一种垂直轴风力机及用于隧道照明的风力发电系统的制作方法

本实用新型属于发电技术领域，涉及一种垂直轴风力机，还涉及一种用于隧道照明的风力发电系统。

背景技术：

近年来，公路隧道建设数量和规模不断扩大，而隧道照明用电是隧道运营的主要支出成本。当前，隧道照明主要依靠外部电网提供，不仅消耗大量能源，架设电能输送设备也需要较大的人力物力。如何在保障安全的前提下降低能源消耗是隧道设计、建设和运营单位迫切需要解决的问题。众所周知，隧道内外由于温差影响普遍存在自然风，以及机车通过时也会产生的较强的活塞风。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种垂直轴风力机，能够在保证发电效率的同时降低启动风速。

本实用新型的目的还在于提供一种用于隧道照明的风力发电系统，能够将隧道内风能转化为电能用于隧道照明。

本实用新型所采用的技术方案是，

一种垂直轴风力机，垂直轴风力机包括旋转轴，旋转轴上依次同轴套接有托盘a、托盘b和托盘c，托盘a与托盘b之间设置有s型叶片，s型叶片的一侧固定在旋转轴上，s型叶片的一端固定在托盘a上，s型叶片的另一端固定在托盘b上，托盘b和托盘c之间设置有h型叶片，h型叶片的一端固定在托盘b边缘上，h型叶片的另一端固定在托盘c的边缘上，旋转轴的一端还连接有发电机，发电机与旋转轴同轴连接。

本实用新型所采用的另一种技术方案是，

一种用于隧道照明的风力发电系统，包括风力发电机，所述风力发电机依次与蓄电池、继电器和照明灯电连接；继电器还与控制系统信号连接，所述控制系统能够在隧道内有物体通过时闭合继电器；

其中风力发电机为垂直轴风力机，垂直轴风力机包括旋转轴，旋转轴上依次同轴套接有托盘a、托盘b和托盘c，托盘a与托盘b之间设置有s型叶片，s型叶片的一侧固定在旋转轴上，s型叶片的一端固定在托盘a上，s型叶片的另一端固定在托盘b上，所述托盘b和托盘c之间设置有h型叶片，h型叶片的一端固定在托盘b边缘上，所述h型叶片的另一端固定在托盘c的边缘上，旋转轴的一端还连接有发电机，发电机与旋转轴同轴连接。

本实用新型的特点还在于，

控制系统包括控制器，所述控制器分别与红外车辆检测仪、开关、继电器信号连接，控制器还与蓄电池电连接。

其中控制器采用的芯片为stc89c52rc型单片机。

其中红外车辆检测仪为红外扫描装置，其能够检测到隧道内是否有物体进入。

本实用新型的有益效果是，

一、本实用新型的一种垂直轴风力机，s型叶片和h型叶片两种叶片的设置能够在保证发电效率的同时降低启动风速。

二、本实用新型的风力发电系统，采用的垂直轴风力机在启动时不需要对风，且转动方向不受风向的影响。

三、本实用新型的风力发电系统，将垂直轴风力机水平安装在隧道顶部，对车辆的正常通行几乎不产生影响，而且不会阻碍车辆驾驶人的视野范围。

四、本实用新型的风力发电系统，当红外车辆检测仪若检测到隧道内有物体通过，将信号传递到控制器中，控制器打开照明灯，实现隧道照明，避免了不必要的照明灯使用。

附图说明

图1是本实用新型一种垂直轴风力机的结构示意图；

图2是本实用新型一种用于隧道照明的风力发电系统的结构示意图图；

图3是本实用新型一种用于隧道照明的风力发电系统中风力发电机在使用时安装位置的示意图。

图中，1.蓄电池，2.风力发电机，3.红外车辆检测仪，4.开关，5.控制器，6.照明灯，7.旋转轴，8.h型叶片，9.发电机，10.s型叶片，11.托盘a，12.托盘b，13.托盘c，14.横梁，15.悬臂，16.继电器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供一种垂直风力发电机，如图1所示，包括旋转轴7，旋转轴7上依次同轴套接有托盘a11、托盘b12和托盘c13，托盘a11与托盘b12之间设置有s型叶片10，s型叶片10的一侧固定在旋转轴7上，s型叶片10的一端固定在托盘a11上，所述s型叶片10的另一端固定在托盘b12上，托盘b12和托盘c13之间设置有h型叶片8，h型叶片8的一端固定在托盘b12边缘上，h型叶片8的另一端固定在托盘c13的边缘上，旋转轴7的一端还连接有发电机9，发电机9与旋转轴7同轴连接。

一种垂直轴风力机的原理是，其中s型叶片的启动风速低但发电效率也不高，h型叶片的发电效率高但启动风速较高，两种叶片的设置能够在保证发电效率的同时降低启动风速。

本实用新型还提供一种用于隧道照明的风力发电系统，如图2所示，包括风力发电机2，风力发电机2依次与蓄电池1、继电器16和照明灯6电连接；继电器16还与控制系统信号连接，控制系统能够在隧道内有物体通过时闭合继电器16；

其中风力发电机2为上述的一种垂直轴风力机。

其中控制系统包括控制器5，所述控制器5分别与红外车辆检测仪3、开关4、继电器16信号连接，所述控制器5还与蓄电池1电连接。

其中控制器5采用的芯片为stc89c52rc型单片机。

其中红外车辆检测仪3为红外扫描装置，其能够检测到隧道内是否有物体进入。

本实用新型提供的一种用于隧道照明的风力发电系统的安装方式如图3所示，将垂直轴风力机通过两个横梁14和两个悬臂15水平安装在隧道顶部，其中横梁14的一端与垂直轴风力机的端部固定，横梁14的另一端固定在隧道的墙壁上，两个横梁14分别固定在隧道两侧的墙壁上，其中悬臂15的一端固定在横梁14上，悬臂15的另一端固定在隧道的顶部；

根据隧道的长度以及用电量需求，将风力发电机2每隔20-60m均匀地布置在隧道内，将照明灯6均匀地布置在隧道内，将开关4和红外车辆检测仪3设置在隧道的出入口处。

一种用于隧道照明的风力发电系统的原理是，

在车辆经过时，红外车辆检测仪3发送信号到控制器5，触发控制器5的外部中断，控制器5控制照明电路的继电器16闭合，隧道中的照明灯6开启，同时启动控制器中的定时器，根据隧道的长短设定定时器延迟时间，车辆离开后，当延迟时间一到，定时器中断被触发，控制器5控制照明回路的继电器16断开。在此过程中，车辆进入隧道形成的风能将带动垂直轴叶片旋转，发电机9开始工作为蓄电池1补充电量。此外，若使用者启动开关4，会触发控制器5的另一个外部中断，控制器5将切换工作模式到应急模式，即将隧道照明电路的继电器闭合，使照明灯6将处于常亮状态，以保证在车辆检测装置出现问题的情况下隧道的照明，同时方便工作人员的检修工作。

本实用新型能够将隧道内风能转化为电能用于隧道照明，所采用的一种垂直轴风力机能够在保证发电效率的同时降低启动风速。此外，垂直轴风力机在启动时不需要对风，且转动方向不受风向的影响。另外，垂直轴风力机水平安装在隧道顶部，对车辆的正常通行几乎不产生影响，而且不会阻碍车辆驾驶人的视野范围。最后，红外车辆检测仪若检测到隧道内有物体通过，将信号传递到控制器中，控制器打开照明灯，实现隧道照明，避免了不必要的照明灯使用。