CN101737278A - 利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法及装置，是利用食草家畜将绿色植物的能量进行转化提供动力，再通过机械变速装置进行发电的技术，其发电步骤为：(1)建立食草家畜动力场，(2)选择食草家畜为推动杆的动力家畜，(3)建立食草家畜圈养场所，(4)建立绿色植物(饲草、饲料)的储藏场所，(5)建立食草家畜粪便的处理厂，(6)建立机械发电装置和输变电设备，(7)家畜带动机械变速装置生产电力，(8)电力输出；其积极效果是：通过利用食草家畜达到了节约煤炭和石油、积极利用绿色资源的目的，提供的发电装置连续工作性和热转化效果好，具一定规模的产电量，可在城郊、农村、山区广泛推广应用。

Description

利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法及装置

【技术领域】

本实用新型涉及电能生产技术领域，涉及能源的再生利用，具体地说，是一种通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力实现发电的方法及该方法应用的发电装置。

【背景技术】

电能，是社会生产和人民生活主要利用的能源，是现代生产、生活、教育、办公、娱乐等都离不开的能源，并且社会对电能的需求量越来越大。目前，人们除了通过火电、水电、核电设备获得电能以外，还广泛地利用风力发电、潮汐发电，并积极利用太阳能、生物能等资源。

火力发电需要消耗巨大的煤和石油资源，并会严重污染人类生存的环境，因此，减少二氧化碳的排放已成为全人类共同关注的问题。水力发电虽好，但要有水资源、并完全依赖水利资源。而核电则需要高技术和大资金的投入，弄不好会造成生态灾难，不是谁想做就能做、或者是想做就一定能做好的。

电力需求在不断扩大，而资源又是有限的，地球也不能再被污染下去，因此，人类已经开始注重保护环境，注重节约能源，并将目光转向对可再生能源的利用，并对之开展了积极的研究。

【发明内容】

本发明的目的在于在目前电能生产的基础上，提供一种可广泛利用绿色植物资源的、通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力的、并通过机械增速装置进行发电的方法；本发明的再一目的是，根据所述的方法设计一种通过机械增速装置进行电力生产的发电装置，以达到节约煤炭和石油资源，利用可再生的绿色植物循环再生电能的目的。

本发明的创造思路是：绿色植物资源是非常丰富的，其分布广泛，并且可不断再生，可利用传统的食草家畜来转化绿色植物的能量，为机械发电装置提供动力，进行发电，这既简单可行，又方便实用，关键是在力的转化上。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其特征是，通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力，通过机械增速装置进行发电。

所述利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其发电步骤为：

(1)建立食草家畜动力场；

(2)选择食草家畜中的马、骡、驴或牛作为推动推动杆的动力家畜；

(3)建立食草家畜圈养场所；

(4)建立绿色植物(饲草、饲料)的储藏场所；

(5)建立食草家畜粪便处理场；

(6)建立机械发电装置和输变电设备；

(7)由家畜带动机械变速装置进行电力生产；

(8)电力输出。

可选的，在所述步骤(1)中，在动力场中间设置机械发电装置的推动杆，在推动杆上装有适合套上家畜的套具。

可选的，在所述步骤(1)中，包括：在动力场以下层面设置机械变速装置的动力杆装备室，在动力场和动力杆装备室旁建立安置机械变速装置的机房；在动力杆装备室安装机械变速装置的动力杆，在机房安装机械发电装置。

所述的机械变速装置为机械增速发电装置，含有推动杆、动力杆、三级增速齿轮、飞轮和发电机。

为实现上述利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，本发明采用了一种机械增速发电装置，其技术方案为：

一种利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力，含有动力杆、由第一增速齿轮横向轴、第二增速齿轮横向轴、第三增速齿轮横向轴构成的三级增速结构及发电机，其特征是，还含有动力杆基座、推动杆、飞轮、层板，动力杆纵向竖立，通过基座轴承插在动力杆基座上，动力杆中间通过支撑轴承穿过层板，动力杆顶端设有推动杆；

在支撑轴承下方的动力杆上设有第一凸轮，第一凸轮与第二凸轮齿合，第二凸轮后面连接着第一增速齿轮横向轴，由推动杆产生的动力通过第一凸轮与第二凸轮的结构传导给第一增速齿轮横向轴；

第一增速齿轮横向轴中间有第一轴承A、第一支撑架A、第一轴承B、第一支撑架B支撑接地，第一增速齿轮横向轴的后端设有第一变速大齿轮，第一变速大齿轮与第二增速齿轮横向轴上的第二变速小齿轮齿合；

第二增速齿轮横向轴中间有第二轴承A、第二支撑杆A、第二轴承B、第二支撑杆B支撑接地，第二增速齿轮横向轴后端设有第二变速大齿轮，第二变速大齿轮与第三增速齿轮横向轴上的第三变速小齿轮齿合；

第三增速齿轮横向轴中间有第三轴承A、第二支撑杆B、第三轴承B、第三支撑杆支撑接地，第三增速齿轮横向轴后端设有第三变速大齿轮，第三变速大齿轮与飞轮横向轴上的飞轮轴前齿轮齿合；

飞轮横向轴中间有第四轴承A、第三支撑杆、第四轴承B、第四支撑杆支撑接地，飞轮横向轴的中间设有飞轮，后端设有飞轮轴后齿轮，飞轮轴后齿轮与发电机滚动轴上的滚动轴齿轮齿合，带动发电机运转；发电机通过其底座设置在地基上。

可选的，所述的推动杆上装有套家畜的套具。

可选的，所述的推动杆可根据动力源调整杆的形式。

所述的飞轮转速达4500～5000转/分钟。

可选的，所述的飞轮横向轴上的飞轮轴前齿轮和飞轮轴后齿轮为棘轮结构。

本发明的积极效果是：

是一种积极利用广泛存在、可不断再生的绿色植物资源为社会作贡献的产业化技术，它通过食草家畜(主要是马、骡、驴或牛)转化绿色植物(青草、树叶、农作物及以这些资源为主构成的饲料)的能量提供动力、并通过机械增速装置进行发电。因为绿色植物广泛存在，传统食草家畜容易饲养，机械增速装置容易制造，因此，本发明可在城郊、农村、山区广泛地推广使用，并且该发电装置可连续工作，热转化效果好，产电量大，能较好地达到变“绿色植物”为电能，促进地方经济发展，使能源可循环再生的目的。

【附图说明】

附图1为利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法的流程框图；

附图2为利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置的结构示意图。

图中的标号分别为：

1、动力杆基座，     2、基座轴承，           3、动力杆，

4、第一凸轮，       5、第二凸轮，           6、支撑轴承，

7、推动杆，         8、第一增速齿轮横向轴， 9、第一轴承A，

10、第一支撑杆A，   11、第一轴承B，         12、第一支撑杆B，

13、第一变速大齿轮，14、第二增速齿轮横向轴、15、第二轴承A，

16、第二支撑杆A，   17、第二轴承B，         18、第二支撑杆B，

19、第二变速小齿轮，20、第二变速大齿轮，21、第三增速齿轮横向轴，

22、第三轴承A，     23、第三轴承B，         24、第三支撑杆，

25、第三变速小齿轮，26、第三变速大齿轮，    27、飞轮横向轴，

28、第四轴承A，     29、第四轴承B，         30、第四支撑杆，

31、飞轮轴前齿轮，  32、飞轮轴后齿轮，      33、飞轮，

34、发电机，        35、发电机滚动轴，      36、滚动轴齿轮，

37、层板，          38、隔板，              39、地基。

【具体实施方式】

以下结合附图给出本发明的具体实施方式。

一种利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，是通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力来达到利用绿色植物资源的目的。利用家畜提供动力的方式并不新鲜，“驴推磨”、“牛拉犁”早已有之，但将这一方式与现代机械装置结合起来进行上规模的电力生产则还没有。

参见附图1和2。

本发明利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法的特征是，通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力，通过机械增速装置进行发电，所述的机械增速装置含有推动杆7、动力杆3、三级增速齿轮、飞轮33和发电机34，其发电步骤为：

1、建立食草家畜动力场，这是一个有一定规模的家畜推动推动杆7的场所，场所的规模可根据推动杆7的设置数目进行调整；

1、1在动力场中间设置机械增速发电装置的推动杆7，有几套机械增速发电装置设置几根推动杆7，在推动杆7上装上适合套家畜的套具；

1、2在动力场以下层面设置机械增速发电装置的动力杆装备室，既，动力场在上层，动力杆装备室在下层，动力杆装备室可根据动力杆3的设置数目进行调整；

1、3在动力场和动力杆装备室的旁边建立安置机械增速发电装置的机房，机房可根据机械增速发电装置的配备数目进行设计和调整。

2、选择食草家畜中的马、骡、驴或牛作为推动推动杆的动力家畜，因为这些家畜主食草料，食性广，植物资源提供方便，而且人们对其有长期的饲养和驾驭的经验。

可将家畜分班次进行劳作，家畜经过一定的训练后，甚至可以分班次进行24小时劳作，从而使电力生产不间断。

3、建立食草家畜圈养场所，因为用于分班劳作进行电力生产的食草家畜将达到一定的数量，因此需要建立食草家畜的圈养场所。

在有条件的情况下，可自己或委托社会机构进行适合本生产方式的食草家畜的筛选和培育，为工厂提供良好的动力源。

4、建立绿色植物(饲草)的储藏场所，为动力家畜提供稳定的食物保障。在有必要时，可建立有一定面积的绿色植物种植区，所述的“一定面积”是指能满足在栏动力家畜至少三个月的饲草供应的规模，由于我国南方北方的地理条件不同，因此，这个“一定面积”是因地而宜的。

另外，这里所说的绿色植物，是一个广泛的概念，它包括青草、树叶、农作物以及以这些资源为主构成的饲料，也包括所谓的精饲料。食草家畜的“草”字本身也不是一个单纯的概念。

5、建立食草家畜粪便的处理场，利用食草家畜的最大不便就是有大量的动物粪便产生，因此需要建立家畜粪便的处理场，可建立沼气池，利用沼气池产生的沼气供企业的生产和生活所需，再将沼气池的发酵废物用作饲草种植的肥料，进行循环利用。

这样一种生产方式似乎界于工业和农业之间，但是，只要将各环节的工作做好了，可以是工业和农业优势的完美结合，完全符合生态学的要求。

6、建立机械发电装置和输变电设备；

与动力场中间的推动杆7连接的动力杆3穿过动力场与动力杆装备室之间的层板37进入动力杆装备室与第一增速齿轮横向轴8连接，有几根推动杆7就连接几根第一增速齿轮横向轴8；

第一增速齿轮横向轴8穿过动力杆装备室与机房之间的隔板38进入机房与第二增速齿轮横向轴14连接，在机房安装机械增速发电装置的三级增速齿轮、飞轮和发电机等部件；一般来说，一根第一增速齿轮横向轴8连接一根第二增速齿轮横向轴14。

在电力生产区内建立输变电设备，其规模应与电力生产的规模相匹配。

7、由食草家畜带动机械变速装置生产电力；家畜经过一定的训练后，可以分班次连续劳作，因此，该方法的电力生产是可持续进行的。

8、电力输出，将生产的电力通过输变电设备送出，可供当地使用，也可并入地方或区域电网。

利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法采用的装置为：

参见附图2。

一种利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力，含有动力杆基座1、动力杆3、推动杆7、由第一增速齿轮横向轴8、第二增速齿轮横向轴14、第三增速齿轮横向轴21构成的三级变速结构、飞轮33、发电机34、层板37。

动力杆3纵向竖立，通过基座轴承2插在动力杆基座1上，动力杆3中间通过支撑轴承6穿过层板37，动力杆3顶端设有推动杆7。

从以上叙述可知，动力杆3在支撑轴承6以下的部分是设置在层板37下面的，推动杆7设置在层板37上面，既，动力杆3的上下部分不在一个空间单元；推动杆7可根据动力源而调整杆的形式：利用食草家畜、利用风能、利用水能，利用其他动力的可采用相应的、不同的形式，本发明主要是利用食草家畜的，因此，推动杆7上装有适合套家畜的套具。

在层板37下面的动力杆3上设有第一凸轮4，第一凸轮4与第增速一齿轮横向轴8顶端的第二凸轮5齿合，由推动杆7产生的动力通过第一凸轮4与第二凸轮5的齿合结构传导给第一增速齿轮横向轴8。

第一增速齿轮横向轴8的后端穿过隔板38，从第二增速齿轮横向轴14起，因结构的体积较为庞大，应设置在另一个较高大的空间，这一空间用隔板38与前部分隔开。

第一增速齿轮横向轴8中间有第一轴承A9和第一轴承B11，第一轴承A9通过第一支撑架A10、第一轴承B11通过第一支撑架B12支撑在地基39上，第一增速齿轮横向轴8的后端设有第一变速大齿轮13，第一变速大齿轮13与第二增速齿轮横向轴14上的第二变速小齿轮19齿合。

第二增速齿轮横向轴14中间有第二轴承A15和第二轴承B17，第二轴承A1通过第二支撑杆A16、第二轴承B17通过第二支撑杆B18支撑在地基39上，第二增速齿轮横向轴14后端设有第二变速大齿轮20，第二变速大齿轮20与第三增速齿轮横向轴21上的第三变速小齿轮25齿合。

第三增速齿轮横向轴21中间有第三轴承A22和第三轴承B23，第三轴承A22通过第二支撑杆B18(共用)，第三轴承B23通过第三支撑杆24支撑在地基39上，第三增速齿轮横向轴21后端设有第三变速大齿轮26，第三变速大齿轮26与飞轮横向轴27上的飞轮轴前齿轮31齿合。

飞轮横向轴27中间有第四轴承A28和第四轴承B29，第四轴承A28通过第三支撑杆24(共用)、第四轴承B29通过第四支撑杆30支撑在地基39上，飞轮横向轴27的中间设有飞轮33，后端设有飞轮轴后齿轮32，飞轮轴后齿轮32与发电机滚动轴35上的滚动轴齿轮36齿合，飞轮横向轴27上的飞轮轴前齿轮31和飞轮轴后齿轮32都为棘轮结构，设置的飞轮33直径可达3米，重达2.5吨，转速达到4500～5000转/分钟，带动发电机34运转；发电机34通过其底座设置在地基39上。

本发明的发电装置如果推动杆7每分钟的转速为100转的话，那么，通过三级增速结构每分钟的转速可达到5000转，去掉10％的机械能量损耗，转速仍可达到4500转/分钟，因此，其发电量还是非常可观的。

本实施方式仅为较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依照本发明所作的等效的变化或修饰，都应视为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其特征在于，通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力，通过机械增速装置进行发电。

2.根据权利要求1所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其特征在于，其发电步骤为：

(1)建立食草家畜动力场；

(2)选择食草家畜中的马、骡、驴或牛作为推动推动杆的动力家畜；

(3)建立食草家畜圈养场所；

(4)建立绿色植物(饲草、饲料)的储藏场所；

(5)建立食草家畜粪便处理场；

(6)建立机械发电装置和输变电设备；

(7)由家畜带动机械变速装置进行电力生产；

(8)电力输出。

3.根据权利要求2所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，在动力场中间设置机械发电装置的推动杆，在推动杆上装有适合套上家畜的套具。

4.根据权利要求2、或3所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，包括：在动力场以下层面设置机械发电装置的动力杆装备室，在动力场和动力杆装备室旁建立安置机械发电装置的机房；在动力杆装备室安装机械发电装置的动力杆，在机房安装机械发电装置。

5.根据权利要求1至3所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的方法，其特征在于，所述的机械发电装置为机械增速发电装置，含有推动杆、动力杆、三级增速齿轮、飞轮和发电机。

6.一种利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，通过食草家畜转化绿色植物的能量提供动力，含有动力杆、由第一增速齿轮横向轴、第二增速齿轮横向轴、第三增速齿轮横向轴构成的三级增速结构及发电机，其特征在于，还含有动力杆基座、推动杆、飞轮、层板，动力杆纵向竖立，通过基座轴承插在动力杆基座上，动力杆中间通过支撑轴承穿过层板，动力杆顶端设有推动杆；

在支撑轴承下方的动力杆上设有第一凸轮，第一凸轮与第二凸轮齿合，第二凸轮后面连接着第一增速齿轮横向轴，由推动杆产生的动力通过第一凸轮与第二凸轮的结构传导给第一增速齿轮横向轴；

第一增速齿轮横向轴中间有第一轴承A、第一支撑架A、第一轴承B、第一支撑架B支撑接地，第一增速齿轮横向轴的后端设有第一变速大齿轮，第一变速大齿轮与第二增速齿轮横向轴上的第二变速小齿轮齿合；

第二增速齿轮横向轴中间有第二轴承A、第二支撑杆A、第二轴承B、第二支撑杆B支撑接地，第二增速齿轮横向轴后端设有第二变速大齿轮，第二变速大齿轮与第三增速齿轮横向轴上的第三变速小齿轮齿合；

第三增速齿轮横向轴中间有第三轴承A、第二支撑杆B、第三轴承B、第三支撑杆支撑接地，第三增速齿轮横向轴后端设有第三变速大齿轮，第三变速大齿轮与飞轮横向轴上的飞轮轴前齿轮齿合；

飞轮横向轴中间有第四轴承A、第三支撑杆、第四轴承B、第四支撑杆支撑接地，飞轮横向轴的中间设有飞轮，后端设有飞轮轴后齿轮，飞轮轴后齿轮与发电机滚动轴上的滚动轴齿轮齿合，带动发电机运转；发电机通过其底座设置在地基上。

7.根据权利要求6所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，其特征在于，所述的推动杆上装有套家畜的套具。

8.根据权利要求6所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，其特征在于，所述的推动杆可根据动力源调整杆的形式。

9.根据权利要求6所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，其特征在于，所述的飞轮转速达4500～5000转/分钟。

10.根据权利要求6所述的利用绿色植物通过能量转换实现发电的装置，其特征在于，所述的飞轮横向轴上的飞轮轴前齿轮和飞轮轴后齿轮为棘轮结构。

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