CN101971743A - 风氢新能源应用在采棉机上的动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风氢新能源应用在采棉机上的动力装置，属于新能源应用技术领域。棉区的风力吹动风力发电机的叶片快速旋转，带动风力发电机发出电流，电流输入电解水制氢装置产生氢气，氢气输入氢燃料存储容器制造车间，将从车间运出的氢燃料存储容器安放进采棉机底部的动力设备箱内，从氢燃料存储容器里输出的氢燃料通过氢燃料输送管输入氢燃料电池，在氢燃料电池内通过电化学反应高效释放出电能，电流进入电动机，将电能转换成机械能，机械能由动力输出轴传输到机械传动装置，机械传动装置驱动采棉机各相关部件共同完成采棉、输送、轧棉、存储作业，同时驱动行走轮的转动。驾驶员调控采棉机各部件的运转。

Description

风氢新能源应用在采棉机上的动力装置
技术领域
本发明涉及风氢新能源应用在采棉机上的动力装置，属于新能源应用技术领域。
背景技术
2010年9月8日，国务院总理温家宝主持召开的国务院常务会议，原则通过的‘关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定’强调，战略性新兴产业要以自主知识产权为发展方向，确定了战略性新兴产业的重点方向，选择节能环保、新能源等7个产业。
近三十年来，由于中国的工业生产主要是以煤炭为主要能源，加上机动车排放增加，已造成大气污染，中国东部地区的大气能见度下降，已影响到人体健康，北京5年期间健康经济损失每年在167000万至365500万美元，占北京年国民生产总值的6.55％。
哥本哈根会议以后，中国已加大了节能减排的力度，国家能源局加大淘汰落后产能力度，2010年内坚决关停1000万千瓦燃煤发电的小火电机组，减少二氧化碳和二氧化硫的排放，应对气候变化，保护人类的地球家园。决定调整电源结构，风电装机2412万千瓦，跃居世界第三位。
新疆产棉区主要靠采棉机采摘棉花，目前，采棉机主要依赖柴油机或汽油机提供动力，柴油机或汽油机的排放物中含有氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物，对棉区的空气污染影响很大，既不利于棉花的生长发育，也不利于棉农的身体健康。新疆产棉区有丰富的风力资源，劲风吹动采棉机，然而，产棉区持久的风力资源从来没有在采棉机上得到开发和利用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种风氢新能源应用在采棉机上的动力装置。用清洁能源取代化石能源，保护产棉区的生态环境，保证新疆长绒棉的优质高产，保护棉农的身体健康。
文化大革命中，本项专利的发明人、大学毕业生缪同春在江苏省国营三河农场担任技术员工作，坚守生产岗位，钻研生产技术，努力‘抓革命、促生产’。毛泽东同志在文化大革命后期发出了：‘必须把粮食抓紧、必须把棉花抓紧、必须把布匹抓紧’的最高指示，缪同春每天深入棉田和农业工人一起防治棉铃虫，发明了棉田施液体化肥氨水的新型农机具、促进了棉花的生产，和工人一起背着白布口袋采摘棉花，坚硬的棉铃壳划破了手背上的皮肤，缪同春深深感受到采摘棉花是一项繁重的体力劳动。如今，由于大气中二氧化硫含量的增加，工业发达的中国长三角地区经常降落酸雨，棉花纤维不耐酸，酸雨严重影响棉花纤维的生长和发育，造成中国东部棉区的棉花品质下降，棉花种植面积锐减，有的县已见不到在田棉花。缪同春深刻认识到，首先必须采用清洁能源，才能拥有清洁的环境，才能实现棉花的清洁生产，才能生产出有益人体健康的优质棉花。
在风力发电的过程中不排放二氧化碳、二氧化硫和其他有害气体，风电是清洁能源，值得大力提倡和大力发展。在发展大型风电场的同时，还需要充分利用在产棉区的风能，利用风力发电产能、储能、供能。‘风氢’是新的清洁能源系统，‘风氢’综合利用了风力发电技术、电解水制氢技术，氢能存储风能技术、水循环利用技术以及高效的氢燃料电池发电技术。中国科技部万钢部长2010年在北京讲：‘燃料电池是未来的制高点’。国家知识产权局田力普局长2010年在大连市和大连市委书记一起参观‘燃料电池电动汽车’。缪同春见过万钢部长和田力普局长，听过他们的讲话，知道他俩是见多识广有远见的领导人，燃料电池技术确实是高效利用清洁能源、减少环境污染，保护城乡环境的当代新能源科技最前沿。氢燃料电池的容量有大有小，完全可以满足采棉机动力系统的需求。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
由风氢新能源供电装置和电动采棉装置连结组成：‘风氢燃料电池电动采棉机’25；风氢新能源供电装置包括：1台-1000台风力发电机组中的相同的风力发电机2、叶片1、支柱3、导电线4、电解水制氢装置5、输氢气管道6、氢燃料存储容器制造车间7、氢燃料存储容器8、氢燃料输送管9、氢燃料电池10、电动机11、动力输出轴12、机械传动装置13；电动采棉装置包括：扶导器16、采棉室15、籽棉输送装置18、籽棉进口19、籽棉存储箱20、轧棉装置21，棉籽输送装置22、棉籽存储箱23、皮棉存储箱24、皮棉出口26、后行走轮28、前行走轮14；其中有一部分风氢新能源供电装置、包括：氢燃料存储容器8、氢燃料输送管9、氢燃料电池10、导电线4、电动机11、动力输出轴12、机械传动装置13安装在‘风氢燃料电池电动采棉机’25底部的动力设备箱27的内部；产棉区的风力吹动安装在风力发电机2的支柱3上的风力发电机2的叶片1快速旋转，带动1台-1000台风力发电机组中的相同的风力发电机2发出电流，电流通过导电线4输入电解水制氢装置5产生氢气，氢气通过输氢气管道6输入氢燃料存储容器制造车间7，制造出适合存储在氢燃料容器内部的氢燃料，然后将装满氢燃料的氢燃料存储容器8从氢燃料存储容器制造车间7内运送出来，安放进‘风氢燃料电池电动采棉机’25底部的动力设备箱27内部的预留位置，从氢燃料存储容器8输出的氢燃料通过氢燃料输送管9输入氢燃料电池10，在氢燃料电池10内将电能转换成机械能，电动机11的动力输出轴12将机械能传输进入机械传动装置13；机械传动装置13驱动前行走轮14和后行走轮28的转动，同时驱动‘风氢燃料电池电动采棉机’25在棉花田间向前行驶的过程中、用扶导器16将棉花植株按行扶正后、导入采棉室15采摘棉朵，已被采摘下来的吐絮棉朵通过采棉室15进入籽棉输送装置18，在籽棉输送装置18内被气流输送到籽棉进口19、并通过籽棉进口19输入籽棉存储箱20内临时存储，接着在轧棉装置21内将籽棉分离为皮棉和棉籽两个部分，棉籽通过棉籽输送装置22输入棉籽存储箱23存储等待运出；皮棉输入皮棉存储箱24，皮棉通过皮棉出口26运出‘风氢燃料电池电动采棉机’25；驾驶员坐在驾驶室17内的座位上操纵‘风氢燃料电池电动采棉机’25的各个相关部件共同完成棉花的采摘、输送、轧棉、存储作业以及前行走轮14和后行走轮28的转动。
风力发电机2是单机容量为100W-2KW的小型风力发电机，风力发电机2的重量在10公斤-100公斤。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
棉区的风力吹动风力发电机的叶片快速旋转，带动风力发电机发出电流，电流输入电解水制氢装置产生氢气，氢气输入氢燃料存储容器制造车间，将从车间运出的氢燃料存储容器安放进采棉机底部的动力设备箱内，从氢燃料存储容器里输出的氢燃料通过氢燃料输送管输入氢燃料电池，在氢燃料电池内通过电化学反应高效释放出电能，电流进入电动机，将电能转换成机械能，机械能由动力输出轴传输到机械传动装置，机械传动装置驱动采棉机各相关部件共同完成采棉、输送、轧棉、存储作业，同时驱动行走轮的转动。驾驶员调控采棉机各部件的运转。
近年来，新疆农业机械化呈现出快速发展的良好形势，到2009年底，新疆农业机械装备总动力达到1164.71万千瓦，同比增长10.24％，实现近十年最大增幅。前不久，国务院印发了‘关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见’，要求各地逐步淘汰高污染、高耗油的农业机械，加快研制先进的、能够进行清洁生产的高效农业机械，风能是清洁能源，也是可再生能源，新疆自治区无论在高空还是在低空，都有丰富的风能资源，可以通过‘风氢’新能源系统向农业机械装备、特别是采棉机提供一部分动力，在农机装备总动力中让可再生的清洁能源占有若干万千瓦。
近五年来，广东和浙江生产的小型风力发电机质量越来越好效率越来越高，小型风力发电机的体积不太大、叶片不太长，对风力十分敏感，只要有每秒3米的风速，其叶片就能快速旋转，从而带动小型风力发电机产生电流，可以满足采棉机的动力需求。近三年来，在广州交易会上，小型风力发电机的出口行情一直比较好，相信由‘风氢’新能源系统提供动力的采棉机在国内外市场上都会受到使用单位的欢迎。
现举出实施例如下：
实施例一：
产棉区的风力吹动安装在风力发电机的支柱上的风力发电机的叶片快速旋转，带动160台风力发电机组中的、单机容量全部是700W的小型风力发电机发出电流，电流通过导电线输入电解水制氢装置产生氢气，氢气通过输氢气管道输入氢燃料存储容器制造车间，制造出适合存储在氢燃料容器内部的氢燃料，然后将装满氢燃料的氢燃料存储容器从氢燃料存储容器制造车间内运送出来，安放进‘风氢燃料电池电动采棉机’底部的动力设备箱内部的预留位置，从氢燃料存储容器输出的氢燃料通过氢燃料输送管输入氢燃料电池，在氢燃料电池内将电能转换成机械能，电动机的动力输出轴将机械能传输进入机械传动装置。
实施例二：
产棉区的风力吹动安装在风力发电机的支柱上的风力发电机的叶片快速旋转，带动120台风力发电机组中的、单机容量全部是900W的小型风力发电机发出电流，电流通过导电线输入电解水制氢装置产生氢气，氢气通过输氢气管道输入氢燃料存储容器制造车间，制造出适合存储在氢燃料容器内部的氢燃料，然后将装满氢燃料的氢燃料存储容器从氢燃料存储容器制造车间内运送出来，安放进‘风氢燃料电池电动采棉机’底部的动力设备箱内部的预留位置，从氢燃料存储容器输出的氢燃料通过氢燃料输送管输入氢燃料电池，在氢燃料电池内将电能转换成机械能，电动机的动力输出轴将机械能传输进入机械传动装置。

Claims (2)

1.一种风氢新能源应用在采棉机上的动力装置，其特征是，由风氢新能源供电装置和电动采棉装置连结组成：‘风氢燃料电池电动采棉机’(25)；风氢新能源供电装置包括：1台-1000台风力发电机组中的相同的风力发电机(2)、叶片(1)、支柱(3)、导电线(4)、电解水制氢装置(5)、输氢气管道(6)、氢燃料存储容器制造车间(7)、氢燃料存储容器(8)、氢燃料输送管(9)、氢燃料电池(10)、电动机(11)、动力输出轴(12)、机械传动装置(13)；电动采棉装置包括：扶导器(16)、采棉室(15)、籽棉输送装置(18)、籽棉进口(19)、籽棉存储箱(20)、轧棉装置(21)，棉籽输送装置(22)、棉籽存储箱(23)、皮棉存储箱(24)、皮棉出口(26)、后行走轮(28)、前行走轮(14)；其中有一部分风氢新能源供电装置、包括：氢燃料存储容器(8)、氢燃料输送管(9)、氢燃料电池(10)、导电线(4)、电动机(11)、动力输出轴(12)、机械传动装置(13)安装在‘风氢燃料电池电动采棉机’(25)底部的动力设备箱(27)的内部；产棉区的风力吹动安装在风力发电机(2)的支柱(3)上的风力发电机(2)的叶片(1)快速旋转，带动1台-1000台风力发电机组中的相同的风力发电机(2)发出电流，电流通过导电线(4)输入电解水制氢装置(5)产生氢气，氢气通过输氢气管道(6)输入氢燃料存储容器制造车间(7)，制造出适合存储在氢燃料容器内部的氢燃料，然后将装满氢燃料的氢燃料存储容器(8)从氢燃料存储容器制造车间(7)内运送出来，安放进‘风氢燃料电池电动采棉机’(25)底部的动力设备箱(27)内部的预留位置，从氢燃料存储容器(8)输出的氢燃料通过氢燃料输送管(9)输入氢燃料电池(10)，在氢燃料电池(10)内将电能转换成机械能，电动机(11)的动力输出轴(12)将机械能传输进入机械传动装置(13)；机械传动装置(13)驱动前行走轮(14)和后行走轮(28)的转动，同时驱动‘风氢燃料电池电动采棉机’(25)在棉花田间向前行驶的过程中、用扶导器(16)将棉花植株按行扶正后、导入采棉室(15)采摘棉朵，已被采摘下来的吐絮棉朵通过采棉室(15)进入籽棉输送装置(18)，在籽棉输送装置(18)内被气流输送到籽棉进口(19)、并通过籽棉进口(19)输入籽棉存储箱(20)内临时存储，接着在轧棉装置(21)内将籽棉分离为皮棉和棉籽两个部分，棉籽通过棉籽输送装置(22)输入棉籽存储箱(23)存储等待运出；皮棉输入皮棉存储箱(24)，皮棉通过皮棉出口(26)运出‘风氢燃料电池电动采棉机’(25)；驾驶员坐在驾驶室(17)内的座位上操纵‘风氢燃料电池电动采棉机’(25)的各个相关部件共同完成棉花的采摘、输送、轧棉、存储作业以及前行走轮(14)和后行走轮(28)的转动。
2.根据权利要求1所述的风氢新能源应用在采棉机上的动力装置，其特征是，所述的风力发电机(2)是单机容量为100W-2KW的小型风力发电机，风力发电机(2)的重量在10公斤-100公斤。
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