[发明专利]一种铁路货车离心式垂直轴风力发电装置及铁路货车车厢

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种铁路货车专用离心式垂直轴风力发电装置及应用该发电装置的铁路货车车厢。

背景技术

货物运输是铁路运输的重要组成部分，随着我国国民经济的迅猛发展，铁路货物运量的要求也逐年提高。为了实现我国铁路列车，尤其是铁路货车重载快跑的目标，铁路部门做了大量的工作，这也对车辆在线时时监测提出了更高的要求。目前，我国大力推行的铁路车辆运行安全监控体系简称“5T”系统，均是在轨道边建立监测平台，对过往车辆进行监测。但是对长线路以及路况复杂、供电困难的铁路线难以建立监测平台，也无法达到实时监测的效果。客运列车车体上自带安全监测系统，而对于货运列车，现有的监测平台系统实际上只能在地面对过往货车的运行状态进行各项指标监测，不能完整呈现货车过桥隧、弯道、上下坡、加速、制动等特殊工况以及雨雪、大风等极端天气下的运行参数，导致货运列车的脱轨事故比客运列车多。若能将监测设备安装在货车上，可以有效解决该问题。然而我国的货运列车上没有电源供应，现在高科技的电子技术无法在货运上得到应用，限制了运输效率、安全裕量的提高。

上述系统实际上需要的电量很小，且货车转向架的特殊构造说明不可能在转向架上安装大功率的发电机。而车辆在线路上具有高速运行的特点，在空气黏性作用下，列车运行时将带动车体周围流场随之运动，形成一种特殊的非定常流动，产生走行风，同时，走行风速与车速成正比，且在列车在通过隧道、会车等工况下风速更大，所以可利用走行风能来发电，并将电能储存起来，供给车辆上的用电器使用。在有电力的基础上，可以利用互联网等技术，实现车辆信息及货物信息的远程监控以及车辆的安全监测。

中国专利CN201110052165公开了名称为“适用于铁路货车车辆的风电转换装置”的发明，通过在铁路货车上装设风电转换装置实现铁路货车双向运行的发电。但是该种风电转换装置由于叶轮部的全封闭的设置，从而导致其叶轮产生的扭转力矩较小，进一步导致风电转换效率低。同时，由于货车车厢外侧的风速并非均匀布置，现有的风电转换装置安装位置方式不一，没有针对货车车厢周围的最大风速区域进行设计，导致风电转换装置不能捕捉车厢周围的最大风能区域。

发明内容

本发明目的在于提供一种铁路货车专用离心式垂直轴风力发电装置及应用该发电装置的铁路货车车厢，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种铁路货车离心式垂直轴风力发电装置，包括叶轮部和位于所述叶轮部两侧的第一导流部和第二导流部，所述第一导流部包括第一入口和第一出口，所述第一入口通过第一出口与所述叶轮部连通；所述第二导流部包括第二入口和第二出口，所述第二入口通过第二出口与所述叶轮部连通；所述第一出口与第二出口的开口方向相反，其特征在于，所述叶轮部与所述第一出口相对的侧面上设有第一开口，所述叶轮部与所述第二出口相对的侧面上设有第二开口。

进一步的，所述第一导流部包括第一倾斜导流板、第一平行导流板和第一平行腹板，所述第一平行腹板的数量为两个且相对设置，所述第一倾斜导流板、第一平行导流板相对设置且形成一楔角；所述第二导流部包括第二倾斜导流板、第二平行导流板和第二平行腹板，所述第二平行腹板的数量为两个且相对设置；所述第一出口和第二出口均与所述叶轮部的叶轮叶片相对。

进一步的，所述第一导流部与所述第二导流部结构相同，所述第一平行导流板水平设置且与所述叶轮部的下边缘连接，所述第二平行导流板水平设置且与所述叶轮部的上边缘连接，所述第一开口从所述第一平行导流板与所述叶轮部的相交处延伸至所述第二倾斜导流板与所述叶轮部的相交处，所述第二开口从所述第二平行导流板与所述叶轮部的相交处延伸至所述第一倾斜导流板与所述叶轮部的相交处。

进一步的，第一倾斜导流板与所述第一平行导流板之间的楔角为42°-48°，所述第二倾斜导流板与所述第二平行导流板之间的楔角为42°-48°。

进一步的，所述第一倾斜导流板在竖直方向的投影覆盖所述第一开口，所述第二倾斜导流板在竖直方向的投影覆盖所述第二开口。

进一步的，所述叶轮叶片通过两个加强筋板夹持固接。

然后，本发明公开了一种铁路货车车厢，包括上述任一方案所述的铁路货车离心式垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述发电装置设置于距离铁轨1.5m-2m处的铁路货车车厢的侧面上，所述第一平行导流板和所述第二平行导流板平行所述铁路货车的行驶方向。