本實用新型涉及風能回收領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種風能回收裝置。

背景技術(shù)：

隨著高速列車技術(shù)的發(fā)展，列車風能回收裝置成為該技術(shù)的研究重點?，F(xiàn)階段，列車的能量回收技術(shù)主要集中在對再生制動的動能回收上，即在列車制動時，為了盡可能的避免資源浪費，將車頭相向而來的氣流回收、并儲存起來，以備后用。就研究現(xiàn)狀而言，列車的風能回收裝置在設(shè)計上仍存在以下不合理的現(xiàn)象。

首先，在安裝設(shè)計上，將受風力驅(qū)動的渦輪機構(gòu)暴露在車外，即在列車正常行駛時，其渦輪機構(gòu)直接與風力接觸；該設(shè)計雖然能夠?qū)︼L能的回收起到一定的作用，但在車輛無需制動的情況下，渦輪機構(gòu)的外露設(shè)計，會給正常行駛的列車帶來不小的阻力，從而使能量的損耗增加。其次，在外形設(shè)計上，風能回收制動裝置的外形就車身而言的改變較大，因此使得該裝置的體積和重量增加，該設(shè)計既增加了正常行駛過程中的阻力，又遮擋了安裝于下一節(jié)車廂的風能回收裝置，影響后節(jié)車廂對風能的回收效果。

因此，如何使風能回收裝置既能夠減小風阻、又能避免對后節(jié)車廂裝置的遮擋，是現(xiàn)階段該領(lǐng)域亟待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種風能回收裝置，該裝置既能夠減小風阻、又能避免對后節(jié)車廂裝置的遮擋，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的難題。

一種風能回收裝置，包括：

與車頂圍成空腔結(jié)構(gòu)的罩體，

設(shè)置在所述空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的渦輪，

由所述渦輪驅(qū)動的發(fā)電機；

所述罩體為可開合的結(jié)構(gòu)，且當所述罩體閉合時、所述罩體與車頂結(jié)合成表面光滑的流線型；當所述罩體打開時，氣流能夠進入所述罩體內(nèi)、以驅(qū)動所述渦輪。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述罩體的橫截面由中間部位逐漸向車身前后的方向縮小。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述罩體的前部為可開合的風罩，所述罩體的后部固定在車頂上、形成涵道，所述渦輪設(shè)置在所述涵道內(nèi)。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述渦輪設(shè)置在所述涵道的后部。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述風罩朝車身兩側(cè)的方向打開。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述空腔結(jié)構(gòu)在所述風罩與所述涵道的交接處最寬。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述空腔結(jié)構(gòu)在所述風罩與所述涵道的交接處隆起最高。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述渦輪的前方設(shè)有導流板；所述導流板沿車身前后的方向設(shè)置在空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，且能夠?qū)⑺龊赖那安扛糸_。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述導流板為多個。

優(yōu)選的，所述風能回收裝置，所述空腔結(jié)構(gòu)的最寬處與車頂?shù)膶挾认嗤?/p>

本實用新型提出的風能回收裝置，包括：與車頂圍成空腔結(jié)構(gòu)的罩體，設(shè)置在所述空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的渦輪，由所述渦輪驅(qū)動的發(fā)電機；所述罩體為可開合的結(jié)構(gòu)，且當所述罩體閉合時、所述罩體與車頂結(jié)合成表面光滑的流線型；當所述罩體打開時，氣流能夠進入所述罩體內(nèi)、以驅(qū)動所述渦輪。在列車正常行駛的狀態(tài)下，罩體處于關(guān)閉狀態(tài)，且與車頂結(jié)合成表面光滑的流線型，故能夠減小行駛過程中的風阻；在列車制動的狀態(tài)下，因罩體打開，使風進入并驅(qū)動渦輪，故避免了對后節(jié)車廂上的風能回收裝置的遮擋。因此，本裝置既能夠減小風阻、又能避免對后節(jié)車廂風能回收裝置的遮擋，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的難題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置的示意圖；

圖2為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置的左視圖；

圖3為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置隱去風罩的示意圖；

圖4為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置風罩打開時的前視圖；

圖5為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置涵道尾部的示意圖；

圖6為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置渦輪及發(fā)電機的示意圖；

圖7為本實用新型具體實施方式中風能回收裝置在車頂布置的示意圖。

圖1-圖7中：

車身-1、風罩-2、涵道-3、渦輪-4、發(fā)電機-5、主導流板-6、副導流板-7、鉸鏈-8、葉片—9、支撐架—10。

具體實施方式

本具體實施方式的核心在于提供一種風能回收裝置，該裝置既能夠減小風阻、又能避免對后節(jié)車廂裝置的遮擋，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的難題。

以下，參照附圖對實施例進行說明。此外，下面所示的實施例不對權(quán)利要求所記載的實用新型內(nèi)容起任何限定作用。另外，下面實施例所表示的構(gòu)成的全部內(nèi)容不限于作為權(quán)利要求所記載的實用新型的解決方案所必需的。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，主要包括：罩體、渦輪4、發(fā)電機5。其中，罩體為可開合的結(jié)構(gòu)，且當罩體打開時，能夠使對向來的風進入到罩體內(nèi)，并驅(qū)動渦輪4運動；當罩體閉合時，其能夠與車頂結(jié)合成表面光滑的流線型，降低了車輛正常行駛時的阻力。實際使用時，在列車正常行駛的狀態(tài)下，罩體處于關(guān)閉狀態(tài)，且與車頂結(jié)合成表面光滑的流線型，故能夠減小行駛過程中的風阻；在列車制動的狀態(tài)下，因罩體打開，使風進入并驅(qū)動渦輪4，故避免了對后節(jié)車廂上的風能回收裝置的遮擋。因此，本裝置既能夠減小風阻、又能避免對后節(jié)車廂風能回收裝置的遮擋，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的難題。需要說明的是，本具體實施方式中提到的前后方向，指的是以車行駛的方向設(shè)定為前向，反之設(shè)定為后向；左右的方向亦是以車身及其行駛方向為參照設(shè)定的左向和右向。具體請詳見圖1-圖3。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，罩體的橫截面可以為由中間部位逐漸向車身1前后的方向縮小。該設(shè)計可以使對象風進入罩體后，能夠?qū)崿F(xiàn)加速的作用；與此同時還能進一步降低對后節(jié)車廂上風能回收裝置的遮擋。具體請詳見圖1-圖3。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，罩體可以分為前后兩部分，其前部為可開合的風罩2，后部固定在車頂上、形成涵道3；且渦輪4設(shè)置在涵道3內(nèi)；該設(shè)計可以在車輛制動時，只將罩體的一部分打開，即風罩2處于打開狀態(tài)，使渦輪4在涵道3內(nèi)，此設(shè)計能夠進一步提高風能的回收率。在本具體實施方式中，為了進一步提高風能的轉(zhuǎn)化率，可以將渦輪4設(shè)置在涵道3的后部，在風進入涵道3后，因涵道3逐漸縮小型的設(shè)計、使風盡可能的提高速度，以驅(qū)動渦輪4快速轉(zhuǎn)動。同時，為了進一步降低風罩2打開時對后節(jié)車廂上的風能回收裝置的遮擋，可以將風罩2設(shè)置為向車身1兩側(cè)的方向打開；且該設(shè)計還可以降低驅(qū)動風罩2打開的裝置的功率，實現(xiàn)節(jié)能。在本具體實施方式中，風罩2可以通過鉸鏈8與車頂相連接，且在風罩2閉合的情況下，該鉸鏈8與風罩2和車頂從外觀看、能夠形成一體結(jié)構(gòu)，該設(shè)計有助于減小風阻。具體請詳見圖4-圖6。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，空腔結(jié)構(gòu)可以在風罩2與涵道3的交接處最寬。該設(shè)計為了保證風罩2打開時，進風口的截面積最大，提高對向風的進入量。在具體的設(shè)計中，風罩2沿車身1方向的長度約為涵道3沿該方向長度的1/4為最佳。該設(shè)計能夠使風罩2在關(guān)閉的狀態(tài)下，其坡度較小，約為20°，有效的起到降低風阻的作用；同時能夠保證涵道3有足夠的長度，在風罩2打開的狀態(tài)下，盡可能的對進入涵道3的風進行加速，以提高渦輪4的轉(zhuǎn)速。具體可以設(shè)計成整體裝置的長度與單節(jié)車廂的長度相同；涵道3的最寬處可以與車頂?shù)膶挾认嗤Ｔ撛O(shè)計是為了使涵道3的橫截面為低矮的形狀，在車輛正常行駛下能夠起到降低風阻的作用；在車輛制動的情況下，能夠盡可能多的將對向風收集到涵道3中來，以獲得更多的動能。具體請詳見圖4。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，可以設(shè)計使風罩2與涵道3的交接處隆起最高。且涵道3在車高方向的最大垂直高度與車高的比在1/8-1/7之間為最佳。該設(shè)計是為了使涵道3的垂直隆起高度較小，盡量的降低車輛正常行駛時的阻力。具體請詳見圖3-圖4。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，渦輪4的前方可以設(shè)有導流板；且導流板沿車身1前后的方向設(shè)置在空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，能夠?qū)⒑?的前部隔開。具體實施方式中，可以在空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置將其左右對稱分隔開的主導流板6。該設(shè)計能夠?qū)ο騺淼娘L在涵道3的入口進行規(guī)整及導向，以便進入涵道3后起到更好的加速效果，使其對渦輪4做功，最大化的將風能轉(zhuǎn)化為動能以帶動發(fā)電機5運轉(zhuǎn)。在具體的實施方式中為了更好的對風進行導流和規(guī)整，還可以在主導流板6的兩側(cè)設(shè)置多個副導流板7，設(shè)置的方式與主導流板6類似，副導流板7亦能夠?qū)⒑?的前部分隔開，起到對風導向的作用。具體請詳見圖3。在本具體實施方式中，為了進一步提高導流板的導流作用，可以將導流板延伸至風罩2處，該設(shè)計能夠及時的對風進行規(guī)整和導流。因?qū)Я靼逶趯⒑?沿車身方向隔開的前提下，才能夠?qū)︼L起到很好的導向作用，故在保證進入涵道3的風能夠到達渦輪4處、并被轉(zhuǎn)化成動能的前提下，可以增加導流板的長度，以最大化的對風進行規(guī)整和導流，進一步提高風速和風能的轉(zhuǎn)化率。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，渦輪4的直徑與其沿車身1方向的長度之比在1/3-1/2之間為最佳。在本具體實施方式中，因為渦輪4的葉片9為旋轉(zhuǎn)的扭臂形，故直徑與長度之比的設(shè)計，在一方面能夠使葉片9獲得更大的扭轉(zhuǎn)角度，另一方面還可以顯著增加每個葉片9的受風面積。該設(shè)計能夠增加渦輪4在氣流作用下所產(chǎn)生的扭矩，以進一步提高動能的轉(zhuǎn)化率；同時，在車輛制動狀態(tài)下，能夠提高涵道3對車廂的阻力，有助于對制動狀態(tài)下的車廂進行減速。該渦輪4可以通過兩端的支撐架10固定在車頂上，且該支撐架10的外形選材設(shè)計亦可以考慮縱向的寬度遠大于厚度的片狀材料，以將對氣流的影響降至最低。具體請詳見圖5-圖6。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，從車身1的側(cè)面看去，該裝置的風罩2部分整體呈梭形，且涵道3的頂部與車頂平行，該設(shè)計能夠盡可能的降低車輛正常行駛下的風阻，以將該裝置對車身1外形的改變降到最小。具體請詳見圖2。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，在實際應用中，當列車進入制動狀態(tài)時，風罩2會向兩側(cè)打開，使車身1對向的風進入涵道3、并帶動渦輪4轉(zhuǎn)動，此時轉(zhuǎn)動的渦輪4驅(qū)動發(fā)電機5運轉(zhuǎn)，完成將風能回收的過程。列車在正常行駛的狀態(tài)下，風罩2處于關(guān)閉狀態(tài)，且風罩2和涵道3均與車身1結(jié)合成一體，且為流線型的設(shè)計，故能夠減小行駛過程中的風阻；列車在制動狀態(tài)下，風罩2向兩側(cè)打開，使對向風進入涵道3，因涵道3為向車尾方向逐漸縮小的設(shè)計，該設(shè)計在對風起到加速作用的同時、避免了對后節(jié)車廂上的風能回收裝置的遮擋，且進一步減小了風阻；另縮小的設(shè)計，在車輛制動的狀態(tài)下，可以起到“兜風”的效果，有利于提高風阻的制動力。且本裝置區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，將其安裝于車頂，故為非承重的結(jié)構(gòu)，因此，在具體的選材上可以選擇輕量化的材質(zhì)，減小車輛正常行駛中的風阻，以進一步降低裝置對車身1的影響。具體請詳見圖1-圖6。

本具體實施方式提供的風能回收裝置，其在車頂?shù)陌惭b方式可以如圖7所示，即一部分風能回收裝置正向安裝，一部分反向安裝；該設(shè)計能夠保證，無論車輛行駛的方向如何，都能保證有一部分的風能回收裝置處于工作中。當然，也可以在每節(jié)車廂上分別朝著相反的方向安裝兩個風能回收裝置，該設(shè)計能夠進一步提高風能的轉(zhuǎn)化率。另為了在保證風能回收率的同時，不增加風能回收裝置的個數(shù)，可以在風能回收裝置合適的部位設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，使得本裝置可以根據(jù)車廂行駛的方向進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整，以適應車輛不同的行駛方向。需要說明的是，本實用新型所涉及的風能回收裝置的所有起到同等作用的布局方式，均在本實用新型權(quán)利保護范圍內(nèi)。具體請詳見圖7。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。