一種利用飛輪和抽吸效應進行發電的鐵路路燈的製作方法
2023-12-10 10:58:02 3
專利名稱：一種利用飛輪和抽吸效應進行發電的鐵路路燈的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於照明設備，尤其是涉及一種利用自然能源發電的路燈。
背景技術：
為了節約能源，保護環境，目前已經出現了利用太陽能和風能提供電力的路燈。這兩種自然能源的路燈，特別適用於鐵路沿線的照明。因為長距離的鐵道線的照明要消耗相當大的電力資源。然而，這兩種能源都是不穩定的。比如，連續的陰雨天，太陽能路燈的供電就成了問題。連續的無風或微風天氣，風能路燈就會停止工作。研究一種利用穩定的自然能源供電的鐵路沿線的路燈，成為一個重要課題。現有的太陽能和風能路燈的另一個缺點是需配置化學電池，而化學電池要定期維護，且使用壽命有限，廢棄電池也會對環境造成汙染，這種狀態也有待改進。另一值得注意的現象是:高速鐵路的兩旁，通常建有護欄，用來防止路人盲目接近軌道而被瞬間即至的高速列車所傷害。因為高速列車快速通過時所產生的高速氣流，會對鐵路兩旁的人或物產生抽吸效應，如果人或物過分接近高速行駛的列車，就會被這種抽吸力吸向列車。這個現象可以根據伯努利原理解釋，流速越快，壓強越低，因此靠近列車的人或物會被從高壓區推向(吸向)低壓區。
實用新型內容本實用新型的目的是針對上述自然能源發電的路燈的不足之處，提出一種具有穩定的自然能源供電裝置的路燈，該路燈無須使用化學電池。所述的自然能源是列車運動時的高速氣流形成的抽吸力所產生的；這種自然能源且是穩定的，因為每日運行的列車班次數量是相當穩定的。本實用新型主要思路是:鐵路沿線兩旁的路燈增設了以抽吸力為動力的擺動裝置和飛輪發電裝置，當高速列車通過時，擺動裝置得到抽吸力而擺動，擺動力使飛輪發電裝置儲能並同時發電，發出的電供列車前方的路燈發光照明本實用新型具體技術方案是這樣實現的:該路燈包括:擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部兩側的兩根鏈條、兩隻鏈輪、平衡重塊、兩隻變速器、兩塊支板、兩隻內接式棘輪；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；兩隻變速器分別通過兩塊支板固定於路燈立柱兩側，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接於抽吸板上部，另一端連接於平衡重塊；變速器的輸出端與一內接式棘輪連接；飛輪發電裝置，其包括兩隻飛輪和一直流發電機及其支撐板；位於路燈立柱內的直流發電機的轉子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動裝置中的內接式棘輪連接；含有直流發電機定子的外殼通過支撐板固定於路燈立柱內部；直流發電機與一穩壓電路電連接，穩壓電路與一遠端的路燈發光件電連接；路燈組件，其包括路燈發光件和路燈立柱，路燈發光件設置在路燈立柱上部，路燈發光件與遠端的路燈中的穩壓電路電連接；使用上述裝置的方法:當列車經過路燈時，列車與抽吸板之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板產生抽吸力，使抽吸板和支架向列車擺動；抽吸板上部拉動鏈條，以此帶動鏈輪、變速器、內接式棘輪、飛輪和直流發電機的轉子一起運轉，飛輪儲存動能並利用其轉動慣性帶動直流發電機發電，直流發電機發出的電通過穩壓電路的穩壓後，給遠端的列車前方的路燈發光件供電照明；列車依次經過排列著的路燈，列車前方的路燈發光件依次發光照明；列車通過路燈後，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動鏈條，使抽吸板回復到原來的狀態，以備下一次被抽吸力吸引而擺動；飛輪儲存的動能逐漸減少，飛輪的轉速逐漸降低而不再有效發電，路燈發光件熄滅；如此周而復始，上述裝置依靠列車產生的抽吸力發電，給列車前方的路燈發光件供電照明。本實用新型的特點和有益效果是:一、利用高速列車行駛時所產生的抽吸力發電，提供鐵路路燈照明的穩定和環保的電力。避免了現有的風能和太陽能路燈電力不穩定的缺點。也節約了公共電網的電力資源。二、利用飛輪儲存發電的能量，代替蓄電池儲存電力，避免了化學電池的環境汙染，也避免了化學電池壽命短，須經常維護的缺點。
圖1是本實用新型的使用狀態示意圖。圖2是圖1的運動狀態示意圖。圖3是本實用新型的立體示意圖。圖4是本實用新型的局部剖視圖。圖5是圖4中的A部放大圖。圖6是圖4的正視圖。圖7是圖6中的B部放大圖。圖8是內接式棘輪的結構示意圖。圖9是圖1中的C部放大圖。圖10是本實用新型路燈的電連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明:參閱圖4至圖7，本實用新型主要是為鐵路沿線兩側的路燈增設一個以抽吸力為動力的擺動裝置和飛輪發電裝置，當高速列車通過時，擺動裝置得到抽吸力而擺動，擺動力使一個飛輪發電裝置儲能並同時發電，發出的電供列車前方遠端的路燈發光照明(路燈的電連接方式參閱圖10)。這個飛輪發電裝置類似於飛輪電池，不同的是飛輪電池是充電儲能的，其外部是一個真空盒，發電的持續時間較長。而本飛輪發電裝置在運行過程中，因為風耗、摩擦等原因，發電的持續時間較短，不過許多鐵路沿線路段的路燈通常只需供列車通過時使用，沒有其它用途，所以這個飛輪發電裝置發出的電足夠為列車照明所需。[0028]擺動裝置主要包括設在路燈立柱前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部兩側的兩根鏈條13、兩隻鏈輪14、平衡重塊15、兩隻變速器16、兩塊支板17、兩隻內接式棘輪18。支架12 —端與抽吸板11固連，另一端與路燈立柱41下部鉸接；當列車經過時，抽吸板11得到抽吸力，這兩個固連在一起的零部件可以繞所述鉸接處朝列車方向擺動。擺動的幅度，由設在路燈立柱上的上限位杆91和下限位杆92控制。抽吸力的大小與抽吸板11的面積基本上成正比，也就是說，抽吸板11越大，獲得的抽吸力也越大。當列車通過後，抽吸力消失，平衡重塊15的重量通過鏈條13，將抽吸板11恢復到初始位置，以備下一次的擺動。兩隻變速器16分別通過兩塊支板17分別固定於路燈立柱41兩側，所述變速器16的輸入端連接鏈輪14，每個鏈輪14上均嚙合一根鏈條13，每根鏈條13的一端連接於抽吸板11上部，另一端連接於平衡重塊15 ;鏈輪14中設有棘輪(未畫出)；該鏈輪類似於自行車後輪中的含有棘輪的鏈輪。當鏈條13帶動鏈輪14逆時針方向轉動時，也帶動變速器16的輸入軸一起同方向轉動；當鏈輪14順時針方向轉動時，由於棘輪的防逆功能，變速器16的輸入軸不隨鏈輪14轉動。變速器16的輸出端與一內接式棘輪18連接，內接式棘輪18與飛輪21連接，參見圖8 ;變速器16的作用在於將鏈輪14的轉速進一步提高，使飛輪21有一個較高的角速度和動能。內接式棘輪18的作用是當飛輪21被推動後，飛輪21依靠其較大的轉動慣性持續轉動，而變速器16不再跟隨轉動，以免消耗飛輪21的動能。飛輪發電裝置主要包括兩隻飛輪21和一直流發電機22及其支撐板23 ;位於路燈立柱41內的直流發電機的轉子221的兩端部分別與一飛輪21連接；含有直流發電機定子的外殼222通過支撐板23固定於路燈立柱41內部；直流發電機22依靠飛輪21的儲存的動能在一段時間內持續發電。直流發電機22與一穩壓電路(未畫出)電連接,穩壓電路與一遠端(前端或後端)的路燈發光件4電連接(路燈的電連接方式參閱圖10)，以便從兩個不同方向來的列車都能使用本實用新型。具體舉例說明，也就是圖10中的路燈3發的電通過電纜點亮了路燈5的發光件，而路燈3的發光件的被點亮電源是由路燈I發電裝置發的電，依此類推，這樣圖中的列車前方始終是被路燈照明的。如果列車是按圖中相反方向行駛，則是路燈5點亮了路燈3的發光件。發電的路燈和被點亮路燈之間的距離可以根據實際列車速度和使用環境而定，例如，相隔1500米。通過穩壓電路可以給於路燈發光件以穩定有效的電源。獲得穩定有效電源的另一種方法是可以在飛輪21與直流發電機22之間增設一個機械離心式調速器，這樣可以使直流發電機的轉子有一個穩定的轉速。所述的穩壓電路和機械離心式調速器，均可採用公知的穩壓電路和機械離心式調速器。綜上所述，使用上述裝置的方法:當列車經過路燈時，列車與抽吸板11之間的氣流加快，壓強降低，從而對抽吸板11產生抽吸力，使抽吸板11和支架12向列車擺動；抽吸板11上部拉動鏈條13，以此帶動鏈輪14、變速器15、內接式棘輪18、飛輪21和直流發電機22 —起轉動，飛輪21儲存動能並利用其轉動慣性帶動直流發電機22發電，直流發電機22發出的電通過穩壓電路的穩壓後，給遠端的列車前方的路燈發光件供電照明；列車依次經過排列在鐵路兩旁的路燈，列車前方的路燈發光件依次發光照明；列車通過路燈後，抽吸力消失，平衡重塊15的重力拉動鏈條13，使抽吸板11回復到原來的狀態；等待下一次被抽吸力吸引而擺動；飛輪21儲存的動能逐漸減少，飛輪21的轉速逐漸降低而不再有效發電，路燈發光件4熄滅；[0032]如此周而復始，路燈的飛輪發電裝置依靠列車產生的抽吸力發電，給列車前方的路燈發光件供電照明。。由於本實用新型的相關零部件運行的時間較為短暫，故可以在穩壓電路與路燈發光件之間不設控制電路，也就是在白天也是短暫地發電和照明的。當然也可以設置包括光敏檢測電路或時間設定電路這類控制電路，用於控制在白天關閉路燈發光件。光敏檢測電路或時間設定電路這類控制電路，均是公知的控制電路，在這裡不再累述。
權利要求1.一種利用飛輪和抽吸效應進行發電的鐵路路燈，其特徵是，該路燈包括: 擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部兩側的兩根鏈條、兩隻鏈輪、平衡重塊、兩隻變速器、兩塊支板、兩隻內接式棘輪；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；兩隻變速器分別通過兩塊支板固定於路燈立柱兩側，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接於抽吸板上部，另一端連接於平衡重塊；變速器的輸出端與一內接式棘輪連接； 飛輪發電裝置，其包括兩隻飛輪和一直流發電機及其支撐板；位於路燈立柱內的直流發電機的轉子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動裝置中的內接式棘輪連接；含有直流發電機定子的外殼通過支撐板固定於路燈立柱內部；直流發電機與一穩壓電路電連接，穩壓電路與一遠端的路燈發光件電連接； 路燈組件，其包括路燈發光件和路燈立柱，路燈發光件設置在路燈立柱上部，路燈發光件與遠端的路燈中的穩壓電路電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種利用飛輪和抽吸效應進行發電的鐵路路燈，其特點在於鐵路沿線的路燈增設一個以抽吸力為動力的擺動裝置和一個飛輪發電裝置，擺動裝置，其包括設在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部兩側的兩根鏈條、兩隻鏈輪、平衡重塊、兩隻變速器、兩塊支板、兩隻內接式棘輪；支架一端與抽吸板固連，另一端與路燈立柱下部鉸接；兩隻變速器分別通過兩塊支板固定於路燈立柱兩側，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接於抽吸板上部，另一端連接於平衡重塊；變速器的輸出端與一內接式棘輪連接；當飛輪發電裝置，其包括兩隻飛輪和一直流發電機及其支撐板；位於路燈立柱內的直流發電機的轉子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動裝置中的內接式棘輪連接；含有直流發電機定子的外殼通過支撐板固定於路燈立柱內部；直流發電機與一穩壓電路電連接，穩壓電路與一遠端的路燈發光件電連接。
文檔編號F21S9/04GK202955614SQ20122070181
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者馮靜 申請人:馮靜