CN2591264Y - 路面压电式无污染发电装置 - Google Patents

Abstract

属于动力机械领域，特征是本装置位于路下的凹坑内的基础上安装有支承座、纵梁、各个弹性板、压电元件组、横梁等部件，上部框架及缓冲密封板并以路面覆盖，车辆行驶其上时的压力，通过压电元件的压电效应，转换成电力输出。整个装置简单可靠，不消耗燃料和各种能源，安全可靠，占地面积小，投资只及同等太阳能发电的1/4－1/5。运行费用低1/2以上，使用方便。广泛用于城市、乡镇、山区道路沿线各个路段，应用极其广泛。

Description

路面压电式无污染发电装置

技术领域：本实用新型属于动力机械领域。

背景技术：目前，发电装置所采取的能源多种。其中使用燃料的火力发电存在污染问题，水力发电只能用于江河地段，原子能发电复杂庞大需要大量投资，还有核废料的处理问题。其他清洁的可再生能源如太阳能、风能、海洋能、地热能等。则在很大程度上受到地理，地貌、地形、气象等自然条件的限制。

发明内容：本实用新型的目的是：创立一种与现有各种能源均不同的新能源利用途径。这种新能源既不属于矿物资源也不属于自然能源或原子能，而是充分利用人们生活、生产活动和交通运输过程可重新利用的能量。由此，本实用新型所要解决的技术问题是：利用各种车辆行驶时对路面压力。将使其作用于具有压电效应的元件上，转换为电力输出，构成路面压电式无污染发电装置。

图1、图2是本实用新型的技术方案。其中图1是结构布置图。整个装置位于道路路面(1)下方的凹坑内。凹坑顶部由路面覆盖板(2)全部覆盖，周边与路面叠合密封并略高于道路路面(约高出1～2厘米)。防止雨雪、沙土等浸入。

路面覆盖板下面连接框架(3)和缓冲密封板(4)。其中框架刚性固定于凹坑上方四周，缓冲密封板弹性地嵌在各根平行排列的的横梁(5)上。板的四周与框架连接。每根横梁的两端分别由两套上弹性垫(6)、压电元件组(7)、下弹性垫(8)支承。各套上、下弹性垫和压电元件组排成两行分别均布安装在两根平行的纵梁(9)的上面。而纵梁则固定在凹坑内基础(11)的支承座(10)上。组成整个发电装置，同时凹坑内部与外界连接有排污管(12)、电缆管(13)和通风管(14)。电缆管内装有压电元件组的电线引线。(如图2中虚线)。图2、a，图2、b是本实用新型电气控制***，由压电元件组(7)。引出接线(15)，整流器及斩波器充电***(16)，蓄电池组(17)，调节控制***(18)，逆变器(19)，负载(20)组成。这一部份属于普通电子电力供电***技术，其原理也与普通相应供电技术相同。

本实用新型第一特征是：本装置由路面覆盖板(2)下方凹坑、凹坑内基础(11)、支承座(10)和发电装置组成，发电装置位于道路路面下方的凹坑内。凹坑内基础(11)及其上两支承座(10)、两根纵梁(9)互相平行，若干下弹性垫(8)、上弹性垫(6)及其中间的压电元件组(7)，分成两行均匀排列位于纵梁及横梁之间，缓冲密封板(4)位于横梁(5)上，路面覆盖板(2)位于顶部。

第二特征是：两根纵梁(9)平行于道路行进方面，其上面各根横梁平行排列并垂直于道路行进方向。

第三特征是：多层叠合：压电片位于每个压电元件组(7)的内部，连接电线引线。

各个另件的连接方式，路面覆盖板、缓冲密封板、横梁、上下弹性垫及压电元件组之间均为粘接，依靠其弹性变形。上、下弹性垫及其上横梁受力时，可绕各向作少量的角位移。而凹坑中框架、支承垫和纵梁基础之间均为紧固连接、整个装置无机械传动和大运动另件。同时对冲击载荷具有减振作用，可靠性高，噪音很小。

附图说明：图1是本实用新型的结构布置(三视)图。图中：1-道路路面、2-路面覆盖板、3-框架、4-缓冲密封板、5-横梁、6-上弹性垫、7-压电元件组、8-下弹性垫、9-纵梁、10-支承座、11-凹坑内基础、12-排污管、13-电缆管、14-通风管。

图2a及2b是本发明的电气接线及控制***方框图。图中：15-接线，16-整流器及斩波器充电***，17-蓄电池组，18-调节控制***，19-逆变器，20-负载。

具体实施方案：本发明是这样实现的，当车辆沿道路行驶于本装置路面板上时(如图1虚线所示)，沿行进方向、车辆重量依次压在一组又一组横梁(5)，上弹性垫(6)，及压电元件组(7)上、其作用力如图P₁、P₂，导致元件组内部的叠合多层压电片形变。由于这些压电片材料的压电效应。使这短时作用的压力P₁、P₂转换成电荷。通过适当的连接电路引线输出。当车轮脱离此横梁，弹性板及压电元件组上后。它又弹性恢复原状，电荷为零。由此各个压电元件组依次产生的电荷构成频率及大小均变化的交流电源。

这样产生的交流电源的电气控制***(图2、a及图2、b)，通过接线(15)与整流器及斩波器充电***(16)，转变成适当的充电电流。经蓄电池组(17)逆变器***(19)，转变成适当的交流电为负载(20)供电。整个装置由调节控制***(18)加以调节控制。供电方式与已有技术相同。

本实用新型装置位于交通频繁往复车辆很多直行路段。往复车辆愈多、重量愈大。产生电力的频率及输出功率也愈大。配合蓄电池组等现代已有电力-电子控制供电***，可实现全天候不间断供电。同时对路面上车辆行驶交通无任何影响。

以下是本发明的一个实施例：

名称：路面压电式无污染发电装置

平均功率：4KW(全天候供电)。

有效作用面积：长8m宽6m，可用于两排车辆(同向或对向)同时运行。

蓄电池组电压及总容量：24V 20000AH

最大承载(车辆)重量：12t

各横梁中心距：160mm

横梁数量：50

压电元件组数量：100组

每组压电元件组中压电片数：80片

供电输出：单相AC 220V

本发明的优点是：

1、本发明与现有的各种发电能源不同。它直接利用车辆行驶时对地面的压力发电，不影响交通运输，无污染，不消耗其他矿物能源和自然能源，建造于各种公路及城乡道路上，基本不受地理环境及气候等限制。便于实施。

2、本发明建于道路下面不需厂房。而配套的蓄电池组及控制供电***。只需一间相对较小的配电间，所需土地面积比其它发电装置少的多。沿路到处均可建立。而控制供电***，可应用已有技术，容易实现。

3、由于本发明不消耗燃料和其他能源物质，整个装置没有传动部件，结构简单可靠，噪音很小。一般不需要专门维护，运行费用比小型水力发电太阳能发电，风力发电等约低1/2以上。比火力发电及内燃机发电更低很多。

本发明作为一种新的清洁的发电电源，可用于城市、乡镇、甚至边远山区公路沿线和公路桥梁路面下。一条路上即可排列设置很多本实用新型装置，成为分散于各地，各点小型发电设备。

Claims (3)

1、一种路面压电式无污染发电装置，其特征在于整个由路面覆盖板、其下方凹坑、基础、支承座和发电装置组成，凹坑内基础上的两支承座及纵梁互相平行，两行均匀排列的压电元件组及上、下弹性垫位于纵梁及其上横梁之间，缓冲密封板位于横梁上，路面覆盖板位于顶部。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于纵梁平行于道路行进方向，各根平行的横梁垂直于道路行进方向。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于多层叠合压电片位于每个压电元件组(7)内，连接引线引出。

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