專利名稱：一種利用飛輪和抽吸效應(yīng)進行發(fā)電的鐵路路燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于照明設(shè)備，尤其是涉及一種利用自然能源發(fā)電的路燈。
背景技術(shù)：
為了節(jié)約能源，保護環(huán)境，目前已經(jīng)出現(xiàn)了利用太陽能和風(fēng)能提供電力的路燈。這兩種自然能源的路燈，特別適用于鐵路沿線的照明。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(wěn)定的。比如，連續(xù)的陰雨天，太陽能路燈的供電就成了問題。連續(xù)的無風(fēng)或微風(fēng)天氣，風(fēng)能路燈就會停止工作。研究一種利用穩(wěn)定的自然能源供電的鐵路沿線的路燈，成為一個重要課題?，F(xiàn)有的太陽能和風(fēng)能路燈的另一個缺點是需配置化學(xué)電池，而化學(xué)電池要定期維護，且使用壽命有限，廢棄電池也會對環(huán)境造成污染，這種狀態(tài)也有待改進。另一值得注意的現(xiàn)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(chǎn)生的高速氣流，會對鐵路兩旁的人或物產(chǎn)生抽吸效應(yīng)，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(xiàn)象可以根據(jù)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(qū)推向(吸向)低壓區(qū)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述自然能源發(fā)電的路燈的不足之處，提出一種具有穩(wěn)定的自然能源供電裝置的路燈，該路燈無須使用化學(xué)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(chǎn)生的；這種自然能源且是穩(wěn)定的，因為每日運行的列車班次數(shù)量是相當穩(wěn)定的。本實用新型主要思路是:鐵路沿線兩旁的路燈增設(shè)了以抽吸力為動力的擺動裝置和飛輪發(fā)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(fā)電裝置儲能并同時發(fā)電，發(fā)出的電供列車前方的路燈發(fā)光照明本實用新型具體技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:該路燈包括:擺動裝置，其包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部兩側(cè)的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、兩只變速器、兩塊支板、兩只內(nèi)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；兩只變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；變速器的輸出端與一內(nèi)接式棘輪連接；飛輪發(fā)電裝置，其包括兩只飛輪和一直流發(fā)電機及其支撐板；位于路燈立柱內(nèi)的直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動裝置中的內(nèi)接式棘輪連接；含有直流發(fā)電機定子的外殼通過支撐板固定于路燈立柱內(nèi)部；直流發(fā)電機與一穩(wěn)壓電路電連接，穩(wěn)壓電路與一遠端的路燈發(fā)光件電連接；路燈組件，其包括路燈發(fā)光件和路燈立柱，路燈發(fā)光件設(shè)置在路燈立柱上部，路燈發(fā)光件與遠端的路燈中的穩(wěn)壓電路電連接；使用上述裝置的方法:當列車經(jīng)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(chǎn)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(nèi)接式棘輪、飛輪和直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子一起運轉(zhuǎn)，飛輪儲存動能并利用其轉(zhuǎn)動慣性帶動直流發(fā)電機發(fā)電，直流發(fā)電機發(fā)出的電通過穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓后，給遠端的列車前方的路燈發(fā)光件供電照明；列車依次經(jīng)過排列著的路燈，列車前方的路燈發(fā)光件依次發(fā)光照明；列車通過路燈后，抽吸力消失，平衡重塊的重力拉動鏈條，使抽吸板回復(fù)到原來的狀態(tài)，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(zhuǎn)速逐漸降低而不再有效發(fā)電，路燈發(fā)光件熄滅；如此周而復(fù)始，上述裝置依靠列車產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，給列車前方的路燈發(fā)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(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，提供鐵路路燈照明的穩(wěn)定和環(huán)保的電力。避免了現(xiàn)有的風(fēng)能和太陽能路燈電力不穩(wěn)定的缺點。也節(jié)約了公共電網(wǎng)的電力資源。二、利用飛輪儲存發(fā)電的能量，代替蓄電池儲存電力，避免了化學(xué)電池的環(huán)境污染，也避免了化學(xué)電池壽命短，須經(jīng)常維護的缺點。
圖1是本實用新型的使用狀態(tài)示意圖。圖2是圖1的運動狀態(tài)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(nèi)接式棘輪的結(jié)構(gòu)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(jié)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(cè)的路燈增設(shè)一個以抽吸力為動力的擺動裝置和飛輪發(fā)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(fā)電裝置儲能并同時發(fā)電，發(fā)出的電供列車前方遠端的路燈發(fā)光照明(路燈的電連接方式參閱圖10)。這個飛輪發(fā)電裝置類似于飛輪電池，不同的是飛輪電池是充電儲能的，其外部是一個真空盒，發(fā)電的持續(xù)時間較長。而本飛輪發(fā)電裝置在運行過程中，因為風(fēng)耗、摩擦等原因，發(fā)電的持續(xù)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(fā)電裝置發(fā)出的電足夠為列車照明所需。[0028]擺動裝置主要包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板11和支架12，路燈立柱上部兩側(cè)的兩根鏈條13、兩只鏈輪14、平衡重塊15、兩只變速器16、兩塊支板17、兩只內(nèi)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(jīng)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(shè)在路燈立柱上的上限位桿91和下限位桿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。當列車通過后，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(fù)到初始位置，以備下一次的擺動。兩只變速器16分別通過兩塊支板17分別固定于路燈立柱41兩側(cè)，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的一端連接于抽吸板11上部，另一端連接于平衡重塊15 ;鏈輪14中設(shè)有棘輪(未畫出)；該鏈輪類似于自行車后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(zhuǎn)動時，也帶動變速器16的輸入軸一起同方向轉(zhuǎn)動；當鏈輪14順時針方向轉(zhuǎn)動時，由于棘輪的防逆功能，變速器16的輸入軸不隨鏈輪14轉(zhuǎn)動。變速器16的輸出端與一內(nèi)接式棘輪18連接，內(nèi)接式棘輪18與飛輪21連接，參見圖8 ;變速器16的作用在于將鏈輪14的轉(zhuǎn)速進一步提高，使飛輪21有一個較高的角速度和動能。內(nèi)接式棘輪18的作用是當飛輪21被推動后，飛輪21依靠其較大的轉(zhuǎn)動慣性持續(xù)轉(zhuǎn)動，而變速器16不再跟隨轉(zhuǎn)動，以免消耗飛輪21的動能。飛輪發(fā)電裝置主要包括兩只飛輪21和一直流發(fā)電機22及其支撐板23 ;位于路燈立柱41內(nèi)的直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子221的兩端部分別與一飛輪21連接；含有直流發(fā)電機定子的外殼222通過支撐板23固定于路燈立柱41內(nèi)部；直流發(fā)電機22依靠飛輪21的儲存的動能在一段時間內(nèi)持續(xù)發(fā)電。直流發(fā)電機22與一穩(wěn)壓電路(未畫出)電連接,穩(wěn)壓電路與一遠端(前端或后端)的路燈發(fā)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(fā)的電通過電纜點亮了路燈5的發(fā)光件，而路燈3的發(fā)光件的被點亮電源是由路燈I發(fā)電裝置發(fā)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(fā)光件。發(fā)電的路燈和被點亮路燈之間的距離可以根據(jù)實際列車速度和使用環(huán)境而定，例如，相隔1500米。通過穩(wěn)壓電路可以給于路燈發(fā)光件以穩(wěn)定有效的電源。獲得穩(wěn)定有效電源的另一種方法是可以在飛輪21與直流發(fā)電機22之間增設(shè)一個機械離心式調(diào)速器，這樣可以使直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子有一個穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。所述的穩(wěn)壓電路和機械離心式調(diào)速器，均可采用公知的穩(wěn)壓電路和機械離心式調(diào)速器。綜上所述，使用上述裝置的方法:當列車經(jīng)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(chǎn)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(nèi)接式棘輪18、飛輪21和直流發(fā)電機22 —起轉(zhuǎn)動，飛輪21儲存動能并利用其轉(zhuǎn)動慣性帶動直流發(fā)電機22發(fā)電，直流發(fā)電機22發(fā)出的電通過穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓后，給遠端的列車前方的路燈發(fā)光件供電照明；列車依次經(jīng)過排列在鐵路兩旁的路燈，列車前方的路燈發(fā)光件依次發(fā)光照明；列車通過路燈后，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(fù)到原來的狀態(tài)；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(zhuǎn)速逐漸降低而不再有效發(fā)電，路燈發(fā)光件4熄滅；[0032]如此周而復(fù)始，路燈的飛輪發(fā)電裝置依靠列車產(chǎn)生的抽吸力發(fā)電，給列車前方的路燈發(fā)光件供電照明。。由于本實用新型的相關(guān)零部件運行的時間較為短暫，故可以在穩(wěn)壓電路與路燈發(fā)光件之間不設(shè)控制電路，也就是在白天也是短暫地發(fā)電和照明的。當然也可以設(shè)置包括光敏檢測電路或時間設(shè)定電路這類控制電路，用于控制在白天關(guān)閉路燈發(fā)光件。光敏檢測電路或時間設(shè)定電路這類控制電路，均是公知的控制電路，在這里不再累述。
權(quán)利要求1.一種利用飛輪和抽吸效應(yīng)進行發(fā)電的鐵路路燈，其特征是，該路燈包括: 擺動裝置，其包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部兩側(cè)的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、兩只變速器、兩塊支板、兩只內(nèi)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；兩只變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；變速器的輸出端與一內(nèi)接式棘輪連接； 飛輪發(fā)電裝置，其包括兩只飛輪和一直流發(fā)電機及其支撐板；位于路燈立柱內(nèi)的直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動裝置中的內(nèi)接式棘輪連接；含有直流發(fā)電機定子的外殼通過支撐板固定于路燈立柱內(nèi)部；直流發(fā)電機與一穩(wěn)壓電路電連接，穩(wěn)壓電路與一遠端的路燈發(fā)光件電連接； 路燈組件，其包括路燈發(fā)光件和路燈立柱，路燈發(fā)光件設(shè)置在路燈立柱上部，路燈發(fā)光件與遠端的路燈中的穩(wěn)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(yīng)進行發(fā)電的鐵路路燈，其特點在于鐵路沿線的路燈增設(shè)一個以抽吸力為動力的擺動裝置和一個飛輪發(fā)電裝置，擺動裝置，其包括設(shè)在路燈立柱前部的抽吸板和支架，路燈立柱上部兩側(cè)的兩根鏈條、兩只鏈輪、平衡重塊、兩只變速器、兩塊支板、兩只內(nèi)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；兩只變速器分別通過兩塊支板固定于路燈立柱兩側(cè)，所述變速器的輸入端連接鏈輪，鏈輪中設(shè)有棘輪；每個鏈輪上均嚙合一根鏈條，每根鏈條的一端連接于抽吸板上部，另一端連接于平衡重塊；變速器的輸出端與一內(nèi)接式棘輪連接；當飛輪發(fā)電裝置，其包括兩只飛輪和一直流發(fā)電機及其支撐板；位于路燈立柱內(nèi)的直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的兩端部分別與飛輪連接；飛輪與擺動裝置中的內(nèi)接式棘輪連接；含有直流發(fā)電機定子的外殼通過支撐板固定于路燈立柱內(nèi)部；直流發(fā)電機與一穩(wěn)壓電路電連接，穩(wěn)壓電路與一遠端的路燈發(fā)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(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者馮靜 申請人:馮靜