一种用于铁路隧道内的发电装置及发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于铁路隧道内的发电装置及发电方法；该装置包括若干倾角可调节地贴设在铁路隧道内壁、用于风力发电的压电模块，压电模块与稳压蓄电模块电连接；压电模块包括背面贴合在铁路隧道内壁的安装座，安装座的正面可翻转地固定有用于风力发电的压电陶瓷板，压电陶瓷板与稳压蓄电模块电连接。该方法中，安装有上述任一项的发电装置，并包括测速仪获取列车进隧道速度和主机根据所述列车进隧道速度驱动压电陶瓷板翻转。列车在隧道中行驶时产生活塞风，通过在隧道内壁设置压电模块，活塞风对压电模块产生挤压从而形成电能，产生的电能通过稳压蓄电模块储存、并向外部用电器供电。电器供电。电器供电。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路隧道内的发电装置及发电方法


[0001]本专利技术主要涉及发电
，尤其涉及一种用于铁路隧道内的发电装置及发电方法。

技术介绍

[0002]列车在隧道中行驶时，隧道中的空气被列车带动而顺着列车的前进方向进行流动，从而产生活塞风。活塞风具有能量，在现有技术中，人们并未对此能量进行充分利用，因而，如何将活塞风的能量转化成电能并加以应用，成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于铁路隧道内的发电装置及发电方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术首先公开了用于铁路隧道内的发电装置：包括若干倾角可调节地贴设在铁路隧道内壁、用于风力发电的压电模块，所述压电模块与稳压蓄电模块电连接；所述压电模块包括背面贴合在铁路隧道内壁的安装座，所述安装座的正面可翻转地固定有用于风力发电的压电陶瓷板，所述压电陶瓷板与稳压蓄电模块电连接。
[0005]作为上述技术方案的进一步改进：
[0006]所述安装座包括背面贴合在铁路隧道内壁的底座，所述底座正面铰接有两对用于反向推动压电陶瓷板翻转的摆臂，所述摆臂远离底座的一端与压电陶瓷板的背面铰接。
[0007]所述底座内置有用于驱动摆臂旋转的电机，所述电机的输出轴与摆臂相连。
[0008]所述压电陶瓷板的翻转角度可调，且其翻转轴垂直于隧道延伸方向。
[0009]所述压电陶瓷板沿隧道长度方向的两侧面安装有照明灯板。
[0010]所述发电装置还包括用于调节压电陶瓷板翻转角度的控制模块，所述控制模块与安装座信号连接。
[0011]所述控制模块包括测速仪和主机；所述测速仪安装在隧道洞口；所述主机分别与测速仪和安装座信号连接、用于驱动压电陶瓷板翻转。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术还公开了用于铁路隧道内的发电方法：安装有上述任一项的发电装置，并包括以下步骤：
[0013]步骤S1，测速仪获取列车进隧道速度v；
[0014]步骤S2，主机根据所述列车进隧道速度驱动压电陶瓷板翻转。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进：
[0016]所述用于铁路隧道内的发电方法还包括：
[0017]步骤S3，当所述压电陶瓷板翻转时，位于沿列车行驶方向一端的照明灯板开启；所述照明灯板的照射方向与列车行驶方向所成夹角r为锐角。
[0018]当0km/h＜v≤100km/h时，所述压电陶瓷板的翻转角度为2
°
；当100km/h＜v≤200km/h时，所述压电陶瓷板的翻转角度为5
°
；当v＞200km/h时，所述压电陶瓷板的翻转角
度为8
°
；且翻转状态下的所述压电陶瓷板的正向与列车行驶方向所成夹角R为钝角。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020]列车在隧道中行驶时，隧道中的空气被列车带动而顺着列车的前进方向进行流动，从而产生活塞风，通过在隧道内壁设置压电模块，活塞风对压电模块产生挤压从而形成电能，产生的电能通过与压电模块电连接的稳压蓄电模块储存。稳压蓄电模块包括滤波整流器和蓄电池，其与外部用电器电连接以实现供电。
附图说明
[0021]图1是发电装置的安装示示意图；
[0022]图2是压电模块的结构示意图(未翻转状态)；
[0023]图3是压电模块的结构示意图(翻转状态)
[0024]图4是压电陶瓷板与列车行驶方向的关系示意图。
[0025]图中各标号表示：1、压电模块；11、安装座；111、底座；112、摆臂；113、电机；12、压电陶瓷板；13、照明灯板；2、稳压蓄电模块；3、控制模块；31、测速仪；32、主机。
具体实施方式
[0026]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0027]如图1至图4所示，本实施例的用于铁路隧道内的发电装置，包括若干倾角可调节地贴设在铁路隧道内壁、用于风力发电的压电模块1，压电模块1与稳压蓄电模块2电连接；压电模块1包括背面贴合在铁路隧道内壁的安装座11，安装座11的正面可翻转地固定有用于风力发电的压电陶瓷板12，压电陶瓷板12与稳压蓄电模块2电连接。列车在隧道中行驶时，隧道中的空气被列车带动而顺着列车的前进方向进行流动，从而产生活塞风，通过在隧道内壁设置压电模块1，活塞风对压电模块1产生挤压从而形成电能，产生的电能通过与压电模块1电连接的稳压蓄电模块2储存。稳压蓄电模块2包括滤波整流器和蓄电池，其与外部用电器电连接以实现供电。优选地，稳压蓄电模块2中的蓄电池还与外部电源相连，外部电源能够为电能不足的蓄电池进行主动充电，从而保证压电模块1产生的电能不足时亦能稳定、持续供电。同时，由于活塞风的方向大致与列车行驶方向一致，为了能够增强活塞风对压电陶瓷板12的挤压从而产生更多电能，将压电陶瓷板12与安装座11之间设置成翻转连接结构，从而可以根据风向调节压电陶瓷板12的倾角，以获得更佳的挤压效果。
[0028]优选地，底座111的背部呈弧面状，且其弧度与隧道内壁的弧度一致。由于隧道通常设置成拱形结构，其内壁呈弧面状，为了便于压电模块1与隧道内壁进行贴合从而增强连接牢度，将底座111用于与隧道内壁相贴合的内部设置成弧面状，且底座111的弧度与隧道内壁的弧度保持一致，从而能够完美贴合。进一步地，底座111与隧道内壁可采用螺栓连接的形式，亦可采用粘接形式。更进一步地，底座111开设有用于穿设电线的槽。
[0029]本实施例中，安装座11包括背面贴合在铁路隧道内壁的底座111，底座111正面铰接有两对用于反向推动压电陶瓷板12翻转的摆臂112，摆臂112远离底座111的一端与压电陶瓷板12的背面铰接。压电陶瓷板12的翻转角度可调，且其翻转轴垂直于隧道延伸方向。底座111内置有用于驱动摆臂112旋转的电机113，电机113的输出轴与摆臂112相连。每个压电模块1可以包括两个电机113，两个电机113分别驱动两根摆臂112旋转，摆臂112为伸缩结
构，通过改变两根摆臂112的倾角，能够控制压电陶瓷板12的倾角。
[0030]本实施例中，压电陶瓷板12沿隧道长度方向的两侧面安装有照明灯板13。通过在压电陶瓷板12的两侧面安装照明灯板13，能够为隧道内提供照明，同时，照明灯板13能够跟随压电陶瓷板12进行翻转，从而改变照明角度。
[0031]本实施例中，发电装置还包括用于调节压电陶瓷板12翻转角度的控制模块3，控制模块3与安装座11信号连接。列车的行驶方向和速度大小都会对活塞风的风向产生影响，通过设置控制模块，其能够通过获取列车的行驶信息(方向及速度大小)调节压电陶瓷板12的翻转角度，从而获得更佳多的发电量。具体地，控制模块3包括测速仪31和主机32；测速仪31安装在隧道洞口；主机32分别与测速仪31和安装座11信号连接、用于驱动压电陶瓷板12翻转。通过设置测速仪31能够获得列车进入隧道时的速度，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铁路隧道内的发电装置，其特征在于，包括若干倾角可调节地贴设在铁路隧道内壁、用于风力发电的压电模块(1)，所述压电模块(1)与稳压蓄电模块(2)电连接；所述压电模块(1)包括背面贴合在铁路隧道内壁的安装座(11)，所述安装座(11)的正面可翻转地固定有用于风力发电的压电陶瓷板(12)，所述压电陶瓷板(12)与稳压蓄电模块(2)电连接。2.根据权利要求1所述的用于铁路隧道内的发电装置，其特征在于：所述安装座(11)包括背面贴合在铁路隧道内壁的底座(111)，所述底座(111)正面铰接有两对用于反向推动压电陶瓷板(12)翻转的摆臂(112)，所述摆臂(112)远离底座(111)的一端与压电陶瓷板(12)的背面铰接。3.根据权利要求2所述的用于铁路隧道内的发电装置，其特征在于：所述底座(111)内置有用于驱动摆臂(112)旋转的电机(113)，所述电机(113)的输出轴与摆臂(112)相连。4.根据权利要求1所述的用于铁路隧道内的发电装置，其特征在于：所述压电陶瓷板(12)的翻转角度可调，且其翻转轴垂直于隧道延伸方向。5.根据权利要求1所述的用于铁路隧道内的发电装置，其特征在于：所述压电陶瓷板(12)沿隧道长度方向的两侧面安装有照明灯板(13)。6.根据权利要求1所述的用于铁路隧道内的发电装置，其特征在于：所述发电装置还包括用于调节压电陶瓷板(12)翻转角度的控制模块(3)，所述控制模块(3)与安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家斌，商雯斐，高广军，张洁，王田天，张雷，于尧，张琰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：