CN103953492A - 能源循环利用发电机启动设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了能源循环利用发电机启动设备，包括高压水塔、循环水池、抽水泵、主动轮以及传动变速组，所述的高压水塔通过支架支撑，高压水塔比循环水池的位置高，循环水池通过抽水泵和管道与高压水塔连通，高压水塔的底部与连通有出水管，出水管的端部设有高压枪头，主动轮通过同轴的传动轮和传动变速组传动连接，高压枪头对准主动轮的水兜，高压枪头的水冲击主动轮转动，带动传动变速组，使其转速达到发电机所需的转速；或者主动轮通过气动装置、电动装置传动连接。本发明能源循环利用发电机启动设备具有零污染、造价低、安全可靠的特点，本发明将会终结热能、核能发电以及依赖天热水发电的历史。

Description

能源循环利用发电机启动设备

技术领域

本发明属于发电机技术领域，特别涉及一种能源循环利用发电机启动设备。 

背景技术

当前的电能主要依靠热源、核电、天然水资源、风力、太阳能。热源发电对环境污染严重，同时，热源造价高，不经济，热源有用完的一天，核电发电对安全有一定的恐慌，核废料难处理，水资源有天然的限制而风能和太阳能受环境的影响大。 

发明内容

为了克服上述技术的不足，本发明的目的是提供一种新型的能源循环利用发电机启动设备。 

本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是： 

能源循环利用发电机启动设备，包括高压水塔、循环水池、抽水泵、主动轮以及传动变速组，所述的高压水塔通过支架支撑，高压水塔比循环水池的位置高，循环水池通过抽水泵和管道与高压水塔连通，高压水塔的底部与连通有出水管，出水管的端部设有高压枪头，主动轮通过同轴的传动轮和传动变速组传动连接，高压枪头对准主动轮的水兜，高压枪头的水冲击主动轮转动，带动传动变速组，使其转速达到发电机所需的转速；或者主动轮通过气动装置、电动装置传动连接。 

所述的高压水塔设置在所述的循环水池的正上方。 

主动轮的轴套和外圆由支架支撑连接，外圆周设有若干个冲水兜，冲水兜为盛水的弧形腔室，弧形腔室的中部设有横向的增压板，且弧形腔室的内口部四周边设有向下倾斜的挡水板，挡水板上设漏水孔。 

所述的高压枪头为锥形管，锥形管的出口处设有一个数字控制阀，数字控制阀控制水泵抽水的流量，使其与冲在主动轮上的力一致，主动轮转动起来是匀速转动。 

主动轮的两侧设有挡水墙，且传动轮位于挡水墙的外侧。 

高压水塔内有液位控制报警器，液位控制报警器监视电机是否正常工作。 

主动轮的正下方设有排水口，排水口与循环水池相连通。 

本发明的有益效果：采用本发明的发电机启动设备主要根据杠杆平衡的原理，增长主动轮的直径，也就是增加了动力臂的长度，运转起来省力，经过主动轮带动变速组，达到发电的所需转速。本发明能源循环利用发电机启动设备具有零污染、造价低、安全可靠的特点，本发明将会终结热能、核能发电以及依赖天热水发电的历史。 

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。 

图2为主动轮的结构示意图。 

图3为高压枪头的结构示意图。 

图4为变速机构的示意图。 

图5为输出转速与轮的关系图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

如图1-图5所示的一种能源循环利用发电机启动设备， 

能源循环利用发电机启动设备，包括高压水塔1、循环水池2、抽水泵3、发电机4的主动轮6以及传动变速组，所述的高压水塔通过支架5(4根)支撑，高压水塔1比循环水池2的位置高(一般设置在正上方)，循环水池通过抽水泵和管道31与高压水塔连通，高压水塔的底部与连通有出水管11，出水管的端部设有高压枪头12，主动轮通过同轴的传动轮和传动变速组7传动连接，高压枪头对准主动轮的水兜，高压枪头的水冲击主动轮转动，带动传动变速组，使其转速达到发电机所需的转速；或者主动轮通过气动装置、电动装置传动连接。 

主动轮的轴套和外圆由支架支撑连接，外圆周设有若干个冲水兜61，冲水兜为盛水的弧形腔室，弧形腔室的中部设有横向的增压板611，且弧形腔室的内口部四周边设有向下倾斜的挡水板612，挡水板上设漏水孔。 

传动轮是由皮带或链条传动在发电机上，来实现发电的功能。 

所述的高压枪头为锥形管，锥形管的出口处设有一个数字控制阀，数字控制阀控制水泵抽水的流量，使其与冲在主动轮上的力一致，主动轮转动起来是匀速转动。 

主动轮的两侧设有挡水墙，且传动轮位于挡水墙的外侧。 

高压水塔内有液位控制报警器，液位控制报警器监视电机是否正常工作。 

主动轮的正下方设有排水口，排水口与循环水池相连通。 

本发明发电机启动设备主要根据杠杆平衡的原理，增长主动轮的直径，也就是增加了动力臂的长度，以此来满足发电机所需的最大动力，经过主动轮带动变速组，达到发电的所需转速。本发明的主动轮由高压水、气的冲动或电力带动。主动轮的轴上有一个传动轮，通过传动轮来传动变速组，使其转速达到发电机所需的转速。在外圆设置有多个冲水兜，在冲水兜里设有增压板，冲水兜上设有挡水板。挡水板使冲进兜里面的水不外流，使冲水兜(既能排水，也能挡水)。冲水兜里面的水越重，主动轮的动力越大，冲水兜上面是一个高压枪头，通过高压枪头，使冲进冲水兜里的水达到高压，使主动轮的快速运转。根据碰撞试验，冲撞的力是它本身重量的50倍。所述的高压水塔的下面有一个循环水池，通过抽水泵把循环水池的水抽到高压水塔上，再经过高压水管、高压枪头冲在主动轮上的冲水兜里，再流入循环水池中循环使用。 

本发明的发电机启动设备将会终结热能、核能发电以及依赖天然水、热能发电的历史。我们计划5-10年在全国代替热能和核能发电。 

以下为本发明的输出转速的计算公式：已知电机功率P₀，主动轮转速n₀，大轮径4a，小轮径a。如图5所示： 

由M＝Fd可知，初始力偶矩M固定，F与d成反比，因此轮径d越大，F越小。或者解释为，当F固定，d越大，力偶矩M越大。 

一级：根据 $T=9550\frac{p}{n},$ 得 $T_1=9550\frac{p_0}{n_0}$

根据T₁＝F₁d₁，得 $F_1=\frac{T_1}{d_1}=9550\frac{p_0}{n_0}=9550\frac{p_0}{{4\mathrm{an}}_0}$

根据 $p=\frac{F_{e}v}{1000},$ 得 $F_{e1}=\frac{{1000p}_0}{n_0}$

所以 $F_2=F_1-F_{e1}=\frac{{9550p}_0}{{4\mathrm{an}}_0}-\frac{{1000p}_0}{n_0}$

又根据 $i=\frac{n_1}{n_2}=\frac{d_1}{d_2},$ 得 $n_2=\frac{d_1}{d_2}{n}_1={4n}_1={4n}_0$

二级：根据F₃d₃＝F₂d₂，得 $F_3=\frac{F_2{d}_2}{d_3}=\frac{1}{4}{F}_2=\frac{{9550P}_0}{{16\mathrm{an}}_0}-\frac{{1000p}_0}{{4n}_0}$

根据 $M=\frac{9550p}{n},$ 得 

$P_2=\frac{F_2{d}_2{n}_2}{9550}=\frac{F_2{d}_2}{9550}\·{4n}_0=\frac{{4\mathrm{an}}_0}{9550}(\frac{{9550p}_0}{{4\mathrm{an}}_0}-\frac{{1000p}_0}{n_0})=p_0-{0.42\mathrm{ap}}_0$

$F_{e2}=\frac{{1000p}_2}{n_2}=\frac{1000(p_0-{0.42\mathrm{ap}}_0)}{{4n}_0}=\frac{{25p}_0}{n_0}-\frac{{105\mathrm{ap}}_0}{n_0}$

$F_4=F_3-F_{e2}=\frac{{9550p}_0}{{16\mathrm{an}}_0}-\frac{{275p}_0}{n_0}$

三级：根据F₄d₄＝F₅d₅，得 $F_3=\frac{F_4{d}_4}{d_3}=\frac{1}{4}{F}_4=\frac{{9550P}_0}{{64\mathrm{an}}_0}-\frac{{275p}_0}{{4n}_0}+\frac{{105p}_0}{{4n}_0}$

根据 $\frac{n_3}{n_2}=\frac{d_3}{d_4},$ 得 $n_3=\frac{d_4}{d_3}{n}_2={4n}_2={16n}_0$

$p_3=\frac{F_4{d}_4{n}_3}{9550}=\frac{{16\mathrm{an}}_0}{9550}(\frac{{9550p}_0}{{64\mathrm{an}}_0}-\frac{{275p}_0}{{4n}_0}+\frac{{105\mathrm{ap}}_0}{{4n}_0})=\frac{p_0}{4}-{0.16\mathrm{ap}}_0+{0.04a}^2{p}_0$

$F_{e3}=\frac{{1000p}_3}{n_3}=\frac{1000(\frac{p_0}{4}-{0.16\mathrm{ap}}_0+{0.04a}^2{p}_0)}{{16n}_0}=\frac{{125p}_0}{{8n}_0}-\frac{{10\mathrm{ap}}_0}{n_0}+\frac{{2.5a}^2{p}_0}{n_0}$

$F_6=F_5-F_{e3}=\frac{{149p}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{84.4p}_0}{n_0}+\frac{{26.3\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{2.5a}^2{p}_0}{n_0}$

四级：根据F₆d₆＝F₇d₇，得 $F_7=\frac{F_6{d}_6}{d_7}=\frac{1}{4}{F}_6=\frac{{37.3P}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{21.1p}_0}{n_0}+\frac{{6.6\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{0.6a}^2{p}_0}{n_0}$

根掘 $\frac{n_4}{n_3}=\frac{d_5}{d_6},$ 得 $n_4=\frac{d_3}{d_4}{n}_3={4n}_3={64n}_0$

$\begin{array}{c}{p}_4=\frac{F_6{d}_6{n}_4}{9550}=\frac{{64\mathrm{an}}_0}{9550}(\frac{{149p}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{84.4p}_0}{n_0}+\frac{{26.3\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{2.5a}^2{p}_0}{n_0})\\ =p_0-{0.57\mathrm{ap}}_0+{0.18a}^2{p}_0-{0.02a}^3{p}_0\end{array}$

$\begin{array}{c}{F}_{e4}=\frac{{1000p}_4}{n_4}=\frac{1000(p_0-{0.57\mathrm{ap}}_0+{0.18a}^2{p}_0-{0.02a}^3{p}_0)}{{64n}_0}\\ =\frac{{15.6p}_0}{n_0}-\frac{{8.9\mathrm{ap}}_0}{n_0}+\frac{{2.8a}^2{p}_0}{n_0}-\frac{{0.3a}^3{p}_0}{n_0}\end{array}$

$\begin{array}{c}{F}_8=F_7-F_{e4}\\ =\frac{{37.3p}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{21.1p}_0}{n_0}+\frac{{6.6\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{0.6a}^2{p}_0}{n_0}-\frac{{15.6p}_0}{n_0}+\frac{{8.9\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{2.8a^2{p}_0}{n_0}+\frac{{0.3a}^3{p}_0}{n_0}\\ =\frac{{37.3p}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{36.7p}_0}{{\mathrm{an}}_0}+\frac{{15.5\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{3.4a}^2{p}_0}{n_0}+\frac{{0.3a}^3{p}_0}{n_0}\end{array}$

五级：根据F₈d₈＝F₉d₉，得 

$F_7=\frac{F_6{d}_6}{d_7}=\frac{1}{4}{F}_9=\frac{d_8}{d_9}{F}_8=\frac{1}{4}{F}_8=\frac{9.3p_0}{a{n}_0}-\frac{{5.3p}_0}{n_0}+\frac{{1.7\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{0.15}^2{p}_0}{n_0}$

根据 $\frac{n_5}{n_4}=\frac{n_7}{d_8},$ 得 $n_5=\frac{d_4}{d_5}{n}_4={4n}_4={256n}_0$

$\begin{array}{c}{p}_5=\frac{F_8{d}_8{n}_5}{9550}=\frac{{256\mathrm{an}}_0}{9550}(\frac{{9.3p}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{5.3p}_0}{n_0}+\frac{{1.7\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{0.15a}^2{p}_0}{n_0})\\ ={0.25p}_0-{0.14\mathrm{ap}}_0+{0.05a}^2{p}_0-{0.004a}^3{p}_0\end{array}$

$\begin{array}{c}{F}_{e5}=\frac{{1000p}_5}{n_5}=\frac{1000(0.25p_0-{0.14\mathrm{ap}}_0+{0.05a}^2{p}_0-{0.004a}^3{p}_0)}{{256n}_0}\\ =\frac{{0.98p}_0}{n_0}-\frac{{0.55\mathrm{ap}}_0}{n_0}+\frac{{0.2a}^2{p}_0}{n_0}-\frac{{0.012a}^3{p}_0}{n_0}\end{array}$

$\begin{array}{c}{F}_{10}=F_9-F_{e5}\\ =\frac{{9.3p}_0}{{\mathrm{an}}_0}-\frac{{6.28p}_0}{n_0}+\frac{{2.25\mathrm{ap}}_0}{n_0}-\frac{{0.35a}^2{p}_0}{n_0}+\frac{{0.012a}^3{p}_0}{n_0}\end{array}$

根据 $\frac{n_6}{n_5}=\frac{d_9}{d_{10}},$ 得 $n_6=\frac{d_9}{d_{10}}{n}_5={4n}_5={1024n}_0$

根据F₁₀d₁₀＝F_输出d₁₁，得 

综上所述得，最后输出力矩为 

可以推出，最终转速n₆是初始转速的1024倍，最终输出力偶矩M和轮径大小a有关系，a越大，输出M越小 

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：包括高压水塔、循环水池、抽水泵、主动轮以及传动变速组，所述的高压水塔通过支架支撑，高压水塔比循环水池的位置高，循环水池通过抽水泵和管道与高压水塔连通，高压水塔的底部与连通有出水管，出水管的端部设有高压枪头，主动轮通过同轴的传动轮和传动变速组传动连接，高压枪头对准主动轮的水兜，高压枪头的水冲击主动轮转动，带动传动变速组，使其转速达到发电机所需的转速；或者主动轮通过气动装置、电动装置传动连接。

2.根据权利要求1所述的能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：所述的高压水塔设置在所述的循环水池的正上方。

3.根据权利要求1或2所述的能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：主动轮的轴套和外圆由支架支撑连接，外圆周设有若干个冲水兜，冲水兜为盛水的弧形腔室，弧形腔室的中部设有横向的增压板，且弧形腔室的内口部四周边设有向下倾斜的挡水板，挡水板上设漏水孔。

4.根据权利要求3所述的能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：所述的高压枪头为锥形管，锥形管的出口处设有一个数字控制阀，数字控制阀控制水泵抽水的流量，使其冲在主动轮上的力一致，主动轮转动起来是匀速转动。

5.根据权利要求4所述的能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：主动轮的两侧设有挡水墙，且传动轮位于挡水墙的外侧。

6.根据权利要求5所述的能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：高压水塔内有液位控制报警器，液位控制报警器监视电机是否正常工作。

7.根据权利要求6所述的能源循环利用发电机启动设备，其特征在于：主动轮的正下方设有排水口，排水口与循环水池相连通。