CN104929878A - 一种坡形轨道车滚轮运动发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种坡形轨道车滚轮运动发电装置。其特征是由若干节车体组成若干列列车，在长距离的下坡轨道上飞速前行，短距离的上坡轨道减速并冲上一定的坡度。装有电瓶的车头牵上理想的高度，造成舟状循环往返的坡形轨道。每节车体安装若干对车轮，轮毂上安装有转子，相对应的车体上安装有定子，列车在下坡轨道上飞速前行，轮毂带动转子在定子中旋转做切割磁力线运动发电。省能源无污染，依据地形地理随处可建，廉价电能易于实现。

Description

一种坡形轨道车滚轮运动发电装置

技术领域

本发明属于利用坡形轨道车轮毂下滑滚动运动带动发电机发电的机械能发电。

背景技术

当前我国经济尚属于高投入、高耗能、高排放、不协调、难循环、低效率的粗放型增长模式，经济增长持续走高，工业化、城镇化、市场化、国际化的步伐加快，人民生活进一步提高，强国强军富民，实现伟大的中国梦宏伟目标。与此相呼应，相适应的是电力工业化迫切需求，电力工业将迎来更全面、更广泛的发展机遇和开拓空间。而我国当前条件是绝对不允许的突出表现为：

1、能源条件相对匮乏，我国水能，煤炭比较丰富，且分布不均衡。水能资源占世界首位，但3/4的水能源分布在西南部：我国的煤炭能源探明保有储量居世界第三位，人均储量为世界平均水平的55％。天然气和石油人均储量仅为世界平均水平的10％和4.5％。风能和太阳能等新能源发电受技术，地理条件因素的限制。

2、电力发展与资源环境矛盾日益突出，电力生产高度依赖煤炭，火力发电占总发电量的82％，大量开发和燃烧煤炭引发环境生态问题，地面沉陷，地下水资源的破坏，酸雨危害的面积逐年扩大，温室气体，固体废料大量的排放，二氧化碳对大气的污染。火力发电还需要大量的淡水资源，而我国是淡水严重缺乏的国家，人均量为世界平均水平的1/4，且分布不均，华北，西北是严重缺水的地区。我国又是世界上水土流失，土地荒漠化最严重的国家之一。

火力发电是利用煤、石油、天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温高压的水蒸气，然后水蒸气推动发电机发电，火力发电的主要设备包括燃料供应系统、燃烧系统、给水系统、蒸汽系统、冷却系统、电气系统及其他辅助处理设备，将燃料化学能→转化有热能→机械能→电能。化学能转化为电能是在相当复杂的热力推动的基础上完成的。其占地面积大，要消耗大量的能源，投资大，建设期长，对环境造成严重污染等，发电效率低40％左右。

3、根据权利要求1所述，一种坡形轨道车滚轮运动发电装置，其特征是车头上装有车速感应器自动启动和停止控制装置。车头的车体上装有若干电瓶、变压器、电动机、齿轮变速闸箱。车头上的车轮分为牵引轮和发电轮两部分。

4、水能发电，用水能发电污染小，成本是火力发电的1/4显得极为经济，我国大型水电站100多座，小型水电站10万多个，遍及1500个县，占总发电量的15％，水力发电要有丰富的水资源，还要筑大坝蓄水，建设工期长、投资大、主要是受水利条件的限制，我国水资源主要分布在由西南部。建造大坝造成对上下游生物的生活环境不可修复的破坏。长江三峡发的电供上海市用，输送电的设施要投入巨大资金，而且多项技术要求科技含量高，超高压的设备起高压的技术，各个环节都要有严密程序，合格的产品，精细的安装，同塔多回，串连补偿，紧凑精密，相辅相承，线路的管理，养护加大了用电的费用，而且距离越长电的损耗就越大。水力发电解决了一个区域的用电较容易。而中国是人口众多，居住生活范围极其分散零乱，难以解决无水地域的用电问题。

5、其他能源发电，一是风力发电，是要受风源地的限制，风能不稳定，装机容量太小，二是核能发电，容量大技术含量高，由核反应堆、蒸汽发生器，气轮发电机及其他附属设备组成，设备复杂，安装程序精细严密。存在的问题是产生具有防射性污染的核废料难于处理。防止核泄漏要付出高昂的费用。

三，潮汐发电，波浪发电，地热发电，生物质发电，垃圾(沼气)发电，氢能发电，燃料电池，光伏发电，光热发电，磁流体发电等发电方式都需探索试验，都要有一个成熟期需要一定的时间，物质，人才，资金，技术都要匹配，一步一步的实现，慢慢的开发利用，逐步扩大，发展。以上所述的各种方式的发电，都存在这各自的缺陷和问题。面临着社会大飞跃大发展，与时俱进要求电源结构要不断调整，火电优化水平要提高，水电开发力度要加大。电力装备技术要升华，电网建设要跟上，电力发展要从根本上解决问题，开发新能源，寻找发电。新方式，新技术，就城市附近建电厂就近解决用电困难，减省输送电复杂费用，开发发电成本低，费用低，廉价电的新项目。

我是上世纪69年当兵服役在工程兵8042部队，在重庆涪陵的白涛核工业基地打抗道。抗道空间有100多米高，洞深度有几公里，每天几个团在那里打眼放炮，往出拉石头渣，洞里用的是小轨道电瓶车，一个电瓶车要拉30-40节翻斗车，每节车装石料1-2立方，一个电瓶车要牵引70-80吨重量的石渣，拉出洞口后，改换成由汽油发电机的小火车头牵拉，将石渣拉运到7-8公里外的乌江边石料场，我的工作是押车员，具体工作就是将火车头与小翻车相连接。挂勾运渣轨道短距离看是乎是平的，稍长一些距离就发现是有一点坡度，在长一些坡度更为显现。刚初没经验，翻斗车停稳后要把一根长两米的铁棍插进翻斗车两个轮子的轮眼里，轮子不能转动，而我们是还没有把铁棍插来，就把挂钩摘开，翻斗车开始滑动人的力量是难于制止的，速度越来越快，我们就乘坐火车头追赶，根本追不上，渣场是个上坡形轨道，直到渣场头才停下来，那个场面吓的人魂飞魄散，但看到那一串串翻斗车像龙一样蜿蜒起伏腾飞，好大的冲动力，好快的速度，这个问题不只在我们身上出现，有拉出洞外的电瓶车那儿也常发生如此的问题，翻斗车没固定稳，电瓶车摘勾离去，翻斗车是重车不是空车装满了的石子，下滑动开，那场面更是惊心动魄不寒而栗。我常常回忆起这些往事，心里就潜发出一种用坡形轨道车滚轮发电的设想，由于我已有十几个专利，为了搞研究，花了整整二十多年的精力，把住的房子都卖掉了，1999年把30年的工令一次性5万元卖断。现在还欠了一屁股债，生活在最低水平线上，一个专利也推不出去，得不到社会的认可和利用，得不偿失，心灰意冷，习近平总书记执政，春风扑面，给搞研究的人带来光热，又燃发起我的研究激情，虽然我已经是六十五岁的人了，自信我还能搞出几个好的项目好的研究成果来。

本实用型发电方式节省能源无有污染，随处可建，就近用电，发电效率高，发电成本低等优点，大量的利用钢材，能极大地拉动国民经济发展，推动水泥业，电缆业，运输业，煤炭焦煤业，服务业等行业发展，以纲为纲，纲举目张，千行百业就能活起来，动起来，前景秀美，各领风骚。

美国发电量是中国的5倍，俄罗斯是中国的2倍，日本与中国发电量相当。

发电量，用电量标志一个国家发展程度和文明程度，抢抓机遇，从根本上进行转型开发这一新型发电方式。我们面临着光荣的任务承担这一重担。

抢抓机遇，从根本上进行转型开发这一新型发电领地。

发明内容

本发明是针对上述现有发电方式存在的不足，从根本上解决脱离大量消耗煤能发电和避免污染的情况发电方式直接利用机械能带动发电机发电，设计出一种坡形轨道车滚轮运动发电装置。1、首先是要建造坡形轨道，形成一个发电区域，坡形轨道是长距离的下坡，下坡要占到7/10

平行距离占到2/10，上坡距离占到1/10，建成“舟”状循环往返，在循环弯道上建调整调度保养整抱养维修站台。如建一个总长距离在66km“舟”状循环往返坡形轨道，出发坡形轨道和返回坡形轨道都以30km设计，下滑启动冲力段为1/103km。坡度是12/00落差为36m，前行段为6/10，18km；下坡度为3/00；落差为54m，平行段为2/10，6km；下坡轨道落差共是90m。上坡段1/10为3km。上坡度为30/00共90m。惯性冲动能冲上一定的坡度再用带装电瓶火车头牵到理想高度，每个循环弯道用2-3km计划出调度调整站台和停放检修保养平台。返回轨道同出行轨道那样如此设计。

在我国寻找这样的地形地貌很容易，借用山川沟谷，江河湖海岸边的地理位置，建一个区段循环舟状坡形轨道，就能实现就近大城市，中等城市，小城镇，人口密布，工业集中区的用电，省去了远距离调电的昂贵费用和输电的损耗。

轨道车是由若干节车体(10-12节)和带有电瓶的车头组合成一列，再由若干列(40-50列)组成了一个发电整体，保持30列列车在路上工作的循环连接发电态势。

轨道宽与现有轨道一致，所用材料相同，车体宽度比现有列车宽2-2.4m，每节车体长度50-60m，车体高度比现有列车低1-1.5m，车头带有自动挂勾，每列列车长度为600-800m。每节车体上安装有20-22对车轮，由轮轴、轮承、轮毂组成，车轮直径在1.2-1.4m，轮毂上安装有发电机的转子，转子的直径40-60公分，长60-80公分，转子上按装有线绕组转子铁芯，励磁绕组线槽，淮电环等组成，发电机定子由铁芯线包绕组，定子机架外壳及固定支架，出线盒组成，定子盖外端装有风叶轴承，风叶，借前行的风力转动风叶给发电机组降温。

车体由钢管钢板，角钢组成车体，车体不宜太轻，也不能过量加重，要有合适的重量，每节车体两头装有自动挂勾，车体上有1-2个运输电弓膊与轨道上空横架下输电线相连接，各轮毂上的发电机出引线与弓膊线就近相连。

轨道两侧30-50m间距安装有输电柱杆，连接梁柱的横架，横架下装有输电缆线。800-1000m地段间隔安装有高柱杆避雷针，沿途的排水防洪防险设施和各信号标志。

具体实施方式

1、根据城市、人口、工业、农业、工商财贸、交通运输、文教卫生等总体用电方式用电需求量，选择就近的地理、位置、借助山体川沟或沿海岸江河岸边的省工省投资的地段，修建坡形轨道，具体方案要从实情实地出发，灵活掌握，坡度，长度，做高架，穿隧洞，入地道，能做成长距离的下坡，短距离的上坡，长短相互相承，上下平衡适从，能自动滑行滚动，用带省电瓶车头电子自动遥控牵动调到理想高度。达到往返循环连续工作，有序不乱遵规守据科学运行。

2、由车体组成的列车，每相隔2km有一列，保持30列列车常在工作的路上。

3、列车最先是在3公里12/00的坡度上启动滑行冲下形成一个大的推动力，启动发行一直飞速下滑经3/00坡度继续前行18公里再进入6公里的平行轨道上，用其飞速的惯性冲力冲上3公里30/00坡度在减速缓慢爬坡路段的同时，由遥控自行启动带电瓶的车头，牵拖列车爬上理想高度，进入循环弯道的调度调整站台，排队继续返回，形成一个循环往复态势。

4、车轮带动轮毂转动，轮毂上装有发电的转子和车体架子上按有相对应的发电机定子，转子在定子中旋转作切割磁力线运动产生电势发出电，经引出线引线盒接输送缆线就近接连弓膊线将电输往轨道上空横架下的输电线上送往区域内的变电站，再入电网送到用户。

5、每一个轮毂发电量约800-1000千瓦/时，一个出行30km回程30km的一个发电站；一个车体有20对40个轮毂，一列列车有400个轮毂，保持工作状态有30个列车，共有1200个轮毂发电量96万-120万千瓦/时年发电量80一100亿千瓦。

Claims (5)

1.一种坡形轨道车滚轮运动发电装置，包括一长距离下坡轨道，短距离上坡轨道和连接循环弯道，调度调整站台和保修养护区域。舟状坡形轨道总长50-70km，之间设置一个变电站，将电送往电网，沿轨道两侧有输电的柱架和空中电缆。

2.按照权利要求所述的一种坡形轨道车滚轮运动发电装置其特征是由若干节车体，每节车体长50-60m 8-12节车体组成一列，由若干列组成一个整体，轨道宽与现有轨道相一致，车体宽度比现有列车宽2-2.5m，高度比现有列车低1-1.5m。每节车体安装有20-22对车轮，车轮由车轴、轴承、轮毂组成，车轮直径在1.2-1.4m，轮毂上的转子长60-80公分；直径40-60公分；转子上安装有转子铁芯线绕组，励磁绕组线槽，转子轴杆，汇电环等，定子由定子铁芯线包组绕，车体固定定子护架结构与外壳，引出线，由转子和定子组成的发电机和外壳前端头装有风叶，轴承，借用前行的风力吹动风叶给发电机降温。

3.根据权利要求1所述一种坡形轨道车滚轮运动发电装置，其特征是车头上装有车速感应器自动启动和停止控制装置，并装有若干电瓶变压器、电动机、齿轮变速闸箱，车头上一车轮装有发电装置发出的充入电瓶，电瓶的电供车头牵引轮工作，车头的车轮分为牵引轮和发电轮两部分。

4.根据权利要求1所述一种坡形轨道车滚轮运动发电装置，其特征是车体由钢管钢板、角钢组成的车体，车体不宜太轻，但也不宜太重，适当的重量，每节车体两头装有自动挂钩，车体上有1-2个输送电弓膊，与轨道上空横架下输电缆相连接。各轮毂上的发电机输出引线与弓膊线就近相连接。

5.根据权利要求1所述一种坡形轨道车滚轮运动发电装置，其特征是轨道两侧30-50m间距安装有输电柱杆，连接两柱的横架，横架下的输电缆线，800-1000m地段间隔安装有高柱避雷针，沿途的排水防洪防险设施和各信号标志。