CN103649533A - 一种动能发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机，用于从与旋转物体关联的动能生成电能，设计成重轮的形式。发电机包括容纳转子浮体的垂直柱形容器，所述转子浮体通过中央附接件和在容器和转子浮体之间的空间中的一定量的液体支撑。转子浮体包括一盖子，由金属或者其他重金属制成的杆从盖子延伸出，杆的端部支撑环形圈，环形圈支承电力推进电机作用的防滑带。另外，驱动设备（诸如齿圈）与盖子关联，与齿轮啮合，所述齿轮与发电机的旋转轴关联。可选地，容器/转子浮体组件能够包括水平定位的轴。

Description

一种动能发电机

技术领域

本发明涉及一种能够从所有运动的物体产生电能的动能发电机，考虑到使用浮动的中空壳体，中空壳体支承着类似轮的辐条的金属杆，金属杆又保持由确定速度的电动机所驱动的重的周边环形金属冠状件（corona），以从这些物体吸取动能，将动能传递至靠近该大金属轮的轴的发电机。

本发明的应用领域是致力于设计并建造发电设备的工业部门。

背景技术

当前的技术挑战之一是使用无污染系统和方法获得电能。最公知的和最常用的无污染系统是风力和水力，在风力和水力系统中运动着的流体的能量被转化以驱动发电机的叶片。

在大多数情况下，使用水力发电以提供驱动需求，在河流或水流上建筑大坝，使得水积聚到一个显著水平，从特定高度下降以旋转涡轮。

正如大多数情况下的那样，建筑这些水坝存在的主要环境冲击是，水库后方会淹没肥沃的山谷和城镇。

使用风能驱动发电机意味着，塔都必须建设在多风地区以支撑风力涡轮和它们的长叶片。为了使这些风力涡轮更经济，它们必须战略性地位于高地面，使得在环境方面很难忽视它们。

发明内容

鉴于前述情况，本发明的主要目的在于提出了一种动能发电机以积极地克服前述现存系统中的缺陷。因而作为本发明主题的发电机包括柱形容器，该柱形容器自由容纳同为柱形的中空主体，中空主体的底部封闭并且具有顶部盖子，所述顶部盖子承载类似轮的辐条的重金属杆，其能够承受附接至其上的周边冠状件的重量。

中空主体的直径稍微小于容器的内径，在所述主体和容器之间形成腔室，所述腔室包含足够量的液体，以允许中空主体浮动并且当被外部推力驱动时水平旋转。前述直径和内径之间的关系非常类似，使得大量的水或者其他流体不是必须保持主体漂浮。中空主体和容器构成的组件（浮子-转子和箱体）在下文中称为“涡轮”，这些元件构成的组件利用阿基米德原理和帕斯卡原理，采用垂直轴，但是也可以使用水平定位的轴，正如下文评论的附图图示出的第二种设计形式，尽管该设计是更昂贵的更复杂的，因为该构造是垂直的而非水平的。

中空主体（浮子-转子）是浮动的，这一事实使得其易于用最小的力转动，摩擦几乎为零，使得更好地用来产生能量，否则使用常规支承的话这些能量会被消耗，因为必须要支撑非常重的重量。

根据本发明，外部容器（箱体）和中空主体（浮子-转子）都由混凝土、铁或者一些其他重质材料制成，从而一方面确保高机械阻力，另一方面确保一旦其利用充气轮被电动机产生的力所驱动开始旋转就可给与中空主体非常高的惯性，充气轮与金属杆的两端部相对并且与周边环形冠状件接触。虽然在本优选实施例中使用三个电动机，它们优选地位于平面，但是可以使用更多的有动力的电动机，诸如还可以作为稳定机以防止转子摆动。

根据本发明，外部容器（箱体）的底部（base）具有类似轴的轴向附接件（apéndice），该轴向附接件进入中空主体（浮子-转子）的底部上的轴向附接件的中空内部中。

外部容器（箱体）在其侧面具有两个开口：顶部的一个开口用来填充，下部的一个开口用来排空，这两个开口都具有用来封闭它们的元件以允许添加水或排空，需要水来保持中空主体（浮子-转子）漂浮。

因为外部容器（箱体）中的水将缓慢蒸发，所以为该容器设置了水位传感器，水位传感器具有从外侧可见的指示器，可选地具有刻度或者标记以指示水的水位，指示水的水位是必须的以确保发电机正确起作用。

中空主体（浮子-转子）的顶部覆盖有由混凝土或者任何其他耐磨材料制成的圆形金属板，金属或者混凝土杆固定至圆形金属板并且径向延伸。所述杆或者横梁应该尽可能长，使得旋转的涡轮轴上接收的能量也尽可能最大。

这些杆固定位于外侧或者周边的环形冠状件，使得整体就像一个大轮，杆作为大轮的辐条。因为材料的重量对动能来说非常重要，所以上述冠状件设计为尽可能重，沥青、混凝土、橡胶或者任何防滑材料制成的外周带附接在其外侧，以抓住安装在电动机中的充气轮，使得它们以足够大速度旋转大轮以引起异步发电机起作用。

总之，能够使用任何常规发电机，但是优选异步、“鼠笼”型的发动机：齿轮安装在其轴上，与冠轮连接，形成中空主体（浮子-转子）的一部分，该类型的发电机被认为是理想的本发明的优选实施例，因为其运行起来像是确定转速（转/分钟）的马达。

在一个可选变型中，发电机可以连接至运动增效器，增效器又连接至柱形传递杆，形成了转子在其中心的单元并且延伸通过容器的中空轴。

附图说明

为了补充本说明书并且更好地理解本发明的特征，本说明书附带一系列附图，通过示例方式示出但不限于此：

图1是作为本发明主题的动能发电机的横向示意图，其设计为具有垂直轴，沿着垂直平面分开，连接有鼠笼型发电机，在操作中在周边安装了驱动电动机；

图2是操作中的图1的动能发电机的平面图；

图3是构成本发明的动能发电机涡轮的该组浮子-转子和流体容器的元件的示意图；

图4是具有水平轴的动能发电机的设计的平面图，以及

图5示出了图4中的水平轴动能发电机中所使用的浮子-转子的示图。

具体实施方式

正如之前简要讨论的附图中所示的，本发明的动能发电机包括柱形容器1，柱形容器1容纳中空主体2和足够的水3以确保中空主体2能够浮动。

容器1在其底部上具有轴向附接件25，轴向附接件25容纳在中空主体2上的管状轴向附接件23中。

在附接件25和23之间，存在不锈钢支承件22，以抑制当中空主体2被轮组件的周边的电动机7驱动而转动时中空主体的任何摆动。

中空主体2的顶部被盖子10封闭，使用拧入盖子的螺栓13将金属杆9固定至盖子10。所述杆尽可能长并且由混凝土或者其他耐磨材料制成，而且在它们的端部承载重的环形冠状件14，环形冠状件14设计为通过冠轮（geared crown）4提供输送转矩至发电机6（优选鼠笼型），冠轮4形成浮子-转子2的一部分，用紧固臂12支撑，冠轮4与齿轮5啮合，齿轮5结合至所述发电机6的旋转轴。该旋转组件被电动机7的行为驱动，电动机7安装在支撑件17上，支撑件17搁在周围的三脚架16上，并且每个电动机7在弹性轮8（优选气动式的）的辅助下接触所述环形周边冠状件14内部的沥青带15，以使来自旋转的动能工作显著。可选地，可以使用冠轮取代沥青带15以防止摩擦。还可选地，如果安装的构造特性适当，可以使用支柱18对杆9进行支撑，支柱18在附接件23的上端与为每个径向杆9的自由端设置的锚固部之间延伸。

电动机6固定在支撑件11上，处于用于与冠轮4啮合的齿轮5的合适高度，支撑件11形成柱形容器1的外表面的一部分。

通过从周边环形冠状件14安装互补杆32并且附接至螺纹附接件31，杆9的长度可以可选地延伸，螺纹附接件31为此目的布置在杆9上，从而大大增加动能。为了使浮子-转子2承载更大重量，水3可以可选地被浓稠流体取代。

笼型发电机6还可以可选地连接至运动增效器24而不是连接至冠轮4，运动增效器24本身又连接至传递杆29，传递杆29联接至浮子-转子2，延伸通过容器1中的中空轴24。

虽然中空主体2由混凝土、铁或者一些其他重质材料制成，但是当浮动在水3中时其能够用最小的力易于旋转，犹如其是个船一样。

为了确保容器1内部的水3的水位可以保证主体2浮动，所述容器具有用来填充的开口20以及用来排空的开口21，用水位指示器19监控容器1中水3的水位。

涡轮的重量根据中空主体2的尺寸来计算（利用阿基米德原理）：例如，直径4米、高1米的中空主体2的体积超过12,000dm³，等同于中空主体2中容纳的重量多于12,000kg的水3的体积。

此动能发电机的作用方式如下：初始力启动电动机7，电动机7驱动周边环形冠状件14，并且磁化鼠笼型异步发电机6的磁极，这种力主要来自主电源或独立的柴油或汽油发电机或其他发电机。电动机7每分钟的转数超过发电机6每分钟的转速，但是功率小于发电机6，因为电动机7与环形冠状件14接触，使其受到足够速度以转动发电机6的转子，而且因为其是用来生成电而不是消耗电。杆9的端部处的高质量冠状件14创建发电机6的水平的高转矩，转矩将转化成超过电动机7消耗水平的电能，使得一旦动能发电机运行，驱动电动机能够被供给有发电机6产生的多余能量，并且无限期自动运行。

能够使用相同的液压系统，采用阿基米德原理和帕斯卡原理，但是具有水平轴，如图4和图5所示。此处，容器1由水平中空筒体构成，一侧封闭、另一侧具有门30，呈潜艇舱门式，使得一旦液体被封闭，液体就不能够从容器溢出，容器在其顶部是打开的，浮子-转子2的一部分突出于顶部。

浮子-转子2由密封的中空筒体组成，直径稍微小于容纳其的容器1的直径，使得两者之间存在足够液体以确保浮动。在顶部，在中心处存在附接件23作为轴并且容纳在位于容器1背面的凹槽中以及舱口门30的凹槽中。浮子-转子2的突出于容器1的打开顶部的部分必须能够承受的重量等于内部所装液体的量，并且用最小的力转动。

Claims (6)

1.一种动能发电机，尤其具有对旋转运动的重物体的动能进行转化的能力的发电机，其特征在于，包括：

垂直柱形容器（1）；

中空主体（2），其内部的底部封闭，容纳在所述柱形容器（1）中并且能够绕其垂直轴线旋转，其在尺寸上与所述容器间留有一空间，因而能够在所述中空主体和所述柱形容器之间包含足量液体（3）以确保中空主体（2）浮动；

盖子（10），封闭所述中空主体（2）的顶部，多个由金属或者其他重质材料制成的杆（9）尽可能长，用螺栓（13）固定至所述盖子（10）并且从所述盖子径向向外延伸；

重的环形冠状件（14），附接至每个金属杆（9）的端部；

防滑沥青带（15），位于所述重的环形冠状件（14）内部的空间中；

异步发电机（6），优选为鼠笼型，在其轴上具有齿轮（5），所述齿轮（5）啮合冠轮（4），所述冠轮（4）通过支撑及紧固用臂（12）被浮子-转子（2）的所述盖子（10）支撑和驱动；以及

电动机（7），与所述环形冠状件（14）的周边相对，装有弹性充气轮（8），所述弹性充气轮支撑在位于所述重的环形冠状件（14）内部的所述防滑沥青带（15）上。

2.根据权利要求1所述的动能发电机，其特征在于，所述电动机（7）的功率小于所述发电机（6），以每分钟更多的转数操作，使得计算出的所述充气轮（8）的线性速度的值大于与其接触的所述重的环形冠状件（14）的线性速度，从而在所述重的环形冠状件（14）上引起推力并且产生动能，动能被鼠笼型的发电机（6）收集并转化成足量的电能以供给所述电动机（7），获得的剩余电能能够被输送至主电源或者用于系统内外的任何点的消耗。

3.根据权利要求1所述的动能发电机，其特征在于，通过增加其他杆（32），所述杆（9）能够可选地被延长以增加整个组件的旋转惯性，所述其他杆（32）固定至靠近所述杆（9）的端部的附接件（31）。

4.根据权利要求1至3所述的动能发电机，其特征在于，所述防滑带（15）能够可选地由冠轮组成。

5.根据权利要求1至4所述的动能发电机，其特征在于，所述发电机（6）能够可选地连接至运动增效器（24）。

6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的动能发电机，其特征在于如下可选设计：包括由中空主体构成的容器（1），所述中空主体的轴水平定位，前部和后部封闭并且在所述筒体的一个端部具有门（30），顶部打开，其内部容纳的浮子-转子（2）的上段的一部分突出于所述顶部，所述浮子-转子（2）浮动并且由于其上的用作轴的附接件（23）而能够绕水平轴线旋转，能够在所述容器（1）和所述浮子（2）之间的空间的流体中浮动，以最小的力旋转。

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