本發(fā)明涉及風(fēng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

我國高鐵發(fā)展迅猛，2015年年底，高速鐵路運營里程達(dá)1.9萬公里，位居世界第一，且逐步走向國際市場。高鐵時代不僅給人們的出行帶來較大的方便，而且提供了豐富的高鐵線路風(fēng)力資源，有著較大的開發(fā)價值。時速200公里的列車經(jīng)過時，鐵道兩側(cè)掀起的風(fēng)速值大于14米/秒，相當(dāng)于7級以上的大風(fēng)。但由于高鐵線路風(fēng)力形成時間較短、瞬間消失，且風(fēng)力過于分散、距離較長，這些因素一定程度影響著高鐵線路風(fēng)力資源的開發(fā)，導(dǎo)致現(xiàn)市場上缺乏成熟技術(shù)，需要加以解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置。該裝置利用風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)采集風(fēng)力動能，運用重力動力增速裝置儲存增加動能，采用液壓傳動機構(gòu)實施動能二次聚集，形成滿足需求的動力，通過發(fā)電機構(gòu)實施發(fā)電，從而實現(xiàn)高效、穩(wěn)定利用高鐵線路風(fēng)力資源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置，主要由支架機構(gòu)、動力軸、下連接桿、上連接桿、超越離合器、風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)、液壓傳動機構(gòu)和發(fā)電機構(gòu)組成。一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有多個支架機構(gòu)，支架機構(gòu)主要由底座、支架、重力動力增速裝置構(gòu)成，底座固定于地下，支架固定在底座上，重力動力增速裝置固定在支架上，動力軸裝在重力動力增速裝置上，下連接桿一端與一個支架相連接，另一端與另一個支架相連接，上連接桿一端與一個重力動力增速裝置相連接，另一端與另一個重力動力增速裝置相連接，超越離合器裝在動力軸上，風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)下端裝在下連接桿上，其上端裝在動力軸上，裝在上連接桿的液壓傳動機構(gòu)一端與動力軸相配合，另一端與發(fā)電機構(gòu)相配合；

所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)，一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有多個風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)，風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)主要由推力軸承b、立軸、葉片、立軸錐形齒輪、錐形齒輪a、傳動軸a、軸承a、傳動軸架a、齒輪a、棘輪a、錐形齒輪b、傳動軸b、軸承b、傳動軸架b、齒輪b、棘輪b、防護罩構(gòu)成。立軸下端設(shè)有軸肩，推力軸承b裝在立軸下端，并固定在下連接桿上，立軸中間裝有葉片，上端裝有立軸錐形齒輪，立軸錐形齒輪的一側(cè)與錐形齒輪a相嚙合，錐形齒輪a固定在傳動軸a的一端，裝有軸承a的傳動軸a固定在傳動軸架a上，傳動軸a的另一端裝有齒輪a，齒輪a與設(shè)有外齒的棘輪a相嚙合，棘輪a裝在動力軸上，立軸錐形齒輪的另一側(cè)與錐形齒輪b相嚙合，錐形齒輪b固定在傳動軸b的一端，裝有軸承b的傳動軸b固定在傳動軸架b上，傳動軸b的另一端裝有齒輪b，齒輪b與設(shè)有外齒的棘輪b相嚙合，棘輪b裝在動力軸上，防護罩設(shè)在立軸的上端固定在上連接桿上；

所述液壓傳動機構(gòu)，一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有多個液壓傳動機構(gòu)，液壓傳動機構(gòu)主要由大齒輪、小齒輪、液壓泵、止回閥、輸出管道、輸入管道、油箱b、主輸出管道、主輸入管道構(gòu)成。大齒輪裝在動力軸上與設(shè)在液壓泵軸上的小齒輪相嚙合，液壓泵分別與輸出管道、輸入管道的一端相連接，輸出管道的另一端與主輸出管道相連接，輸入管道的另一端與主輸入管道相連接，主輸入管道的另一端與油箱b相連接；

所述發(fā)電機構(gòu)，主要由液壓馬達(dá)、回流管道、變速箱、發(fā)電機構(gòu)成，主輸出管道的另一端與液壓馬達(dá)相連接，液壓馬達(dá)的回流管道與油箱b相連接，液壓馬達(dá)軸與變速箱輸入軸相連接，變速箱輸出軸與發(fā)電機軸相連接。

所述上連接桿設(shè)有通孔，立軸裝在通孔中，上連接桿與立軸之間裝有立軸軸承。

所述葉片截面為流線形結(jié)構(gòu)，其前端為葉片圓頭、后端為葉片尖頭，立軸設(shè)在葉片圓頭一端。

所述輸出管道上裝有止回閥。

所述棘輪a、棘輪b兩者旋轉(zhuǎn)方向相同。

有益效果：本發(fā)明所述的一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置，具有以下優(yōu)點：一是通過多個風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)并聯(lián)的方式采集風(fēng)力動能，運用重力動力增速裝置儲存增加動能，使高鐵線路風(fēng)力得到充分開發(fā)利用；二是針對高鐵線路風(fēng)力形成涉及距離較長，風(fēng)力分散的特點，采用多個液壓傳動機構(gòu)實施動能二次聚集，得到滿足需求的動力，使發(fā)電機可實施連續(xù)發(fā)電。

附圖說明

圖1是一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置采集風(fēng)力動能單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是重力動力增速裝置側(cè)面剖面示意圖。

圖3是重力動力增速裝置定位盤凸圓圈形軌道示意圖。

圖4是重力動力增速裝置轉(zhuǎn)盤長弧形軌道示意圖。

圖5是風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置動能二次聚集發(fā)電單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是葉片截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示：

1、支架機構(gòu)，11、底座，12、支架,13、重力動力增速裝置，131、定位盤，132、轉(zhuǎn)盤，133、重力球，134、軸承，135、推力軸承a，136、油箱a，137、轉(zhuǎn)盤蓋，138、a-b-c定位盤深凹圓弧形承重軌道，139、c-d-a定位盤淺凹圓弧形輔助軌道，1301、e-f轉(zhuǎn)盤深凹圓弧形承重軌道，1302、f-g轉(zhuǎn)盤淺凹圓弧形輔助軌道；

2、動力軸；

3、下連接桿；

4、上連接桿；

5、超越離合器；

6、風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)，61、推力軸承b，62、立軸,63、立軸軸承，64、葉片,65、立軸錐形齒輪,66、錐形齒輪a,67、傳動軸a,68、軸承a,69、傳動軸架a,601、齒輪a,602、棘輪a,603、錐形齒輪b，604、傳動軸b,605、軸承b，606、傳動軸架b,607、齒輪b,608、棘輪b,609、防護罩，610、葉片圓頭，611、葉片尖頭；

7、液壓傳動機構(gòu)，71、大齒輪，72、小齒輪,73、液壓泵,74、止回閥,75、輸出管道,76、輸入管道,77、油箱b，78、主輸出管道,79、主輸入管道；

8、發(fā)電機構(gòu)，81、液壓馬達(dá)，82、回流管道，83、變速箱,84、發(fā)電機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置，主要由支架機構(gòu)1、動力軸2、下連接桿3、上連接桿4、超越離合器5、風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6、液壓傳動機構(gòu)7和發(fā)電機構(gòu)8組成。一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有多個支架機構(gòu)1，支架機構(gòu)主要由底座11、支架12、重力動力增速裝置13構(gòu)成，底座11固定于地下，支架12固定在底座11上，重力動力增速裝置13固定在支架12上，動力軸2裝在重力動力增速裝置13上，下連接桿3一端與一個支架12相連接，另一端與另一個支架12相連接，上連接桿4一端與一個重力動力增速裝置13相連接，另一端與另一個重力動力增速裝置13相連接，超越離合器5裝在動力軸2上，風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6下端裝在下連接桿3上，其上端裝在動力軸2上，裝在上連接桿4的液壓傳動機構(gòu)7一端與動力軸2相配合，另一端與發(fā)電機構(gòu)8相配合；

所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6，一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有多個風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6，風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)主要由推力軸承b61、立軸62、葉片64、立軸錐形齒輪65、錐形齒輪a66、傳動軸a67、軸承a68、傳動軸架a69、齒輪a601、棘輪a602、錐形齒輪b603、傳動軸b604、軸承b605、傳動軸架b606、齒輪b607、棘輪b608、防護罩609構(gòu)成。立軸62下端設(shè)有軸肩，推力軸承b61裝在立軸62下端，并固定在下連接桿3上，立軸62中間裝有葉片64，上端裝有立軸錐形齒輪65，立軸錐形齒輪65的一側(cè)與錐形齒輪a66相嚙合，錐形齒輪a66固定在傳動軸a67的一端，裝有軸承a68的傳動軸a67固定在傳動軸架a69上，傳動軸a67的另一端裝有齒輪a601，齒輪a601與設(shè)有外齒的棘輪a602相嚙合，棘輪a602裝在動力軸2上，立軸錐形齒輪65的另一側(cè)與錐形齒輪b603相嚙合，錐形齒輪b603固定在傳動軸b604的一端，裝有軸承b605的傳動軸b604固定在傳動軸架b606上，傳動軸b604的另一端裝有齒輪b607，齒輪b607與設(shè)有外齒的棘輪b608相嚙合，棘輪b608裝在動力軸2上，防護罩609設(shè)在立軸62的上端固定在上連接桿4上；

所述液壓傳動機構(gòu)7，一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)有多個液壓傳動機構(gòu)7，液壓傳動機構(gòu)主要由大齒輪71、小齒輪72、液壓泵73、止回閥74、輸出管道75、輸入管道76、油箱b77、主輸出管道78、主輸入管道79構(gòu)成。大齒輪71裝在動力軸2上與設(shè)在液壓泵73軸上的小齒輪72相嚙合，液壓泵73分別與輸出管道75、輸入管道76的一端相連接，輸出管道75的另一端與主輸出管道78相連接，輸入管道76的另一端與主輸入管道79相連接，主輸入管道79的另一端與油箱b77相連接；

所述發(fā)電機構(gòu)8，主要由液壓馬達(dá)81、回流管道82、變速箱83、發(fā)電機84構(gòu)成，主輸出管道78的另一端與液壓馬達(dá)81相連接，液壓馬達(dá)的回流管道82與油箱b77相連接，液壓馬達(dá)81軸與變速箱83輸入軸相連接，變速箱83輸出軸與發(fā)電機84軸相連接。

所述上連接桿4設(shè)有通孔，立軸62裝在通孔中，上連接桿4與立軸62之間裝有立軸軸承63。

所述葉片64截面為流線形結(jié)構(gòu)，其前端為葉片圓頭610、后端為葉片尖頭611，立軸62設(shè)在葉片圓頭610一端。

所述輸出管道75上裝有止回閥74。

所述棘輪a602、棘輪b608兩者旋轉(zhuǎn)方向相同。

所述重力動力增速裝置（系本人另一發(fā)明的組件，專利號：zl201310117343.1）：包括定位盤131、轉(zhuǎn)盤132、重力球133、動力軸2、軸承134、推力軸承a135、油箱a136、轉(zhuǎn)盤蓋137，定位盤131固定在機座上，定位盤131、轉(zhuǎn)盤蓋137與動力軸2之間裝有軸承134，定位盤131與轉(zhuǎn)盤132、轉(zhuǎn)盤132與轉(zhuǎn)盤蓋137之間裝有推力軸承a135，轉(zhuǎn)盤132固定在動力軸2上，定位盤131與轉(zhuǎn)盤132設(shè)有重力球133軌道，兩盤之間設(shè)有間隔空隙減少相互的摩擦，重力球133裝在軌道內(nèi)，轉(zhuǎn)盤蓋137固定在定位盤131上。

重力球133軌道截面為空心圓，由定位盤131和轉(zhuǎn)盤132的凹圓弧兩部分構(gòu)成，其定位盤131重力球上升段承重軌道138呈深凹圓弧形，重力球下落段輔助軌道139呈淺凹圓弧形；轉(zhuǎn)盤132重力球上升段輔助軌道1302呈淺凹圓弧形，重力球下落段承重軌道1301呈深凹圓弧形。兩盤相配合通過深、淺凹圓弧形軌道的變化，使重力球上升時，其重心處在定位盤131承重軌道段138，減輕轉(zhuǎn)盤132的承重，減少轉(zhuǎn)盤132的動能損耗；當(dāng)重力球133下落時，其重心處在轉(zhuǎn)盤承重軌道段1301，使轉(zhuǎn)盤132的勢能加大，增加了轉(zhuǎn)盤132的動能。

定位盤131軌道為凸圓圈形，轉(zhuǎn)盤132軌道為長弧形，兩盤軌道相配合作用重力球133上升時，重力球133處在離動力軸2較近的位置，當(dāng)重力球133下落時處在離動力軸2較遠(yuǎn)的位置，根據(jù)杠桿原理的力效應(yīng)，此時轉(zhuǎn)盤132處于最佳能量輸出狀態(tài)，產(chǎn)生的動能最大。轉(zhuǎn)盤132設(shè)有四條軌道，其每條軌道內(nèi)裝有一個重力球133，四個重力球133在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤132作用下，沿定位盤131凸圓圈形軌道斜向運行，連續(xù)不斷產(chǎn)生慣性重力動能，為旋轉(zhuǎn)動力裝置增速。

油箱a136設(shè)在定位盤131上，與轉(zhuǎn)盤132相配合，轉(zhuǎn)盤132旋轉(zhuǎn)時通過濺傳潤滑重力動力增速裝置的部件。

一種高鐵線路風(fēng)力發(fā)電裝置的具體安裝實施時，可分采集風(fēng)力動能單元與動能二次聚集發(fā)電單元兩部分進行組合：

采集風(fēng)力動能單元。以1.5倍列車長的距離，為一個采集風(fēng)力動能單元進行組合，用多個支架機構(gòu)1裝在同一動力軸2上，每兩個支架機構(gòu)1之間，分別用下連接桿3、上連接桿4連接，在動力軸2與下連接桿3之間安裝多個風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6；當(dāng)列車通過時，車頭氣流產(chǎn)生一個向外的排斥力，車身部分氣流產(chǎn)生一個向內(nèi)的吸力，車尾氣流產(chǎn)生一個向外的排斥力，此時，每個風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6先后受到三股氣流的作用，當(dāng)葉片64在氣流的作用下，左向轉(zhuǎn)動時，通過立軸62、立軸錐形齒輪65、錐形齒輪a66、傳動軸a67、齒輪a601、棘輪a602驅(qū)動動力軸2旋轉(zhuǎn)，此時棘輪b608處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)葉片64在氣流的作用下，右向轉(zhuǎn)動時，通過立軸62、立軸錐形齒輪65、錐形齒輪b603、傳動軸b604、齒輪b607、棘輪b608驅(qū)動動力軸2旋轉(zhuǎn)，此時棘輪a602處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。同時，在采集風(fēng)力動能單元中間位置，將超越離合器5、液壓泵73裝在動力軸2上，當(dāng)列車車尾通過超越離合器5時，由于超越離合器5以前的部分風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6不再產(chǎn)生新動能，超越離合器5可將超越離合器5前的動力軸2與其后的動力軸2進行相對分離，使超越離合器5以前部分風(fēng)能轉(zhuǎn)換機構(gòu)6停止運行后不損耗動力軸2動能；動力軸2轉(zhuǎn)動帶動液壓泵73旋轉(zhuǎn)，液壓泵73運行時，將油箱b77的油，通過主輸入管道79、輸入管道76，增壓后輸送到輸出管道75，進入主輸出管道78形成液壓動能，當(dāng)液壓泵73停止運行時，止回閥74可控制輸出管道75油的回流，避免輸出管道75、主輸出管道78形成液壓動能的流失。

動能二次聚集發(fā)電單元。根據(jù)列車發(fā)車頻率，將鐵路上至少有一列列車行駛設(shè)為動能二次聚集發(fā)電單元，在該單元段鐵路上安裝多個采集風(fēng)力動能單元，將每個采集風(fēng)力動能單元中的液壓泵73均與主輸出管道78連接。由于該段鐵路上始終至少有一列列車行駛，可源源不斷地產(chǎn)生風(fēng)能，通過采集風(fēng)力動能單元動能聚集、液壓泵73增壓后，使主輸出管道78可持續(xù)不斷地獲取新的液壓動能，此時，用主輸出管道78液壓動能驅(qū)動液壓馬達(dá)81轉(zhuǎn)動，液壓馬達(dá)81再通過變速箱83驅(qū)動發(fā)電機84高速旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電機84實現(xiàn)連續(xù)運行，輸出電能。

本發(fā)明不受上述實施例的限制，說明書中描述的只是說明原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，對其進行各種變化和改進都落入要求保護的范圍內(nèi)。