專利名稱：彈力調速路風發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將火車、電力機車、地鐵機車、汽車等陸路交通器高速行駛中產生 的風能轉化為電能的發電裝置，屬風力發電機領域。
背景技術：
目前在風力發電機及技術領域，在大部分地區因地理、氣候條件使風力、風速弱 小，靠自然風力發電風場條件較差，使建立自然風力發電場受到了局限。但在我國及各國廣 大地區的鐵路、高速公路、地鐵隧道等地高速行駛的火車、電力機車、地鐵機車、汽車等陸路 交通器高速行駛中產生的風能沒有被充分利用起來，這是能源的一大流失。
發明內容
彈力調速路風發電機目的是提供一種在確保行車安全的前提下，設在靠近鐵路、 高速公路沿線以及設在地鐵隧道內的，利用火車、電力機車、汽車、地鐵機車等陸路交通器 高速行駛產生的風能發電的風力發電機。彈力調速路風發電機技術方案本機主要有三種安裝位置方式1、安裝在靠近陸 路交通器途徑道路的一邊側面；2、安裝在對行兩車道中間側面；3、安裝在對行兩車道中間 頂部位置。另本機有落地式安裝和吸頂式吊裝兩種具體安裝形式。以下先將落地式安裝在對行兩車道中間側面的彈力調速路風發電機作以說明如圖1、圖2 在對行兩車道中間側面設風輪軸固定連接風葉再設頂蓋、底蓋分別 通過風輪軸承連接風輪軸組成風輪，該兩個風輪軸承中可以有一個采用單向軸承，風輪軸 穿過底蓋中心孔連接變速器，變速器連接發電機，設機架固定連接風輪和發電機；設兩塊固 定擋風板連接底蓋和頂蓋，設兩塊活動擋風板通過所設的風板支架連接，風板支架通過兩 個風板支架軸承分別與頂蓋、底蓋連接；通過所設的風斗和形變彈力器調控所構成的開啟 量可以變化的正風口和逆風口，進而實現調控風輪和發電機使之轉速穩定。另外本機同時提供了兩種形變彈力器，一種是拉簧式形變彈力器，一種是彈簧式 形變彈力器，兩種任選其一即可。形變彈力器可以設在頂蓋與風板支架之間，出于防雨考 慮，也可以設在底蓋與風板支架之間。彈力調速路風發電機解決問題及效果單向的風輪軸承防止風輪逆轉；當單向有 車輛經過，風力小于、等于發電機設計轉速要求時，形變彈力器的彈力扭矩大于兩個風斗扭 矩差，使逆風口關閉，正風口最大開啟，風輪及發電機旋轉；當風力增加到大于發電機設計 轉速要求時，使兩個風斗扭矩差大于形變彈力器的彈力扭矩，兩個活動擋風板將同時轉動， 逆風口打開，由來車一側逆風口進入風輪的風是與風葉旋轉方向相反的對風葉旋轉形成阻 力的風，同時因來車一側正風口的開啟量減小，從而調控風輪轉速不超過設計要求轉速，發 電機正常工作；當雙向有車輛同時對開經過時，兩個逆風口將同時有與風葉旋轉方向相反 的風進入風輪，調控風輪轉速不超過設計要求轉速。彈力調速路風發電機可充分并同時利用單向或雙向對開來的陸路交通器產生的風能發電，并以形變彈力器及風斗的扭矩差調控發電機轉速使之轉速穩定，技術結構簡單， 制造成本低；將本機在陸路交通器途徑的若干公里沿線連續設立，并通過電路等設備連接 組成發電機組，可提供穩定的電力，進而開發了清潔、環保的風力發電新領域。
圖1是落地式安裝在對行兩車道中間側面當風力小于等于發電機設計轉速要求 時彈力調速路風發電機的機構狀態俯視圖。0-1和0-2是臨近的行車道邊線。0-3是0-1和0-2的公垂虛線。0-4是由0_3中 點設的平行于0-1和0-2的虛線。3-1，頂蓋。7-1和7-2，固定擋風板。8-1和8_1，活動擋 風板。9，風板支架。10-1和10-2，風斗。11-1，彈簧式形變彈力器。11-2，拉簧式形變彈力 器。12，正風口。13，逆風口。圖2是落地式安裝在對行兩車道中間側面當風力大于發電機設計轉速要求時彈 力調速路風發電機的外觀結構狀態示意圖。1，風輪軸。2，風葉。3-1，頂蓋。3-2，底蓋。4，變速器。5，發電機。6，機架。7-1 和7-2，固定擋風板。8-1和8-2，活動擋風板。9，風板支架。10-1和10-2，風斗。11-1, # 簧式形變彈力器。11-2，拉簧式形變彈力器。12，正風口。13，逆風口。
具體實施例方式結合圖1、圖2 于對行兩車道相臨近的行車道邊線0-1和0-2之間，在與0-1和 0-2垂距相等處設風輪軸1固定連接風葉2，1與臨近的行車道邊線異面垂直，2不少于四 片，2可以是直板也可以是弧形板，設頂蓋3-1、底蓋3-2各通過一個所設的風輪軸承連接1， 由此組成風輪；兩個風輪軸承中可以有一個采用單向軸承；1穿過3-2上設有的中心孔連接 所設的變速器4，4連接所設的發電機5，所設機架6分別固定連接3-2和5，6與地面固定連 接。設兩塊關于1的軸線對稱的固定擋風板7-1和7-2分別固定連接3-1和3-2 ；設兩 塊關于1的軸線對稱的活動擋風板8-1和8-2彼此通過所設的風板支架9連接，9通過兩個 風板支架軸承分別與3-1和3-2連接；在9上設有關于1的軸線對稱的風斗10-1和10-2，
風斗是由一面有凸面，另一面有凹面的結構組成。在3-1與9之間或在3-2與9之間設有可調節的形變彈力器，本機同時提供了兩 種形變彈力器，即彈簧式形變彈力器11-1和拉簧式形變彈力器11-2，兩種任選其一即可； 由此本機設有并構成了開啟量可變化的關于1的軸線對稱的兩個正風口 12和關于1的軸 線對稱的兩個逆風口 13。單向的風輪軸承防止風輪逆轉；當有車輛經過，風力小于、等于發電機設計轉速要 求時，形變彈力器的彈力扭矩大于兩個風斗扭矩差，使13關閉，12最大開啟，風輪及發電機 旋轉；當風力增加到大于發電機設計轉速要求時，使兩個風斗扭矩差大于形變彈力器的彈 力扭矩，兩個活動擋風板將同時轉動，當活動擋風板轉動時，活動擋風板上的任意一點的轉 動軌跡都是各以某一定點為園心的園弧形轉動軌跡，則13打開，由13進入風輪的風是與2 旋轉方向相反的對2旋轉形成阻力的風，同時12的開啟量減小，從而調控風輪轉速不超過 設計要求轉速，發電機正常工作。
形變彈力器的具體結構形式可以多樣化，可以是拉簧式形變彈力器，也可以是彈 簧式形變彈力器，各種形變彈力器必遵守胡克定律在彈性限度內，彈簧的彈力大小跟彈簧 的形變量成正比，即F = kx。引于《概念公式定理解讀手冊》第29頁 北京師范大學出 版社 《概念公式定理解讀手冊》編寫組編 2007年6月第一版所以，在彈性限度內，彈簧式形變彈力器11-1和拉簧式形變彈力器11-2的彈力大 小分別跟彈簧式形變彈力器11-1和拉簧式形變彈力器11-2的形變量成正比，滿足公式F = kx。K是彈簧式形變彈力器或拉簧式形變彈力器的勁度系數，x表示彈簧式形變彈力器 或拉簧式形變彈力器的形變量，F表示彈簧式形變彈力器或拉簧式形變彈力器的彈力。安裝在隧道內的彈力調速路風發電機考慮到隧道寬度的限制，可以安裝在對行兩 車道中間頂部，可以采用吸頂式吊裝；即將圖2縱向翻轉180°，從背面透過紙面看圖即 可；再說明此時6與隧道頂部固定連接，1與臨近的行車道邊線異面垂直；1與2是固定連 接；2不少于四片；設有可以打開、可以關閉的13 ；由13進入風輪的風是與2旋轉方向相反 的對2旋轉形成阻力的風；設有開啟量可以變化的12 ；設有關于1的軸線對稱的風斗，風斗 一面是凸面，另一面是凹面；所設有的形變彈力器可以是拉簧式形變彈力器，也可以是彈簧 式形變彈力器，各種形變彈力器都遵守胡克定律，滿足公式F = kx ；安裝在對行兩車道中間頂部的彈力調速路風發電機，單向的風輪軸承防止風輪逆 轉；當有車輛經過，風力小于、等于發電機設計轉速要求時，形變彈力器的彈力扭矩大于兩 個風斗扭矩差，使13關閉，12最大開啟，風輪及發電機旋轉；當風力增加到大于發電機設計 轉速要求時，使兩個風斗扭矩差大于形變彈力器的彈力扭矩，兩個活動擋風板將同時轉動， 當活動擋風板轉動時，活動擋風板上的任意一點的轉動軌跡都是各以某一定點為園心的園 弧形轉動軌跡，則13打開，由13進入風輪的風是與2旋轉方向相反的對2旋轉形成阻力的 風，同時12的開啟量減小，從而調控風輪轉速不超過設計要求轉速，發電機正常工作。在某些只有單向行車道以及對行車道中間距離狹小的路段，彈力調速路風發電機 可以安裝在靠近行車道沿線的一邊側面，機體與臨近的行車道邊線間的最近點垂直距離以 不影響行車安全為前提盡量靠近。安裝在行車道沿線左邊側面與安裝在行車道沿線右邊側面的彈力調速路風發電 機，因來風方向的不同，機件之間的位置關系是相反的，即將圖2橫向翻轉180°，從背面 透過紙面看圖即可。再說明1與臨近的行車道邊線異面垂直；1與2是固定連接；2不少 于四片；設有可以打開、可以關閉的13 ；由13進入風輪的風是與2旋轉方向相反的對2旋 轉形成阻力的風；設有開啟量可以變化的12 ；所設有的形變彈力器可以是拉簧式形變彈力 器，也可以是彈簧式形變彈力器，各種形變彈力器都遵守胡克定律，滿足公式F = kx ；另因只有一側行車來風，則可以將距行車道垂距較遠一側的風斗、活動擋風板及 由該活動擋風板到風板支架軸承之間的風板支架去掉。單向的風輪軸承防止風輪逆轉；當有車輛經過，風力小于、等于發電機設計轉速要 求時，形變彈力器的彈力扭矩大于風斗扭矩，使13關閉，12最大開啟，風輪及發電機旋轉； 當風力增加到大于發電機設計轉速要求時，使風斗扭矩大于形變彈力器的彈力扭矩，活動 擋風板將轉動，當活動擋風板轉動時，活動擋風板上的任意一點的轉動軌跡都是各以某一 定點為園心的園弧形轉動軌跡，則13打開，由13進入風輪的風是與2旋轉方向相反的對2 旋轉形成阻力的風，同時12的開啟量減小，從而調控風輪轉速不超過設計要求轉速，發電機正常工作。再說明彈力調速路風發電機也可以不采用風斗，而采用設活動擋風板控制器，通 過活動擋風板控制器上設有的齒輪嚙合風板支架上設有的弧形齒條帶動風板支架轉動而 調控正風口及逆風口的開啟量，進而調控風輪及發電機的轉速。如在京廣鐵路沿線，選取100公里路段，每間隔5-10米連續設立彈力調速路風發 電機，可以設立一萬到兩萬臺彈力調速路風發電機，并通過電路等設備輔助連接組成發電 機組，每當有上、下行的車輛經過這100公里路段時，每臺彈力調速路風發電機就有一個順 次旋轉發電的過程，如在某大城市地鐵隧道內，連續設立彈力調速路風發電機，同理其可提 供清潔環保和穩定的電力能源。可并網，可為電力機車、沿線站點、城市、農村之用。為風力 發電開發了新的領域和增長點。
權利要求
彈力調速路風發電機包括風輪軸、風葉、固定擋風板、活動擋風板、風斗、形變彈力器、變速器、發電機，正風口、逆風口，其特征在于風輪是由所設的風輪軸連接風葉以及所設的頂蓋、底蓋分別通過風輪軸承連接風輪軸組成；風輪軸連接變速器，變速器連接發電機，設機架固定連接風輪和發電機；設固定擋風板連接底蓋和頂蓋，設活動擋風板通過所設的風板支架連接，風板支架通過風板支架軸承分別與頂蓋、底蓋連接；風板支架上設有風斗，并設有形變彈力器；彈力調速路風發電機設有并構成了正風口和逆風口。
2.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于風輪軸與臨近的行車道邊線 異面垂直。
3.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于風輪軸與風葉是固定連。
4.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于風葉不少于四片。
5.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于設有可以打開、可以關閉的 逆風口。
6.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于由逆風口進入風輪的風是與 風葉旋轉方向相反的對風葉旋轉形成阻力的風。
7.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于設有開啟量可以變化的正風
8.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于所設風斗是由一面有凸面， 另一面有凹面的結構組成。
9.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于所設有的形變彈力器可以是 拉簧式形變彈力器，也可以是彈簧式形變彈力器，各種形變彈力器都遵守胡克定律，即在 彈性限度內，彈簧的彈力大小跟彈簧的形變量成正比；S卩在彈性限度內，彈簧式形變彈力 器和拉簧式形變彈力器的彈力大小分別跟彈簧式形變彈力器和拉簧式形變彈力器的形變 量成正比，滿足公式F = kx。
10.如權利要求1所述的彈力調速路風發電機，其特征在于當活動擋風板轉動時，活動 擋風板上的任意一點的轉動軌跡都是各以某一定點為園心的園弧形轉動軌跡。
全文摘要
彈力調速路風發電機屬風力發電機領域，風輪軸連接風葉，頂蓋、底蓋各連接風輪軸組成風輪；變速器連接風輪軸和發電機，機架連接風輪和發電機；兩塊固定擋風板連接底蓋和頂蓋，與頂蓋、底蓋連接的風板支架將兩塊活動擋風板彼此連接；通過風斗及形變彈力器調控開啟量可變化的正風口和逆風口，進而實現調控風輪及發電機使之轉速穩定；技術結構簡單，制造成本低；將本機在鐵路、公路對行兩車道中間或一側，或在地鐵隧道頂部連續設立，通過電路等設備連接組成發電機組，其可將單、雙向來車產生的風能轉化為穩定的電力能源，可并網，可為電力機車、沿線站點、城市、農村之用；開發出了清潔環保的風力發電新領域。
文檔編號F03D9/00GK101852177SQ20091007406
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者王川 申請人:王川