一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置，包括安装在车厢顶上的风能采集装置和安装在车厢座椅下的蓄电储能装置。风能采集装置包括集风管、喷嘴、支架和涡轮叶片；集风管为管状结构；至少一个喷嘴分布在集风管的轴向上；每个喷嘴的出气口均设一涡轮叶片，每个涡轮叶片通过一支架固定；涡轮叶片连接转子，转子上设有相对应的定子，定子与蓄电储能装置电连接，蓄电储能装置安装在车厢内的座椅下面。本装置具有输出功率大，体积小的优点，而且便于安装和维护，有效解决了乘客在高速交通工具上急需给手机或电脑充电的问题，同时也可以在高速交通工具突然停电等紧急情况下，为车厢内的照明设备提供电源。

A small efficient wind power generator installed on a high speed vehicle

The invention discloses a small-sized high-efficiency wind power generation device installed on a high-speed vehicle, which comprises a wind energy collecting device arranged on the top of the carriage and an electric energy storage device arranged under the seat of the carriage. The wind collecting device comprises a wind collecting pipe, nozzle, bracket and turbine blade; the wind collecting pipe is a tubular structure; at least one nozzle distribution in axial set wind pipe; each nozzle outlet is provided with a turbine blade, a bracket is fixed by each turbine blade; turbine blade connected with the rotor, the rotor is provided with stator relative the stator and the electricity storage device is electrically connected with the electricity storage seat mounted inside the device. The device has the advantages of high output power, the advantages of small size, and convenient installation and maintenance, effectively solve the passengers in high-speed traffic tools need to charge a mobile phone or a computer, but also in high-speed traffic tools such as a sudden power outage emergency, provide power for lighting equipment compartment.

【技术实现步骤摘要】
一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置
本专利技术属于风力发电
，具体地，涉及一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置。
技术介绍
随着工业化程度的提高，世界对能源的需求越来越大，但是煤、石油、天然气等传统的不可再生能源的储存量越来越少，因此，人们对风力资源等新能源的渴求越来越强烈。近年来，随着我国经济的快速发展，我国城市化的步伐一天天加快。城市已经成为人口高度聚集的地方，且城市的生活节奏也越来越快，由此，地铁轨道交通等高速交通工具在全国的大范围普及已经成为必然的趋势。高速交通工具上普遍没有充电设备，如果利用高速交通工具在高速行驶的过程中产生的高速空气流，并将该高速空气流产生的风能转换成电能储存起来，用于高速交通工具上的备用电源，从而能够让乘客充电更加便利，同时给乘客带来更好的出行体验。
技术实现思路
为了解决高速交通工具上充电不方便的问题，本专利技术提出了一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置，包括安装在车厢顶上的风能采集装置和安装在车厢座椅下的蓄电储能装置；所述风能采集装置包括集风管、喷嘴、支架和涡轮叶片；所述集风管为管状结构；至少一个所述喷嘴分布在集风管的轴向上；每个所述喷嘴的出气口均设一所述涡轮叶片，每个所述涡轮叶片通过一所述支架固定；所述涡轮叶片连接转子，所述转子上设有相对应的定子，所述定子与所述蓄电储能装置电连接，所述蓄电储能装置安装在车厢内的座椅下面。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述集风管的一端为进气口，进气口为倒锥形孔，正对着高速交通工具的行驶方向。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述集风管的进气口呈45°角，沿轴向的长度为50mm；所述集风管的主体的内径为200mm。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述喷嘴包括环形体和管道，所述环形体的外径与所述集风管的内径的形状相适配，所述管道为自所述环形体的内径朝远离所述集风管的进气口的轴向延伸形成的管状结构。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述集风管的主体的内壁沿轴向对称设有至少两条凸边，所述环形体的外周相应地设有至少两个槽口；每条所述凸边分成至少两段，相邻段之间形成卡口，全部所述凸边的卡口分布在所述集风管的主体的内壁的至少一个的周向位置上。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述环形体的外径为200mm，所述管道的内径为100mm。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，两根所述集风管分别平行地安装在每节车厢顶部的两侧。作为本专利技术的风力发电装置的改进，每节车厢顶部的两侧分别安装一个夹具，集气管通过螺钉固定在所述夹具上。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述集风管的长度比单节车厢的长度短。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述集风管由不锈钢材料制成。作为本专利技术的一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置的改进，所述蓄电储能装置包括蓄电池，所述蓄电池安装在车厢内的座椅下，其用于向高速交通工具中的电子设备提供电源。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：高速交通工具上通常没有相应的充电设备或者可能出现供电不足的情况，本专利技术利用高速交通工具在高速行驶过程中产生的高速空气流，并将其转换成电能储存起来。本专利技术的风力发电装置具有输出功率大、体积小的优点，而且便于安装和维护，有效地解决了乘客在高速交通工具上为手机、电脑充电的问题，同时在高速交通工具突然停电等紧急情况时，能为照明设备提供电源。附图说明图1为本专利技术一实施例的风能采集装置的透视图；图2为本专利技术一实施例的集风管的侧视图；图3是图2的A-A向视图；图4为本专利技术一实施例的喷嘴的侧视图；图5是图4的B-B向视图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置，包括安装在车厢顶上的风能采集装置和安装在车厢座椅下的蓄电储能装置，风能采集装置与蓄电储能装置电连接，风能采集装置利用行驶过程中的高速空气流，将风能转换成电能储存在蓄电储能装置中。如图1所示，风能采集装置包括集风管1、喷嘴2、支架3和涡轮叶片4。集风管1为管状结构，两端贯通。至少一个喷嘴2分布在集风管1的轴向上，可以均匀分布，也可以非均匀分布。喷嘴2的个数以及分布形式可以根据高速交通工具的运行速度经过测试后得到，以便保证风能采集装置可以高效地将风能转换成电能以及保证风能采集装置足够牢固耐用。每个喷嘴2的出气口均设一涡轮叶片4，每个涡轮叶片4通过支架3固定在集气管内，高速空气流从喷嘴2的出气口流出，从而使涡轮叶片4高速旋转。涡轮叶片4连接转子，转子上设有相对应的定子，定子与安装在车厢内的座椅下面的蓄电储能装置电连接；高速转动的涡轮叶片4带动转子绕定子转动，通过切割磁感线产生电能，而产生的电能则被存储到蓄电储能装置中。本实施例中，采用若干组喷嘴2、支架3和涡轮叶片4，可以重复高效利用流经集气管的高速气流。如图2和图3所示，作为本专利技术的一个实施例，集风管1为管状结构，其一端为进气口，进气口为倒锥形孔，正对着高速交通工具的行驶方向。该设计中，进气口为倒锥形孔，有利于集气管收集更多的气流。作为本专利技术的一个实施例，集风管1的进气口呈45°角，进气口沿轴向的长度为50mm。集风管1的主体长度根据车厢长度以及经测试后得到。集风管1的主体的内径为200mm，进气口的底部开口的直径为206mm，进气口的底部与主体的一端连通，连接处为弧形结构，主体的另一端为出气口。如图4和图5所示，作为本专利技术的一个实施例，喷嘴2包括环形体和管道，环形体的外径与集风管1的内径的形状相适配，管道为自环形体的内径朝远离集风管1的进气口的轴向延伸形成的管状结构。在高速交通工具高速行驶的过程中，高速气流从集风管1的进气口流进，流过集气管。喷嘴2的工作原理：当高速的气流经过喷嘴2时，气流的出口变小，由流体的连续性方程：A1v1＝A2v2(1)式中，A1、A2为不同流道的截面积，v1、v2为对应的气流的速度。可知，流出的气流的流速会进一步增大，这样可以给正对喷嘴2的出气口的涡轮叶片4更大的动能，再由气流的动能公式：式中，ρ为气体密度，假设恒定；A为流道的截面积；v为该流道的截面对应的气体速度。由式(1)和式(2)可知，当流体的截面积A减小一定的倍数时，相应的流速v增大相同的倍数，而产生相应平方倍的动能，从而能够更快更高效地将更多风能转换成电能。该设计有效地减小了风能采集装置的大小，不仅提高了风能与电能的转换效率，而且减小了本装置对高速交通工具正常行驶的影响。作为本专利技术的一个实施例，涡轮叶片4与集风管1同轴设置，而且正对喷嘴2的出气口，涡轮叶片4的直径略小于喷嘴2的出气口的直径。作为本专利技术的一个实施例，集风管1的主体的内壁沿轴向对称设有至少两条凸边，环形体的外周相应地设有至少两个槽口，环形体的槽口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置，其特征在于：包括安装在车厢顶上的风能采集装置和安装在车厢座椅下的蓄电储能装置；所述风能采集装置包括集风管、喷嘴、支架和涡轮叶片；所述集风管为管状结构；至少一个所述喷嘴分布在集风管的轴向上；每个所述喷嘴的出气口均设一所述涡轮叶片，每个所述涡轮叶片通过一所述支架固定；所述涡轮叶片连接转子，所述转子上设有相对应的定子，所述定子与所述蓄电储能装置电连接，所述蓄电储能装置安装在车厢内的座椅下面。

【技术特征摘要】
1.一种安装在高速交通工具上的小型高效的风力发电装置，其特征在于：包括安装在车厢顶上的风能采集装置和安装在车厢座椅下的蓄电储能装置；所述风能采集装置包括集风管、喷嘴、支架和涡轮叶片；所述集风管为管状结构；至少一个所述喷嘴分布在集风管的轴向上；每个所述喷嘴的出气口均设一所述涡轮叶片，每个所述涡轮叶片通过一所述支架固定；所述涡轮叶片连接转子，所述转子上设有相对应的定子，所述定子与所述蓄电储能装置电连接，所述蓄电储能装置安装在车厢内的座椅下面。2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述集风管的一端为进气口，进气口为倒锥形孔，正对着高速交通工具的行驶方向。3.如权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于：所述集风管的进气口呈45°角，沿轴向的长度为50mm；所述集风管的主体的内径为200mm。4.如权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于：所述喷嘴包括环形体和管道，所述环形体的外径与所述集风管的内径的形状相适配，所述管道为自所述环形体的内径朝远离所述集风管的进气口的轴向延伸形成的管...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱平，郭锐，吴小卫，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31