一种风能回收装置的制作方法

本实用新型涉及风能回收领域，更具体地说，涉及一种风能回收装置。

背景技术：

随着高速列车技术的发展，列车风能回收装置成为该技术的研究重点。现阶段，列车的能量回收技术主要集中在对再生制动的动能回收上，即在列车制动时，为了尽可能的避免资源浪费，将车头相向而来的气流回收、并储存起来，以备后用。就研究现状而言，列车的风能回收装置在设计上仍存在以下不合理的现象。

首先，在安装设计上，将受风力驱动的涡轮机构暴露在车外，即在列车正常行驶时，其涡轮机构直接与风力接触；该设计虽然能够对风能的回收起到一定的作用，但在车辆无需制动的情况下，涡轮机构的外露设计，会给正常行驶的列车带来不小的阻力，从而使能量的损耗增加。其次，在外形设计上，风能回收制动装置的外形就车身而言的改变较大，因此使得该装置的体积和重量增加，该设计既增加了正常行驶过程中的阻力，又遮挡了安装于下一节车厢的风能回收装置，影响后节车厢对风能的回收效果。

因此，如何使风能回收装置既能够减小风阻、又能避免对后节车厢装置的遮挡，是现阶段该领域亟待解决的难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种风能回收装置，该装置既能够减小风阻、又能避免对后节车厢装置的遮挡，解决了现有技术中的难题。

一种风能回收装置，包括：

与车顶围成空腔结构的罩体，

设置在所述空腔结构内部的涡轮，

由所述涡轮驱动的发电机；

所述罩体为可开合的结构，且当所述罩体闭合时、所述罩体与车顶结合成表面光滑的流线型；当所述罩体打开时，气流能够进入所述罩体内、以驱动所述涡轮。

优选的，所述风能回收装置，所述罩体的横截面由中间部位逐渐向车身前后的方向缩小。

优选的，所述风能回收装置，所述罩体的前部为可开合的风罩，所述罩体的后部固定在车顶上、形成涵道，所述涡轮设置在所述涵道内。

优选的，所述风能回收装置，所述涡轮设置在所述涵道的后部。

优选的，所述风能回收装置，所述风罩朝车身两侧的方向打开。

优选的，所述风能回收装置，所述空腔结构在所述风罩与所述涵道的交接处最宽。

优选的，所述风能回收装置，所述空腔结构在所述风罩与所述涵道的交接处隆起最高。

优选的，所述风能回收装置，所述涡轮的前方设有导流板；所述导流板沿车身前后的方向设置在空腔结构内，且能够将所述涵道的前部隔开。

优选的，所述风能回收装置，所述导流板为多个。

优选的，所述风能回收装置，所述空腔结构的最宽处与车顶的宽度相同。

本实用新型提出的风能回收装置，包括：与车顶围成空腔结构的罩体，设置在所述空腔结构内部的涡轮，由所述涡轮驱动的发电机；所述罩体为可开合的结构，且当所述罩体闭合时、所述罩体与车顶结合成表面光滑的流线型；当所述罩体打开时，气流能够进入所述罩体内、以驱动所述涡轮。在列车正常行驶的状态下，罩体处于关闭状态，且与车顶结合成表面光滑的流线型，故能够减小行驶过程中的风阻；在列车制动的状态下，因罩体打开，使风进入并驱动涡轮，故避免了对后节车厢上的风能回收装置的遮挡。因此，本装置既能够减小风阻、又能避免对后节车厢风能回收装置的遮挡，解决了现有技术中的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施方式中风能回收装置的示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中风能回收装置的左视图；

图3为本实用新型具体实施方式中风能回收装置隐去风罩的示意图；

图4为本实用新型具体实施方式中风能回收装置风罩打开时的前视图；

图5为本实用新型具体实施方式中风能回收装置涵道尾部的示意图；

图6为本实用新型具体实施方式中风能回收装置涡轮及发电机的示意图；

图7为本实用新型具体实施方式中风能回收装置在车顶布置的示意图。

图1-图7中：

车身-1、风罩-2、涵道-3、涡轮-4、发电机-5、主导流板-6、副导流板-7、铰链-8、叶片—9、支撑架—10。

具体实施方式

本具体实施方式的核心在于提供一种风能回收装置，该装置既能够减小风阻、又能避免对后节车厢装置的遮挡，解决了现有技术中的难题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

本具体实施方式提供的风能回收装置，主要包括：罩体、涡轮4、发电机5。其中，罩体为可开合的结构，且当罩体打开时，能够使对向来的风进入到罩体内，并驱动涡轮4运动；当罩体闭合时，其能够与车顶结合成表面光滑的流线型，降低了车辆正常行驶时的阻力。实际使用时，在列车正常行驶的状态下，罩体处于关闭状态，且与车顶结合成表面光滑的流线型，故能够减小行驶过程中的风阻；在列车制动的状态下，因罩体打开，使风进入并驱动涡轮4，故避免了对后节车厢上的风能回收装置的遮挡。因此，本装置既能够减小风阻、又能避免对后节车厢风能回收装置的遮挡，解决了现有技术中的难题。需要说明的是，本具体实施方式中提到的前后方向，指的是以车行驶的方向设定为前向，反之设定为后向；左右的方向亦是以车身及其行驶方向为参照设定的左向和右向。具体请详见图1-图3。

本具体实施方式提供的风能回收装置，罩体的横截面可以为由中间部位逐渐向车身1前后的方向缩小。该设计可以使对象风进入罩体后，能够实现加速的作用；与此同时还能进一步降低对后节车厢上风能回收装置的遮挡。具体请详见图1-图3。

本具体实施方式提供的风能回收装置，罩体可以分为前后两部分，其前部为可开合的风罩2，后部固定在车顶上、形成涵道3；且涡轮4设置在涵道3内；该设计可以在车辆制动时，只将罩体的一部分打开，即风罩2处于打开状态，使涡轮4在涵道3内，此设计能够进一步提高风能的回收率。在本具体实施方式中，为了进一步提高风能的转化率，可以将涡轮4设置在涵道3的后部，在风进入涵道3后，因涵道3逐渐缩小型的设计、使风尽可能的提高速度，以驱动涡轮4快速转动。同时，为了进一步降低风罩2打开时对后节车厢上的风能回收装置的遮挡，可以将风罩2设置为向车身1两侧的方向打开；且该设计还可以降低驱动风罩2打开的装置的功率，实现节能。在本具体实施方式中，风罩2可以通过铰链8与车顶相连接，且在风罩2闭合的情况下，该铰链8与风罩2和车顶从外观看、能够形成一体结构，该设计有助于减小风阻。具体请详见图4-图6。

本具体实施方式提供的风能回收装置，空腔结构可以在风罩2与涵道3的交接处最宽。该设计为了保证风罩2打开时，进风口的截面积最大，提高对向风的进入量。在具体的设计中，风罩2沿车身1方向的长度约为涵道3沿该方向长度的1/4为最佳。该设计能够使风罩2在关闭的状态下，其坡度较小，约为20°，有效的起到降低风阻的作用；同时能够保证涵道3有足够的长度，在风罩2打开的状态下，尽可能的对进入涵道3的风进行加速，以提高涡轮4的转速。具体可以设计成整体装置的长度与单节车厢的长度相同；涵道3的最宽处可以与车顶的宽度相同。该设计是为了使涵道3的横截面为低矮的形状，在车辆正常行驶下能够起到降低风阻的作用；在车辆制动的情况下，能够尽可能多的将对向风收集到涵道3中来，以获得更多的动能。具体请详见图4。

本具体实施方式提供的风能回收装置，可以设计使风罩2与涵道3的交接处隆起最高。且涵道3在车高方向的最大垂直高度与车高的比在1/8-1/7之间为最佳。该设计是为了使涵道3的垂直隆起高度较小，尽量的降低车辆正常行驶时的阻力。具体请详见图3-图4。

本具体实施方式提供的风能回收装置，涡轮4的前方可以设有导流板；且导流板沿车身1前后的方向设置在空腔结构内，能够将涵道3的前部隔开。具体实施方式中，可以在空腔结构内设置将其左右对称分隔开的主导流板6。该设计能够将对向来的风在涵道3的入口进行规整及导向，以便进入涵道3后起到更好的加速效果，使其对涡轮4做功，最大化的将风能转化为动能以带动发电机5运转。在具体的实施方式中为了更好的对风进行导流和规整，还可以在主导流板6的两侧设置多个副导流板7，设置的方式与主导流板6类似，副导流板7亦能够将涵道3的前部分隔开，起到对风导向的作用。具体请详见图3。在本具体实施方式中，为了进一步提高导流板的导流作用，可以将导流板延伸至风罩2处，该设计能够及时的对风进行规整和导流。因导流板在将涵道3沿车身方向隔开的前提下，才能够对风起到很好的导向作用，故在保证进入涵道3的风能够到达涡轮4处、并被转化成动能的前提下，可以增加导流板的长度，以最大化的对风进行规整和导流，进一步提高风速和风能的转化率。

本具体实施方式提供的风能回收装置，涡轮4的直径与其沿车身1方向的长度之比在1/3-1/2之间为最佳。在本具体实施方式中，因为涡轮4的叶片9为旋转的扭臂形，故直径与长度之比的设计，在一方面能够使叶片9获得更大的扭转角度，另一方面还可以显著增加每个叶片9的受风面积。该设计能够增加涡轮4在气流作用下所产生的扭矩，以进一步提高动能的转化率；同时，在车辆制动状态下，能够提高涵道3对车厢的阻力，有助于对制动状态下的车厢进行减速。该涡轮4可以通过两端的支撑架10固定在车顶上，且该支撑架10的外形选材设计亦可以考虑纵向的宽度远大于厚度的片状材料，以将对气流的影响降至最低。具体请详见图5-图6。

本具体实施方式提供的风能回收装置，从车身1的侧面看去，该装置的风罩2部分整体呈梭形，且涵道3的顶部与车顶平行，该设计能够尽可能的降低车辆正常行驶下的风阻，以将该装置对车身1外形的改变降到最小。具体请详见图2。

本具体实施方式提供的风能回收装置，在实际应用中，当列车进入制动状态时，风罩2会向两侧打开，使车身1对向的风进入涵道3、并带动涡轮4转动，此时转动的涡轮4驱动发电机5运转，完成将风能回收的过程。列车在正常行驶的状态下，风罩2处于关闭状态，且风罩2和涵道3均与车身1结合成一体，且为流线型的设计，故能够减小行驶过程中的风阻；列车在制动状态下，风罩2向两侧打开，使对向风进入涵道3，因涵道3为向车尾方向逐渐缩小的设计，该设计在对风起到加速作用的同时、避免了对后节车厢上的风能回收装置的遮挡，且进一步减小了风阻；另缩小的设计，在车辆制动的状态下，可以起到“兜风”的效果，有利于提高风阻的制动力。且本装置区别于现有技术，将其安装于车顶，故为非承重的结构，因此，在具体的选材上可以选择轻量化的材质，减小车辆正常行驶中的风阻，以进一步降低装置对车身1的影响。具体请详见图1-图6。

本具体实施方式提供的风能回收装置，其在车顶的安装方式可以如图7所示，即一部分风能回收装置正向安装，一部分反向安装；该设计能够保证，无论车辆行驶的方向如何，都能保证有一部分的风能回收装置处于工作中。当然，也可以在每节车厢上分别朝着相反的方向安装两个风能回收装置，该设计能够进一步提高风能的转化率。另为了在保证风能回收率的同时，不增加风能回收装置的个数，可以在风能回收装置合适的部位设置旋转装置，使得本装置可以根据车厢行驶的方向进行旋转调整，以适应车辆不同的行驶方向。需要说明的是，本实用新型所涉及的风能回收装置的所有起到同等作用的布局方式，均在本实用新型权利保护范围内。具体请详见图7。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。