專利名稱：尾渦噪聲發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尾渦噪聲發(fā)電裝置，屬于一種清潔能源及新能源開發(fā)采集轉(zhuǎn)化利用的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工藝水平已經(jīng)趨向成熟，一些小型發(fā)電機(jī)甚至能利用lm/s的超低風(fēng)速進(jìn)行發(fā)電，逐漸完善的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)也越來越被廣泛應(yīng)用。同時(shí)，噪聲發(fā)電這一新概念在壓電轉(zhuǎn)化技術(shù)的發(fā)展支持下逐漸成為現(xiàn)實(shí)。但目前世界上還未出現(xiàn)任何專門用于吸收轉(zhuǎn)化飛機(jī)起降產(chǎn)生的尾流風(fēng)能及飛機(jī)巨大噪聲能，這兩種清潔能源的能源采集裝置，也沒有出現(xiàn)任何可用于機(jī)場跑道環(huán)境苛刻條件下的發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全新的用于機(jī)場跑道環(huán)境的能源采集及發(fā)電裝置，即尾渦噪聲發(fā)電裝置，它能夠吸收飛機(jī)起飛降落時(shí)產(chǎn)生的尾渦風(fēng)能以及飛機(jī)巨大噪聲振動(dòng)能，并將這些清潔能源高效地轉(zhuǎn)化為可利用的電能進(jìn)行循環(huán)利用，同時(shí)這一發(fā)電裝置可以滿足機(jī)場跑道建設(shè)的安全規(guī)范要求，擁有完善的應(yīng)對緊急事故的安全應(yīng)急機(jī)制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其功能所采用的技術(shù)方案是:
一種尾渦噪聲發(fā)電裝置，包括地上葉片和地下發(fā)電箱，地上葉片包括碳纖維骨架、壓電薄膜、ETFE保護(hù)膜以及導(dǎo)線總線，ETFE保護(hù)膜安裝在碳纖維骨架上，壓電薄膜貼在ETFE保護(hù)膜內(nèi)側(cè)，壓電薄膜通過導(dǎo)線與導(dǎo)線總線連接；地下發(fā)電箱包括保護(hù)殼，保護(hù)外殼內(nèi)從上到下設(shè)置有齒輪組、發(fā)電機(jī)、以及電力電子箱，導(dǎo)線總線連接發(fā)電機(jī)，碳纖維骨架底部與齒輪組上端齒輪連接，齒輪組的下端齒輪連接發(fā)電機(jī)。所述地上葉片的碳纖維骨架底部設(shè)置有可熔斷合金層，與導(dǎo)線總線相連接。所述地下發(fā)電箱內(nèi)還設(shè)置有回復(fù)力彈簧組，碳纖維骨架底端與回復(fù)力彈簧組鉸接，回復(fù)力彈簧組通過彈簧固定環(huán)固定在內(nèi)層保護(hù)殼中。所述保護(hù)殼包括內(nèi)層保護(hù)殼、底部保護(hù)殼、外層保護(hù)殼，底部保護(hù)殼通過軸承設(shè)置在內(nèi)層保護(hù)殼的外圍，外層保護(hù)殼設(shè)置在底部保護(hù)殼的上方。所述葉片材料為柔性或脆性材料。本發(fā)明的有益效果是:經(jīng)過發(fā)電功率的估算，本發(fā)電系統(tǒng)在每次航班的起飛或降落過程中可發(fā)電4.2KWh，相當(dāng)于可供幾十個(gè)航道燈整夜的用電量。所發(fā)電量全部由清潔能源轉(zhuǎn)化，同時(shí)可降低機(jī)場噪聲水平，提高機(jī)場運(yùn)營效率。發(fā)電系統(tǒng)的安裝部署也可滿足機(jī)場跑道建設(shè)的安全要求。


圖1為尾渦噪聲發(fā)電裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為尾渦噪聲發(fā)電裝置的地下發(fā)電箱的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1.碳纖維骨架，2.壓電薄膜，3.ETFE保護(hù)膜，4.地上葉片，5.導(dǎo)線，6.導(dǎo)線總線，7.地下發(fā)電箱，8.齒輪組，9.回復(fù)力彈簧組，10.彈簧固定環(huán)，11.發(fā)電機(jī)，12.軸承，13.電力電子箱，14.內(nèi)層保護(hù)殼，15.底部保護(hù)殼，16.可熔斷合金，17.外層保護(hù)殼。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。每個(gè)發(fā)電裝置由地上葉片和地下發(fā)電箱兩部分構(gòu)成，地上葉片設(shè)計(jì)為樹葉形狀的可搖擺式葉片，在圖1中，實(shí)施例由地上葉片4和地下發(fā)電箱7構(gòu)成，其中地上葉片4由碳纖維骨架1、壓電薄膜2、ETFE保護(hù)膜3、導(dǎo)線5、導(dǎo)線總線6構(gòu)成。碳纖維骨架I與地下發(fā)電箱7連接。雙層ETFE保護(hù)膜3安裝在碳纖維骨架I上。壓電薄膜2貼在ETFE保護(hù)膜3內(nèi)側(cè)，通過導(dǎo)線5與總導(dǎo)線6連接。在圖2中，地下發(fā)電箱7的結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)線總線6、齒輪組8、回復(fù)力彈簧組9、彈簧固定環(huán)10、發(fā)電機(jī)11、軸承12、電力電子箱13、內(nèi)層保護(hù)殼14、底部保護(hù)殼15和可熔斷合金16和外層保護(hù)殼17。齒輪組8上端的齒輪與碳纖維骨架I連接，下端的齒輪連接發(fā)電機(jī)11。碳纖維骨架I底端與回復(fù)力彈簧組9鉸接，回復(fù)力彈簧組9通過彈簧固定環(huán)10固定在內(nèi)層保護(hù)殼14中。發(fā)電機(jī)11下端為電力電子箱13，電力電子箱13通過導(dǎo)線總線6與導(dǎo)線收集來自壓電薄膜2與發(fā)電機(jī)11的電流。內(nèi)層保護(hù)殼14通過軸承12與底部保護(hù)殼15連接，底部保護(hù)殼15上端連接外層保護(hù)殼。系統(tǒng)工作時(shí)，地上葉片4在飛機(jī)尾渦產(chǎn)生的風(fēng)中自由擺動(dòng)，通過傳動(dòng)齒輪組8驅(qū)動(dòng)地下發(fā)電機(jī)11發(fā)電，地下電力電子箱13將所發(fā)電能轉(zhuǎn)化為可用的電能輸出；葉片內(nèi)部的壓電薄膜2吸收飛機(jī)噪聲的振動(dòng)能，同樣將其轉(zhuǎn)化為可用電能輸出。地上葉片4與回復(fù)力彈簧組9連接，地上葉片4在受力擺動(dòng)后，壓縮回復(fù)力彈簧組9，將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為回復(fù)力彈簧組9的勢能?；貜?fù)力彈簧組9中的回復(fù)力隨地上葉片4擺動(dòng)角度增大而增大。當(dāng)回復(fù)力彈簧組9力矩超過地上葉片4所受風(fēng)力的力矩時(shí)，地上葉片4將受回復(fù)力彈簧組9的推力，反向運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)通過傳動(dòng)齒輪組8驅(qū)動(dòng)地下發(fā)電機(jī)11發(fā)電。此為地上葉片4往復(fù)搖擺過程。內(nèi)層保護(hù)殼14和底部保護(hù)殼15之間通過軸承12連接，當(dāng)風(fēng)的來流方向與地上葉片4垂直方向不平行時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心力矩，該力矩可以使地上葉片4繞中心軸旋轉(zhuǎn)以達(dá)到合適的迎風(fēng)角度。碳纖維骨架I根部的一段為高強(qiáng)度可熔斷合金16?？扇蹟嗪辖?6與導(dǎo)線總線6連接，在緊急情況下，可通過導(dǎo)線輸入熔斷電流，使可熔斷合金16熔斷，地上葉片4迅速倒下。發(fā)電系統(tǒng)中的這些發(fā)電裝置安裝在機(jī)場跑道的兩側(cè)，系統(tǒng)工作時(shí)地上葉片在飛機(jī)尾渦產(chǎn)生的風(fēng)中自由擺動(dòng)，充分吸收尾渦這種變化的風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)化為葉片擺動(dòng)動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)地下發(fā)電機(jī)發(fā)電，并通過地下電力電子箱將所發(fā)電能轉(zhuǎn)化為可用的電能輸出；葉片內(nèi)部的壓電薄膜用于吸收飛機(jī)噪聲的振動(dòng)能，同樣將其轉(zhuǎn)化為可用電能輸出，使飛機(jī)起降產(chǎn)生的這些清潔能源得到環(huán)利用。為了滿足機(jī)場跑道建設(shè)安全規(guī)范要求，葉片材料均為柔性或脆性材料構(gòu)成，葉片根部的應(yīng)急裝置可以在緊急事故發(fā)生時(shí)(如飛機(jī)駛離跑道時(shí))立刻切斷葉片根部與發(fā)電機(jī)的剛性連接，使葉片立刻倒下并平躺于地面，以避免飛機(jī)與葉片的碰撞。
權(quán)利要求
1.一種尾渦噪聲發(fā)電裝置，其特征在于:包括地上葉片和地下發(fā)電箱，地上葉片包括碳纖維骨架、壓電薄膜、ETFE保護(hù)膜以及導(dǎo)線總線，ETFE保護(hù)膜安裝在碳纖維骨架上，壓電薄膜貼在ETFE保護(hù)膜內(nèi)側(cè)，壓電薄膜通過導(dǎo)線與導(dǎo)線總線連接；地下發(fā)電箱包括保護(hù)殼，保護(hù)外殼內(nèi)從上到下設(shè)置有齒輪組、發(fā)電機(jī)、以及電力電子箱，導(dǎo)線總線連接發(fā)電機(jī)，碳纖維骨架底部與齒輪組上端齒輪連接，齒輪組的下端齒輪連接發(fā)電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述尾渦噪聲發(fā)電裝置，其特征在于:所述地上葉片的碳纖維骨架底部設(shè)置有可熔斷合金層，與導(dǎo)線總線相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述尾渦噪聲發(fā)電裝置，其特征在于:所述地下發(fā)電箱內(nèi)還設(shè)置有回復(fù)力彈簧組，碳纖維骨架底端與回復(fù)力彈簧組鉸接，回復(fù)力彈簧組通過彈簧固定環(huán)固定在內(nèi)層保護(hù)殼中。
4.如權(quán)利要求3所述尾渦噪聲發(fā)電裝置，其特征在于:所述保護(hù)殼包括內(nèi)層保護(hù)殼、底部保護(hù)殼、外層保護(hù)殼，底部保護(hù)殼通過軸承設(shè)置在內(nèi)層保護(hù)殼的外圍，外層保護(hù)殼設(shè)置在底部保護(hù)殼的上方。
5.如權(quán)利要求4所述尾渦噪聲發(fā)電裝置，其特征在于:所述葉片材料為柔性或脆性材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種尾渦噪聲發(fā)電裝置，包括地上葉片和地下發(fā)電箱，地上葉片包括碳纖維骨架、壓電薄膜、ETFE保護(hù)膜以及導(dǎo)線總線，壓電薄膜通過導(dǎo)線與導(dǎo)線總線連接，地下發(fā)電箱包括保護(hù)殼，保護(hù)外殼內(nèi)從上到下設(shè)置有齒輪組、發(fā)電機(jī)、以及電力電子箱；經(jīng)過發(fā)電功率的估算，本發(fā)電系統(tǒng)在每次航班的起飛或降落過程中可發(fā)電4.2KWh，相當(dāng)于可供幾十個(gè)航道燈整夜的用電量。所發(fā)電量全部由清潔能源轉(zhuǎn)化，同時(shí)可降低機(jī)場噪聲水平，提高機(jī)場運(yùn)營效率。發(fā)電系統(tǒng)的安裝部署也可滿足機(jī)場跑道建設(shè)的安全要求。
文檔編號F03D5/06GK103147925SQ201310095410
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者鄭新原, 劉雪松, 潘立軍, 徐凱, 吳賢美 申請人:南京航空航天大學(xué)