CN102182651A - 一种基于压力的新型发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于压力的新型发电方法，是利用行人作用于路面的压力，在路面之下安装带有复位弹簧的液压缸，使油液进入蓄能器，通过换向阀控制蓄能器压力的释放，使油液推动液压马达并带动发电机发出电能；发出的电能通过稳压装置整流后给超级电容充电，超级电容的输出端连接负载并给蓄电池充电。本发明通过液压的方式不断传递和收集微小的能量并蓄积起来，当能量达到预定值后可整体持续平稳释放。本发明方法的优点在于：提高了能源的利用率，实施成本低，适合应用在步行街、车站等人流量大的场合。

Description

一种基于压力的新型发电方法
技术领域
本发明涉及一种基于压力的新型发电方法，属压力发电和节能技术领域。
背景技术
当今能源问题已经成为全世界共同关注的问题，能源短缺已经成为制约经济发展的重要因素。随着能源危机日益临近，人们迫切需要寻找各种清洁、经济的可再生能源代替那些日益枯竭的不可再生能源，新能源必将成为今后世界上的主要能源。生活中有着各种各样的能量没有得以充分利用，白白浪费掉了，例如人在路面上走路的压力产生的能量。如果通过有效的方法将这些能量收集起来，转换成电能加以利用，如果在楼道内、步行街、商场、娱乐场所广泛推广此发电方法，能产生可观的效益。
压力发电通常的设计思路为压电材料和惯性轮机械装置，但两者各自存在一定缺陷。压电材料可以通过压力在瞬时产生高电压，但高电压持续时间很短，在生活中很难被加以利用。惯性轮机械装置同样可以实现压力发电，但能源利用率较低并且噪声较大。
本发明的方法是利用液压原理把压力能最终转化为电能，适用于各种平整路面，将人作用于地面的分散的、微弱的压力能量集中利用，使其转换为电能。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种能将生活中广泛存在的分散的压力能转换成电能的基于压力的新型发电方法。从最初的人步行踩踏地面到蓄能器将压力能量转变为势能，再到最后发电带动负载，实现了机电液的一体化。
本发明提出的基于压力的新型发电方法，采用发电装置实现，所述发电装置由油箱1、第一单向阀2、弹簧复位液压缸3、第二单向阀4、蓄能器5、两位两通换向阀6、液压马达7、机械传动装置8、发电机9、稳压装置10、超级电容11和蓄电池12组成，油箱1通过第一单向阀2和管道连接弹簧复位液压缸3，弹簧复位液压缸3通过第二单向阀4和管道连接蓄能器5，蓄能器5通过两位两通换向阀6和管道连接液压马达7，液压马达7连接机械传动装置8，机械传动装置8连接发电机9的转轴，发电机9通过稳压装置10、超级电容11连接蓄电池12；具体步骤如下：
将弹簧复位液压缸3置于地面下，人行走时作用在弹簧复位液压缸3上，脚踩下微小位移，由于第一单向阀2的作用，两位两通换向阀6右位工作，油路不导通，弹簧复位液压缸3中的液压油进入蓄能器5中，人脚离开时，弹簧复位液压缸3在弹簧的作用下使活塞复位，在第一单向阀2的作用下吸进油箱1中的液压油；如此反复，直到蓄能器5中的压力到达目标最大值时，两位两通换向阀6左位工作，油路导通，蓄能器5释放能量，使液压马达7工作，并通过机械传动装置8带动发电机9转动，从而发电；当蓄能器5中的压力降低至目标最小值时，两位两通换向阀6右位工作，油路不导通，蓄能器5又开始储存能量，直到达到目标压力值再释放，如此反复。
本发明在路面之下安装带有弹簧复位液压缸，使油液进入蓄能器，通过换向阀控制蓄能器压力的释放，使油液推动液压马达并带动发电机发出电能；发出的电能通过稳压装置给超级电容充电，超级电容的输出端连接负载并给蓄电池充电。
所述的液压缸将分散的压力能收集起来转变为压力油势能储存在蓄能器中，液压缸的活塞杆上套有复位弹簧，使活塞能及时复位，液压缸两侧设置单向阀，避免了油液的回流；所述的换向阀采用机械方法实现换向阀的自动控制，动力及信号都取自系统自身管路的压力；
所述的液压马达通过机械传动装置带动发电机转轴旋转，通过机械构件设计完成机械能和机械运动形式的传递；所述的稳压装置起稳压作用，是为了获得平稳可利用的直流电。所述的超级电容是将电能收集并储存起来，给负载供电；所述的蓄电池采用浮充工作方式，正常情况下负载接受超级电容供电，应急情况下由蓄电池供电。
本发明的特点及有益效果是：本发明通过液压的方法将人们日常生活中最忽视的自身生物能加以利用，并变成最方便的电能，有效地减少了能量的浪费，并且实施成本低，适合在步行街、车站等人流量大的地方使用，为生产生活和工程实践的节能效果提供很大的帮助。
附图说明
图1是本发明的一种基于压力的新型发电装置的结构示意图。
图2 本发明的一种基于压力的新型发电方法的能量转换示意图。
图中各标号为：1为油箱；2为第一单向阀；3为弹簧复位液压缸；4为第二单向阀；5为蓄能器；6为两位两通换向阀；7为液压马达；8为机械传动装置；9为发电机；10为稳压装置；11为超级电容；12为蓄电池。
具体实施方式
下面参照附图叙述本发明的具体实施方式。
实施例1：本发明提供了一种利用踩踏压力进行发电的方法，是利用行人作用于路面的压力，在路面之下安装带有弹簧复位液压缸3，使油液进入蓄能器5，通过两位两通换向阀6控制蓄能器5压力的释放，使油液推动液压马达7并带动发电机9发出电能；发出的电能通过稳压装置10给超级电容11充电，超级电容11的输出端连接负载并给蓄电池12充电。
参看附图1，本发明中弹簧复位液压缸3的数量可以根据具体情况任意设置，每个液压缸两端各设置一个单向阀，避免油液回流。
参看附图2，本发明方法的能量转换过程如下：将弹簧复位液压缸3置于地面下，人行走时作用在弹簧复位液压缸3上，脚踩下微小位移，由于第一单向阀2的作用，此时换向阀6右位工作，油路不导通，弹簧复位液压缸3中的液压油进入蓄能器5中，人脚离开时，弹簧复位液压缸3在弹簧的作用下使活塞复位，在第一单向阀2的作用下吸进油箱1中的液压油。如此反复，直到蓄能器5中的压力到达目标最大值时，两位两通换向阀6左位工作，油路导通，蓄能器5释放能量，使液压马达7工作，并通过机械传动装置8带动发电机9转动，从而发电。当蓄能器5中的压力降低至目标最小值时，两位两通换向阀6右位工作，油路不导通，蓄能器5又开始储存能量，直到达到目标压力值再释放，如此反复。第一单向阀2、第二单向阀4和弹簧复位液压缸3共同组成液压系统的液压泵，动力是由人力提供，代替原有电机驱动。整个系统能量转换的过程为：分散的机械能—液压能—机械能—电能。
本发明方法的能量储存过程如下：机械传动装置8将液压马达7与发电机9转轴相连接，液压马达转轴旋转将带动永磁体发电机轴旋转。永磁体发电机内线圈中心的磁通量不断迅速变化，在线圈内部产生电流，电流通过导线输出，即发电机转动发电。永磁体发电机发电电流变化较大，不能直接被加以利用。稳压装置10将发电机9输出的变化电流变成平稳的直流电，直流电再通过导线将电能输送给储能装置。直流电首先为超级电容充电，超级电容储能能起到升压作用，经储存输出电能再为蓄电池充电（采用浮充工作方式）。负载和蓄电池并联，在正常工作条件下，负载接受超级电容供电，在发电机发电不足或不发电的情况下蓄电池将参与为负载供电，保证负载正常平稳工作。

Claims (1)

1.一种基于压力的新型发电方法，其特征在于采用发电装置实现，所述发电装置由油箱(1)、第一单向阀(2)、弹簧复位液压缸(3)、第二单向阀(4)、蓄能器(5)、两位两通换向阀(6)、液压马达(7)、机械传动装置(8)、发电机(9)、稳压装置(10)、超级电容(11)和蓄电池(12)组成，油箱(1)通过第一单向阀(2)和管道连接弹簧复位液压缸(3)，弹簧复位液压缸(3)通过第二单向阀(4)和管道连接蓄能器(5)，蓄能器(5)通过两位两通换向阀(6)和管道连接液压马达(7)，液压马达(7)连接机械传动装置(8)，机械传动装置(8)连接发电机(9)的转轴，发电机(9)通过稳压装置(10)、超级电容(1)(1)连接蓄电池(12)；具体步骤如下：
将弹簧复位液压缸(3)置于地面下，人行走时作用在弹簧复位液压缸(3)上，脚踩下微小位移，由于第一单向阀(2)的作用，两位两通换向阀(6)右位工作，油路不导通，弹簧复位液压缸(3)中的液压油进入蓄能器(5)中，人脚离开时，弹簧复位液压缸(3)在弹簧的作用下使活塞复位，在第一单向阀(2)的作用下吸进油箱(1)中的液压油；如此反复，直到蓄能器(5)中的压力到达目标最大值时，两位两通换向阀(6)左位工作，油路导通，蓄能器(5)释放能量，使液压马达(7)工作，并通过机械传动装置(8)带动发电机(9)转动，从而发电；当蓄能器(5)中的压力降低至目标最小值时，两位两通换向阀(6)右位工作，油路不导通，蓄能器(5)又开始储存能量，直到达到目标压力值再释放，如此反复。
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