环组、内磁环保持架、机械轴承和轴承外壳，所述叶轮与所述主轴固定连接，所述主轴与所述内磁环组固定连接，所述机械轴承、外磁环保持架、内磁环保持架位于所述轴承外壳内，所述机械轴承安装在所述主轴外侧，所述外磁环安装在所述外磁环保持架上，所述内磁环安装在所述内磁环保持架上。
[0011]在本实用新型所述的隧道风声互补发电系统中，发电系统还包括与所述风力发电机和声电转换单元连接的DC/DC变换器和蓄电池。[0012]实施本实用新型的隧道风声互补发电系统，具有以下有益效果:
[0013]1、对隧道中风力及噪声资源进行充分利用，转换为电能，起独立或辅助供电的功能，达到了节省能源、降低排放、降低噪声的目的。
[0014]2、聚能罩包围风力发电机，实现风速倍增，提高风力发电机发电效率。
[0015]3、聚能罩承受风压，声电转换单元接受持续压力，实现压力发电。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0017]图1是本实用新型隧道风声互补发电系统的结构示意图；
[0018]图2是聚能罩的结构示意图；
[0019]图3是声电转换单元的结构示意图；
[0020]图4是风力发电机的主轴的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0022]如图1所示，本实用新型隧道风声互补发电系统，用于安装在隧道壁I上，其包括风力发电机3、聚能罩2和声电转换单兀4。聚能罩2包围在风力发电机3的外侧,声电转换单元4设置在聚能罩2内侧。隧道内的风带动风力发电机3的叶轮旋转，将风能转换为电能。通过声电转换单元4可以吸收隧道中噪声及风力发电产生的噪声，减少噪声污染，并将声能转换为电能。聚能罩2承受风压，声电转换单元4接受持续压力，实现压力发电。聚能罩2包围风力发电机3，实现风速倍增，提高风力发电机3发电效率。发电系统还包括与风力发电机3和声电转换单元4连接的DC/DC变换器和蓄电池。发电系统采用控制器和DC/DC变换器，以完成蓄电池的充、放电。发电系统转换的电能可以储存在蓄电池内。
[0023]如图2所示，进一步的，聚能罩2有两个，两个聚能罩2分设在风力发电机3的两侦牝两个聚能罩2形成进风口 20和出风口 19，进风口 20大于出风口 19。聚能罩2可以为波浪形，减小风阻。在地铁的隧道内安装时，根据地铁来去运行方向，聚能罩2设置不同的方向。
[0024]如图3所示,进一步的,声电转换单元4包括绝缘外壳16和设置在绝缘外壳16内的压电陶瓷14、导电镀膜15、正极导线13和负极导线17，绝缘外壳16上设有均压孔18。导电镀膜15镀在压电陶瓷14的正反两面，正极导线13和负极导线17分别与压电陶瓷14的正极和负极连接。压电陶瓷14除了在噪声的作用下发电外，其还可以利用风的压力，将风的压力转换为电能，进一步提闻发电的效率。
[0025]如图4所示，进一步的，风力发电机3包括叶轮、主轴6、外磁环组10 (定子)、外磁环保持架9、内磁环组11 (转子)、内磁环保持架12、机械轴承7和轴承外壳8。叶轮与主轴6固定连接，本实施例中通过键5连接，主轴6与内磁环组11固定连接。机械轴承7、外磁环保持架9、内磁环保持架12位于轴承外壳8内，机械轴承7安装在主轴6外侧，外磁环安装在外磁环保持架9上，内磁环安装在内磁环保持架12上。本系统中风力发电部分采用垂直轴式风力发电装置，并采用机械轴承7与永磁轴承混合的支承形式，保证主轴6及叶轮稳定旋转。
[0026]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种隧道风声互补发电系统,其特征在于，包括风力发电机(3)、聚能罩(2)和声电转换单元(4),所述聚能罩(2)包围在所述风力发电机(3)的外侧,所述声电转换单元(4)设置在所述聚能罩(2)内侧。
2.根据权利要求1所述的隧道风声互补发电系统，其特征在于，所述聚能罩(2)有两个，两个所述聚能罩(2 )分设在所述风力发电机(3 )的两侧，两个所述聚能罩(2 )形成进风口 (20)和出风口(19)，所述进风口(20)大于所述出风口(19)。
3.根据权利要求1所述的隧道风声互补发电系统，其特征在于，所述聚能罩(2)为波浪形。
4.根据权利要求1所述的隧道风声互补发电系统，其特征在于，所述声电转换单元(4)包括绝缘外壳(16)和设置在所述绝缘外壳(16)内的压电陶瓷(14)、导电镀膜(15)、正极导线(13)和负极导线(17)，所述导电镀膜(15)镀在所述压电陶瓷(14)的正反两面，所述正极导线(13)和负极导线(17)分别与所述压电陶瓷(14)的正极和负极连接。
5.根据权利要求4所述的隧道风声互补发电系统，其特征在于，所述绝缘外壳(16)上设有均压孔(18)。
6.根据权利要求1所述的隧道风声互补发电系统，其特征在于，所述风力发电机(3)包括叶轮、主轴(6 )、外磁环组(10 )、外磁环保持架(9 )、内磁环组(11)、内磁环保持架(12 )、机械轴承(7)和轴承外壳(8)，所述叶轮与所述主轴(6)固定连接，所述主轴(6)与所述内磁环组(11)固定连接，所述机械轴承(7)、外磁环保持架(9)、内磁环保持架(12)位于所述轴承外壳(8)内，所述机械轴承(7)安装在所述主轴(6)外侧，所述外磁环安装在所述外磁环保持架(9)上，所述内磁环安装在所述内磁环保持架(12)上。
7.根据权利要求1所述的隧道风声互补发电系统，其特征在于，发电系统还包括与所述风力发电机(3)和声电转换单元(4)连接的DC/DC变换器和蓄电池。
【文档编号】F03D3/04GK203452976SQ201320453524
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】褚晟 申请人:褚晟, 张漪 , 洪涛