CN1078690C - 聚能器 - Google Patents

Abstract

本发明“聚能器”为一种能量聚集利用装置。本装置用于将自然界的风能、水流能、波浪能等作功不规则的自然能最大限度地聚集起来加以利用。

本发明的主要部件包括一条带状盘卷的金属弹簧(俗称发条)、一组力提升齿轮组、一组变速齿轮组和能量释放控制器。

本装置有两个显著的特点：1、能量的可输入范围较宽，从而对自然能的利用效能较高；2、输出能量的稳定性较好，以便于能量的储存和使用。

Description

聚能器

本发明涉及一种聚集风能、水流能、波浪能等自然能量的装置：聚能器，尤其是由力提升齿轮组、聚能弹簧、变速齿轮组和能量释放控制器所组成的聚能器。

在对风能、水流能的收集和存储的相关设计上，与本发明略有相近的是国家专利局曾于1997年2月19日公开过一种称为“风能(水能)储存机”(CN95100210.4)的设计方案。该方案试图在普通风力发电机的基本构件上增加一只“蓄能弹簧”，以“用它来收集、储存风能、水能”。但该方案存在自然资源利用有限、应用价值极其有限和需人工伺服等诸多缺陷。

本发明的目的，是提供一种装置，用以对自然界的风能、水流能、波浪能等充分地利用。由于自然界的这类物质在其运动时，有一个明显的特点：即不稳定性。这类物质运动在时间上，时大时小、时有时无；在能量上，忽强忽弱、忽高忽低。因此对这类自然能量的利用十分有限。如何最大限度地将这些作功不规则的自然能量聚集起来加以利用，即是本发明所要解决的问题。

针对上述目的，本发明采取的方法是：或由风轮叶片(用于风能)，或由浮筒重心锤(用于波浪能)，或由水轮桨叶(用于水流能)产生的机械力，经一组(多级)力提升齿轮组，由弱力提升为强力；该齿轮组的末级齿轮，与一条带状的盘卷起来的金属弹簧(俗称发条，以下称聚能弹簧)的一端相连，使自然力所作的功，都聚集在该聚能弹簧之中；该聚能弹簧的另一端，由一个能量释放控制器所控制，并与一组(多级)变速齿轮组的低速齿轮相连，该齿轮组的高速端(末端)则输出可用能量：或驱动发电机运转，并将转换的电能输入到蓄电池；或直接作功于机件。其中，能量释放控制器的结构包括一对互啮的大小齿轮，其中的小齿轮与变速齿轮组的低速齿轮共轴联动；大齿轮的侧缘有一滑柱；同时还包括一个弹性杠杆，该杠杆的力点为一拉力可调的弹簧，重点为一V形闸，V形闸的一侧锋面扣住前述大齿轮侧缘的滑柱，以及，一个阻止杠杆过度下弹的挡柱。此外，在能量输入部分的力提升齿轮组的第一级上还附有一个棘轮，用以防止因自然力的作功间断而使聚能弹簧回弹造成能量损失。

聚能器的工作过程为：(如图)当自然界的力通过风轮叶片、浮筒重心锤或水轮桨叶将能量输入(1)时(本图以风轮叶片为例)，带动一组力提升齿轮组(3-6)，该齿轮组便能无时限地对大小强弱不等的力(低限为可驱动第一级齿轮运动)兼容并蓄。为防止因自然力的作功间断而造成能量损失，在力提升齿轮组(3-6)的第一级上还设有一个棘轮(2)。当力提升齿轮组(3-6)将所提升的力传送给聚能弹簧(7)时，聚能弹簧(7)便收卷压缩。当聚能弹簧(7)压缩到一定形状，也即该弹簧中聚集到一定能量时，该弹簧另一端所连接的能量释放控制器中的大齿轮(12)的侧缘的滑柱(16)，瞬时挣脱拉簧(17)的拉力，滑过弹性杠杆(14)的V形闸(15)，使聚能弹簧(7)舒张而能量释放；其舒张时带动变速齿轮组(8-11)运转。变速齿轮组(8-11)的末端与发电机(19)相连(如图拟设)，从而驱动发电机工作；亦可将末端齿轮输出的能量直接作功于机件。当聚能弹簧(7)不断舒张，发电机(19)或机件不断工作，而能量释放控制器的大齿轮(12)运转了一周，其侧缘的滑柱(16)再次与V形闸(15)相抵时，聚能器的一个能量释放工作周期完成。为防止拉簧(17)过度将弹性杠杆(14)拉出滑柱(16)的绕抵范围，设挡柱(18)，以调节弹性杠杆(14)的工作角度。待到自然界的力又一次使聚能弹簧(7)收卷压缩并达到一定量时，下一个工作周期开始了……聚能器工作周而复始。

该装置有两个显著的特点：一、接受输入能量的范围较宽。由于该聚能器的前置部分设有力提升齿轮组，对于任何能推动第一级齿轮运动的弱小能量都被接纳输入，较宽的兼容性对于最大限度地利用自然能具有积极的实用意义。二、输出能量的稳定性较好。由于使用金属弹簧聚集能量，并使用机械弹性杠杆控制其按工作需要释放能量，故其能量输出较为稳定，尤其对于将能量直接输往蓄电池更为有利。

图中：

1.能量输入、7.聚能弹簧、14.弹性杠杆、16.滑柱

2.棘轮、8-11.变速齿轮组、15.V形闸、17.拉簧

3-6.力提升齿轮组、12.13.能量释放控制器大、小齿轮

18.挡杆、19.能量输出

Claims (4)

1、一种聚集风能、水流能、波浪能等自然能量的装置：聚能器，它包括：

能量输入件，可根据实际使用情况选择风轮叶片、水轮桨叶或浮筒重心锤；

聚能弹簧和棘轮，用于聚集自然能量的部件；

变速齿轮组，该齿轮组的作用为增速，以驱动发电机工作；

能量输出件，可选择发电机，或其它应用类的机件，

本发明的特征在于，它还包括：

一组力提升齿轮组，该齿轮组的首级输入齿轮，通过传动轴与能量输入件相连接，齿轮组的末级输出齿轮的边缘有一连杆，该连杆连接聚能弹簧的输入端；

能量释放控制器，该控制器是一个相对独立的部分，它由大小两个齿轮和一个带有V形闸的弹性杠杆所组成，它的小齿轮与聚能弹簧输出端以及变速齿轮组的输入齿轮安装在同一根传动轴上，与其相啮的大齿轮的侧缘有一滑柱。

2、如权利要求1所述的聚能器，其特征在于：力提升齿轮组的末级输出齿轮，该齿轮的中心部位装有一轴承，该轴承套在与聚能弹簧输出端、变速齿轮组的输入齿轮相连的同一传动轴上。

3、如权利要求1所述的聚能器，其特征在于：能量释放控制器部件中的弹性杠杆，该杠杆的力点有一拉力可调的拉簧，其结构为拉簧的一端固定，另一端连一镙栓，镙栓穿过杠杆臂的小孔，拧上镙帽，调节镙帽，即可调整所需拉力。

4、如权利要求1和3所述的聚能器，其特征为：弹性杠杆的重点处有一V形闸，该V形闸的两个锋面分别具有阻力和推力的功能，当聚能弹簧所聚能量较弱时，V形闸的阻力锋面扣住前述的滑柱；当聚能弹簧所聚能量达一定时，滑柱滑过V形闸的锋口，V形闸的另一锋面则迅即推动滑柱。