CN105927486A - 重力实验发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重力实验发电装置，其特征在于：包括钢构件厂房、重力球轨道、重力球输送设备、试验用重力球、钢梁和重力发电机构，所述钢构件厂房内安装着由上向下呈之字形往复折叠的重力球轨道，所述试验用重力球可沿着重力球轨道自上向下滚动；所述重力球输送设备安装在钢构件厂房内，重力球输送设备用于将试验用重力球输送至重力球轨道最高点道并释放；在重力球轨道旁边设置有与其平行的钢梁，在钢梁上沿线均匀布置有若干套重力发电机构，所述重力发电机构用于将试验用重力球的重力势能转化为电能。本发明结构巧妙，设计合理，安全可靠，能够有效实现能量的利用。

Description

重力实验发电装置

技术领域

本发明涉及一种利用地球引力发电的装置，具体地说是重力实验发电装置，属于能量利用技术领域。

背景技术

就目前而言，人类在探索、研究、开发应用各种能源的领域里，唯独对地球引力（重力）能量这个领域没有引起足够的重视，虽然前人有应用抛石破城的实例，但在能源领域里，它被石化能源与机械制造业紧密结合所产生的经济效益所掩盖。石化能源的发展依赖着机械制造，而机械制造业的发展又依赖着石化能源，这种相互依赖的发展模式造成了当今世界的现状，空气污染、环境恶化、资源遭到巨大消耗和浪费，实践证明，这种发展模式是不可持续的，而且已严重威胁到人类的生存。

发展新能源是全人类共同追寻的目标，太阳能、风能、核能、水利发电、潮汐能等等，不下于十种新能源，但是在几十种新能源的研究应用实践中，都有一些不可逾越的障碍，如安全性差；受自然环境的严重制约；产生的电能稳定性差；投入资本大；产出电能少；经济效益差，种种因素使这些能源的发展和应用最终还是不能替代目前的传统能源。

针对上述问题，申请人发明了地球引力（重力）发电装置和配套的试验系统，其有效实现了能量的回收利用。特别是随着工业化、城镇化的进一步发展，地球引力发电装置的可用能量将不断得到递增。但在实际应用中，申请人早先发明的试验系统存在制作复杂、导向性能不好、方向控制困难的问题，而且以前的重力发电装置也存在结构复杂，零部件容易损坏，维修维护不方便的问题。为此，申请人研发了这套改进的重力实验发电装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种改进的重力实验发电装置，其结构巧妙，设计合理，安全可靠，能够有效实现能量的利用。

按照本发明提供的技术方案：重力实验发电装置，其特征在于：包括钢构件厂房、重力球轨道、重力球输送设备、试验用重力球、钢梁和重力发电机构，所述钢构件厂房内安装着由上向下呈之字形往复折叠的重力球轨道，所述试验用重力球可沿着重力球轨道自上向下滚动；所述重力球输送设备安装在钢构件厂房内，重力球输送设备用于将试验用重力球输送至重力球轨道最高点道并释放；在重力球轨道旁边设置有与其平行的钢梁，在钢梁上沿线均匀布置有若干套重力发电机构，所述重力发电机构用于将试验用重力球的重力势能转化为电能。

作为本发明的进一步改进，所述重力球轨道的横截面为矩形，在重力球轨道底部的两侧设置有两条支撑钢轨，在重力球轨道顶部的两侧设置有两条卡位钢轨。

作为本发明的进一步改进，所述重力球输送设备包括顶端链轮、底端链轮、输送链条、驱动电机和畚斗，所述顶端链轮设置在重力球轨道的最高点处，所述底端链轮设置在重力球轨道的最低点处，所述输送链条套装在顶端链轮和链轮上，所述顶端链轮和底端链轮中的某一个配有驱动电机或两个均配有驱动电机，所述输送链条上安装有若干个等间距分布的用于盛放试验用重力球的畚斗，在输送链条运转时，所述畚斗可以将重力球轨道最低点处的试验用重力球提升至重力球轨道最高点。

作为本发明的进一步改进，所述顶端链轮与底端链轮之间设置有至少一个与它们的中心连线在同一直线上的支撑链轮，所述支撑链轮也可以配有驱动电机。

作为本发明的进一步改进，所述重力球轨道的坡度为5~15度。

作为本发明的进一步改进，所述重力发电机构包括杠杆、平衡块、穿钉螺丝、弧形棘齿条、扭簧、支架中轴、支架、齿轮、棘轮、单向轴承、齿轮轴、齿轴、第一支撑轴承座、第二支撑轴承座、联轴器、发电机和电机支座；所述杠杆中部通过支架中轴铰装在支架上，所述支架安装在钢梁上，杠杆一端伸入到重力球轨道内，用于接受试验用重力球的碾压，杠杆另一端安装有平衡块；所述弧形棘齿条上端通过穿钉螺丝铰接在杠杆另一端，所述穿钉螺丝上安装扭簧，所述扭簧一端钩挂在杠杆上侧，扭簧另一端钩挂在弧形棘齿条外侧；所述棘轮设置在弧形棘齿条内侧，所述弧形棘齿条在扭簧扭力作用下紧压在棘轮上；所述棘轮和齿轮共同安装在同一根齿轮轴上，棘轮通过一个在顺时针方向上锁死的单向轴承与齿轮轴连接，齿轮通过键或销与齿轮轴固定连接，所述齿轮轴两端分别通过第一支撑轴承座支撑；所述齿轴设置在齿轮旁侧且与齿轮啮合，齿轴两端分别通过第二支撑轴承座支撑；所述齿轴的两端各设有一个发电机，所述发电机安装在电机支座上，发电机的输入轴与齿轴通过联轴器连接。

作为本发明的进一步改进，所述齿轴两端安装有惯性轮。

作为本发明的进一步改进，所述联轴器包括内六角套管，所述齿轴的两端端头和发电机的输入轴端头均设为外六角结构，齿轴的两端端头和发电机的输入轴端头分别插设在所述内六角套管两端内。

作为本发明的进一步改进，所述杠杆伸入重力球轨道内的一端与所述支架之间设有弹簧钢。

作为本发明的进一步改进，所述杠杆伸入重力球轨道内的一端设有向上翘起的弯折部。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明结构巧妙，设计合理，安全可靠，能够有效实现能量的利用。

附图说明

图1为本发明的整体运行布局示意图。

图2为图1中的重力球轨道横截面结构示意图。

图3为在重力球轨道沿线布置重力发电机构的结构原理示意图。

图4为重力发电机构的传动情况主视图（省略发电机和惯性轮等）。

图5为重力发电机构的传动情况俯视图（省略平衡块和弧形棘齿条等）。

图6为图5中的A-A向视图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示：实施例中的重力实验发电装置主要由钢构件厂房1、重力球轨道2、试验用重力球3、顶端链轮4、底端链轮5、链条6、畚斗7、支撑链轮8、杠杆9、平衡块10、穿钉螺丝11、弧形棘齿条12、扭簧13、支架中轴14、弹簧钢15、支架16、齿轮17、棘轮18、单向轴承19、齿轮轴20、齿轴21、第一支撑轴承座22、第二支撑轴承座23、惯性轮24、联轴器25、发电机26和电机支座27和钢梁28等组成。

如图1~图3所示，所述钢构件厂房1内安装着由上向下呈之字形往复折叠的重力球轨道2，所述试验用重力球3可沿着重力球轨道2自上向下滚动；所述重力球输送设备安装在钢构件厂房1内，重力球输送设备用于将试验用重力球3输送至重力球轨道2最高点道并释放；在重力球轨道2旁边设置有与其平行的钢梁28，在钢梁28上沿线均匀布置有若干套重力发电机构，所述重力发电机构用于将试验用重力球3的重力势能转化为电能。

如图2所示，本实施例中，所述重力球轨道2的横截面为矩形，在重力球轨道2底部的两侧设置有两条支撑钢轨2.1，在重力球轨道2顶部的两侧设置有两条卡位钢轨2.2。所述支撑钢轨2.1可以给试验用重力球3提供稳定的导向，所述卡位钢轨2.2可以防止试验用重力球3在向下滚动过程中出现向上跳动的情况。

如图1所示，本实施例中，所述重力球输送设备主要由顶端链轮4、底端链轮5、输送链条6、驱动电机和畚斗7组成，所述顶端链轮4设置在重力球轨道2的最高点处，所述底端链轮5设置在重力球轨道2的最低点处，所述输送链条6套装在顶端链轮4和链轮上，所述顶端链轮4和底端链轮5中的某一个配有驱动电机或两个均配有驱动电机，所述输送链条6上安装有若干个等间距分布的用于盛放试验用重力球3的畚斗7，在输送链条6运转时，所述畚斗7可以将重力球轨道2最低点处的试验用重力球3提升至重力球轨道2最高点，畚斗7可以使试验用重力球3在提升过程中保持稳定，安全可靠。

另外，为了保证试验用重力球3输送的稳定性，所述顶端链轮4与底端链轮5之间设置有若干个与它们的中心连线在同一直线上的支撑链轮8，所述支撑链轮8也可以配有驱动电机。

如图1所示，本实施例中的重力球输送设备为倾斜布置，在实际应用中，重力球输送设备也可以竖直布置。

为了使试验用重力球3能够顺利向下滚动，重力球轨道2的坡度需要进行精确计算和严谨设计，经反复试验，本实施例中，所述重力球轨道2的坡度优选设计为5~15度。

本实施例中，所述重力发电机构的结构如图4~图6所示，其主要由杠杆9、平衡块10、穿钉螺丝11、弧形棘齿条12、扭簧13、支架中轴14、支架16、齿轮17、棘轮18、单向轴承19、齿轮轴20、齿轴21、第一支撑轴承座22、第二支撑轴承座23、联轴器25、发电机26和电机支座27组成；所述杠杆9中部通过支架中轴14铰装在支架16上，所述支架16安装在钢梁28上，杠杆9一端伸入到重力球轨道2内，用于接受试验用重力球3的碾压，杠杆9另一端安装有平衡块10；所述弧形棘齿条12上端通过穿钉螺丝11铰接在杠杆9另一端，所述穿钉螺丝11上安装扭簧13，所述扭簧13一端钩挂在杠杆9上侧，扭簧13另一端钩挂在弧形棘齿条12外侧；所述棘轮18设置在弧形棘齿条12内侧，所述弧形棘齿条12在扭簧13扭力作用下紧压在棘轮18上；所述棘轮18和齿轮17共同安装在同一根齿轮轴21上，棘轮18通过一个在顺时针方向上锁死【在逆时针方向上可以自由转动】的单向轴承19与齿轮轴21连接，齿轮17通过键或销与齿轮轴21固定连接，所述齿轮轴21两端分别通过第一支撑轴承座22支撑；所述齿轴21设置在齿轮17旁侧且与齿轮17啮合，齿轴21两端分别通过第二支撑轴承座23支撑；所述齿轴21的两端各设有一个发电机26，所述发电机26安装在电机支座27上，发电机26的输入轴与齿轴21通过联轴器25连接。

如图5所示，本实施例中，所述齿轴21两端安装有惯性轮24。惯性轮24的作用是在杠杆9不受试验用重力球3压力时释放惯性轮24自身储存的惯性动能，维持发电机26的输入轴继续转动，延长重力做功的时间。

本发明中，所述联轴器25可以采用市面上常规的联轴器25。本实施例提供了一种如图5、图6所示的联轴器25，该联轴器25为一内六角套管，所述齿轴21的两端端头和发电机26的输入轴端头均设为外六角结构，齿轴21的两端端头和发电机26的输入轴端头分别插设在所述内六角套管两端内。

如图4所示，本实施例中，所述杠杆9伸入重力球轨道2内的一端与所述支架16之间设有弹簧钢15。所述弹簧钢15的作用与平衡块10的作用相同，都是为了使杠杆9在不受试验用重力球3压力时能够尽快复位。

如图4所示，本实施例中，所述杠杆9一端的作用是接受试验用重力球3的碾压，为此，所述杠杆9伸入重力球轨道2内的一端设有向上翘起的弯折部，这样既可以保证杠杆9与重力球有效接触，又可避免与其他部件出现机械干涉。

本发明的工作原理及工作过程如下：

用重力球输送设备将试验用重力球3提升到重力球轨道2的最高点处，然后投放，试验用重力球3沿着有坡度的重力球轨道2向下滚动滑落，在滚动过程中不断碾压各重力发电机构的杠杆9一端。在重力作用下，杠杆9一端迅速向下运动，另一端会迅速向上抬起，从而拉动弧形棘齿条12向上运动，弧形棘齿条12就会带动棘轮18顺时针旋转，棘轮18通过单向轴承19带动齿轮轴21和齿轮17同向旋转，从而使与齿轮17啮合的齿轴21也随之旋转，由于齿轮17的齿数大于棘轮18和齿轴21的齿数，这样转速就被放大，与齿轴21相连接的发电机26和惯性轮24就会高速运转，发电机26会持续均衡地发出电能。

当重力球离开杠杆9后，在平衡块10和弹簧钢15的共同作用下，杠杆9迅速复位到待压状态，弧形棘齿条12在杠杆9复位过程中向下运动，由于单向轴承19在逆时针方向上可以自由转动，当弧形棘齿条12向下运动时，棘轮18不会向齿轮轴21传递扭矩。

这样，试验用重力球3在向下滚动的过程中，其重力势能就能通过各重力发电机构源源不断地转化为电能。

Claims (10)

1.重力实验发电装置，其特征在于：包括钢构件厂房（1）、重力球轨道（2）、重力球输送设备、试验用重力球（3）、钢梁（28）和重力发电机构，所述钢构件厂房（1）内安装着由上向下呈之字形往复折叠的重力球轨道（2），所述试验用重力球（3）可沿着重力球轨道（2）自上向下滚动；所述重力球输送设备安装在钢构件厂房（1）内，重力球输送设备用于将试验用重力球（3）输送至重力球轨道（2）最高点道并释放；在重力球轨道（2）旁边设置有与其平行的钢梁（28），在钢梁（28）上沿线均匀布置有若干套重力发电机构，所述重力发电机构用于将试验用重力球（3）的重力势能转化为电能。

2.如权利要求1所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述重力球轨道（2）的横截面为矩形，在重力球轨道（2）底部的两侧设置有两条支撑钢轨（2.1），在重力球轨道（2）顶部的两侧设置有两条卡位钢轨（2.2）。

3.如权利要求1所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述重力球输送设备包括顶端链轮（4）、底端链轮（5）、输送链条（6）、驱动电机和畚斗（7），所述顶端链轮（4）设置在重力球轨道（2）的最高点处，所述底端链轮（5）设置在重力球轨道（2）的最低点处，所述输送链条（6）套装在顶端链轮（4）和链轮上，所述顶端链轮（4）和底端链轮（5）中的某一个配有驱动电机或两个均配有驱动电机，所述输送链条（6）上安装有若干个等间距分布的用于盛放试验用重力球（3）的畚斗（7），在输送链条（6）运转时，所述畚斗（7）可以将重力球轨道（2）最低点处的试验用重力球（3）提升至重力球轨道（2）最高点。

4.如权利要求3所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述顶端链轮（4）与底端链轮（5）之间设置有至少一个与它们的中心连线在同一直线上的支撑链轮（8），所述支撑链轮（8）也可以配有驱动电机。

5.如权利要求1所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述重力球轨道（2）的坡度为5~15度。

6.如权利要求1所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述重力发电机构包括杠杆（9）、平衡块（10）、穿钉螺丝（11）、弧形棘齿条（12）、扭簧（13）、支架中轴（14）、支架（16）、齿轮（17）、棘轮（18）、单向轴承（19）、齿轮轴（21）、齿轴（21）、第一支撑轴承座（22）、第二支撑轴承座（23）、联轴器（25）、发电机（26）和电机支座（27）；所述杠杆（9）中部通过支架中轴（14）铰装在支架（16）上，所述支架（16）安装在钢梁（28）上，杠杆（9）一端伸入到重力球轨道（2）内，用于接受试验用重力球（3）的碾压，杠杆（9）另一端安装有平衡块（10）；所述弧形棘齿条（12）上端通过穿钉螺丝（11）铰接在杠杆（9）另一端，所述穿钉螺丝（11）上安装扭簧（13），所述扭簧（13）一端钩挂在杠杆（9）上侧，扭簧（13）另一端钩挂在弧形棘齿条（12）外侧；所述棘轮（18）设置在弧形棘齿条（12）内侧，所述弧形棘齿条（12）在扭簧（13）扭力作用下紧压在棘轮（18）上；所述棘轮（18）和齿轮（17）共同安装在同一根齿轮轴（21）上，棘轮（18）通过一个在顺时针方向上锁死的单向轴承（19）与齿轮轴（21）连接，齿轮（17）通过键或销与齿轮轴（21）固定连接，所述齿轮轴（21）两端分别通过第一支撑轴承座（22）支撑；所述齿轴（21）设置在齿轮（17）旁侧且与齿轮（17）啮合，齿轴（21）两端分别通过第二支撑轴承座（23）支撑；所述齿轴（21）的两端各设有一个发电机（26），所述发电机（26）安装在电机支座（27）上，发电机（26）的输入轴与齿轴（21）通过联轴器（25）连接。

7.如权利要求6所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述齿轴（21）两端安装有惯性轮（24）。

8.如权利要求6所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述联轴器（25）包括内六角套管，所述齿轴（21）的两端端头和发电机（26）的输入轴端头均设为外六角结构，齿轴（21）的两端端头和发电机（26）的输入轴端头分别插设在所述内六角套管两端内。

9.如权利要求6所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述杠杆（9）伸入重力球轨道（2）内的一端与所述支架（16）之间设有弹簧钢（15）。

10.如权利要求6所述的重力实验发电装置，其特征在于：所述杠杆（9）伸入重力球轨道（2）内的一端设有向上翘起的弯折部。