CN108590987A - 一种气体发电装置以及方法 - Google Patents

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李明贤
宋德荣
李玉兰
朱耀均
董友
张晓龙
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs

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Abstract

本发明涉及发电技术领域，尤其是涉及一种气体发电装置以及方法。该气体发电装置包括：压差产生装置、气泵和发电机；所述气泵的输入端连接一主气路，所述气泵的输出端与所述发电机连接，用于带动所述发电机进行发电；所述压差产生装置包括用于放置于洞库的重力转移装置和气体膨胀装置，所述重力转移装置与所述气体膨胀装置并联于所述主气路上；本发明结构设计简单，将重力转移装置与气体膨胀装置结合使用，实现在洞库进行能量收集；本发明电能的转换效率高，而且属于无污染洁净能源转换方式；本发明技术方案的装置造价低，利于推广与应用。

Description

一种气体发电装置以及方法
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其是涉及一种气体发电装置以及方法。
背景技术
目前，全球对能源的需求以每年2％的速度在增长，而我国作为经济快速发展的发展中国家，对能源的需求增长速度更远远高于世界平均水平。已有的不可再生能源、如石油、天然气等将逐渐枯竭，而且此类生物能源的使用也造成环境的逐渐恶化，开发、寻找新型洁净能源已经成为科学技术发展的一个重要研究方向。传统的能源转换方式通常是利用将石油、天然气等生物材料燃烧做功，带动发电机组转动产生电能或直接利用其燃烧过程中的气体膨胀推动动力设备，上述能量转换方式存在转换效率低、环境污染等缺点。但是，由于在一些特定的环境中，例如军事洞库等，这些地方在进行发电时需要尽量避免出现热源，因此火力发电不适宜上述地方。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体发电装置以及方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种气体发电装置，其包括：压差产生装置、气泵和发电机；所述气泵的输入端连接一主气路，所述气泵的输出端与所述发电机连接，用于带动所述发电机进行发电；所述压差产生装置包括用于放置于洞库的重力转移装置和气体膨胀装置，所述重力转移装置与所述气体膨胀装置并联于所述主气路上；
其中，所述重力转移装置包括：若干组预埋在洞库路面的气缸；所述气缸内设置有可往复移动的活塞杆，所述活塞杆将所述气缸分为上下设置的有杆腔和无杆腔；若干组气缸的活塞杆的上端均通过弹簧连接一触动板，所述触动板在重型机车通过时带动所述活塞杆进行往复移动，所述气缸的无杆腔连接有出气管路和进气管路，所述进气管路上设置有进气单向阀，所述出气管路上设置有出气单向阀，所述出气管路与集气罐连接，所述集气罐与所述主气路连接；
其中，所述气体膨胀装置包括：高压罐以及设置于高压罐内的气体发生单元，所述气体发生单元用于在所述高压罐内形成高压气体，所述高压罐上设置有输出管路，所述输出管路与所述主气路连接。
作为一种进一步的技术方案，所述主气路上设置有截止阀和减压阀。
作为一种进一步的技术方案，所述气体发生单元包括第一介质释放部和第二介质释放部，所述第一介质释放部用于释放第一介质，所述第二介质释放部用于释放第二介质，所述第一介质与所述第二介质接触后产生高压气体。
作为一种进一步的技术方案，所述第一介质释放部包括：用于设置于高压罐底部的第一介质箱，所述第一介质箱内盛放有过氧化氢水溶液；所述第二介质释放部包括：用于设置于第一介质箱上方的第二介质托架，所述第二介质托架上放置有催化剂包，所述催化剂包在落入第一介质箱内时能够催化过氧化氢水溶液发生反应形成高压气体。
作为一种进一步的技术方案，所述第二介质托架为金属氧化物催化网，所述金属氧化物催化网的主体为不锈钢材质，所述金属氧化物催化网的表面设置有二氧化锰涂层。
作为一种进一步的技术方案，所述第二介质托架为在所述高压罐内能上下升降的托架结构。
第二方面，本发明还提供一种气体发电的方法，其包括采用如所述气体发电装置进行发电。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
一)、本发明结构设计简单，将重力转移装置与气体膨胀装置结合使用，实现在洞库进行能量收集；
二)、本发明电能的转换效率高，而且属于无污染洁净能源转换方式；
三)、本发明技术方案的装置造价低，利于推广与应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的气体发电装置的结构示意图。
图标：1-触动板；2-弹簧；3-气缸；4-活塞杆；5-高压罐；6-第二介质托架；7-第一介质箱；8-集气罐；9-截止阀；10-减压阀；11-气泵；12-发电机。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图1所示，本实施例提供一种气体发电装置，其包括：压差产生装置、气泵11和发电机12；所述气泵11的输入端连接一主气路，所述气泵11的输出端与所述发电机12连接，用于带动所述发电机12进行发电(当然，气泵的选择可有多有种型号，优选为转化效率较好的气泵，也可以采用普通的气动叶轮装置，此处不做限制)；所述压差产生装置包括用于放置于洞库的重力转移装置和气体膨胀装置，所述重力转移装置与所述气体膨胀装置并联于所述主气路上，以便配合使用。
其中，所述重力转移装置包括：若干组预埋在洞库路面的气缸3；所述气缸3内设置有可往复移动的活塞杆4，所述活塞杆4将所述气缸3分为上下设置的有杆腔和无杆腔；若干组气缸3的活塞杆4的上端均通过弹簧2连接一触动板1(当然也可以选择几组气缸3的活塞杆4的上端分别连接一触动板1，或者每个气缸3的活塞杆4的上端连接一触动板1)，所述触动板1在重型机车通过时带动所述活塞杆4进行往复移动，所述气缸3的无杆腔连接有出气管路和进气管路，所述进气管路上设置有进气单向阀，所述出气管路上设置有出气单向阀，所述出气管路与集气罐8连接，所述集气罐8与所述主气路连接。
其中，所述气体膨胀装置包括：高压罐5以及设置于高压罐5内的气体发生单元，所述气体发生单元用于在所述高压罐5内形成高压气体，所述高压罐5上设置有输出管路，所述输出管路与所述主气路连接。当然，气体膨胀装置与重力转移装置之间可以根据需要任意使用，也可以根据需要选择单独使用或者结合使用。
本实施例中，优选的，所述主气路上设置有截止阀9和减压阀10，以对所述主气路进行控制。
对于气体膨胀装置而言，可以为预设有压缩空气的高压罐5，也可以为如下设计方案。例如：所述气体发生单元包括第一介质释放部和第二介质释放部，所述第一介质释放部用于释放第一介质，所述第二介质释放部用于释放第二介质，所述第一介质与所述第二介质接触后产生高压气体。对于第一介质和第二介质的选择可以有多种，可根据实际需要灵活设置。
优选的，对于第一介质而言，该第一介质可以为固态过碳酸钠。对于第二介质而言，该第二介质可以为二氧化锰细粉末颗粒。固态过碳酸钠和二氧化锰细粉末颗粒按包单独分别包装，再按需要将不同包数的固态过碳酸钠、催化剂倾入高压罐5内的预留的水桶中。
优选的，所述第一介质释放部包括：用于设置于高压罐5底部的第一介质箱7，所述第一介质箱7内盛放有过氧化氢水溶液；所述第二介质释放部包括：用于设置于第一介质箱7上方的第二介质托架6，所述第二介质托架6上放置有催化剂包，所述催化剂包在落入第一介质箱7内时能够催化过氧化氢水溶液发生反应形成高压气体。例如：H2O2在MnO2的催化作用下，产生氧气。此外，催化剂包中也可以有MnO2，还有其重量为MnO2重量7％-8％的KMnO4,其能够在以秒计的时间内产生气体。
优选的，作为一种进一步的技术方案，所述第二介质托架6为金属氧化物催化网，所述金属氧化物催化网的主体为不锈钢材质，所述金属氧化物催化网的表面设置有二氧化锰涂层。
本实施例中，所述第二介质托架6为在所述高压罐5内能上下升降的托架结构。当然，所述第二介质托架6还可以为闸板倾倒式。
其中，还可以进一步的变形，高压罐5的数量为多个，多个高压罐5可相互串联，也可以采用并联的方式与所述主气路连接。
本实施例还提供一种气体发电的方法，其包括采用上述结构的所述气体发电装置进行发电。优选的，重力转移装置与气体膨胀装置之间可以配合互补使用。优选的，对于重力转移装置而言，还可以包括一种用于与其气缸3配合使用的机车，该机车的轮胎中可以设置有一圈弹性中空管腔，每个弹性中空管腔呈水平倾斜设置，该弹性中空管腔的一端连接有进气端，进气端设置有单向控制阀，该弹性中空管腔的另一端连接有出气端，出气端设置有单向控制阀，各个轮胎的出气端连接一环形出气管，该出气管与轮胎同心设置，环形出气管可以与储气罐连接，该储气罐为可拆卸的方式，其中储气罐可以与主气路直接连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种气体发电装置，其特征在于，包括：压差产生装置、气泵和发电机；
所述气泵的输入端连接一主气路，所述气泵的输出端与所述发电机连接，用于带动所述发电机进行发电；
所述压差产生装置包括用于放置于洞库的重力转移装置和气体膨胀装置，所述重力转移装置与所述气体膨胀装置并联于所述主气路上；
其中，所述重力转移装置包括：若干组预埋在洞库路面的气缸；所述气缸内设置有可往复移动的活塞杆，所述活塞杆将所述气缸分为上下设置的有杆腔和无杆腔；若干组气缸的活塞杆的上端均通过弹簧连接一触动板，所述触动板在重型机车通过时带动所述活塞杆进行往复移动，所述气缸的无杆腔连接有出气管路和进气管路，所述进气管路上设置有进气单向阀，所述出气管路上设置有出气单向阀，所述出气管路与集气罐连接，所述集气罐与所述主气路连接；
其中，所述气体膨胀装置包括：高压罐以及设置于高压罐内的气体发生单元，所述气体发生单元用于在所述高压罐内形成高压气体，所述高压罐上设置有输出管路，所述输出管路与所述主气路连接。
2.根据权利要求1所述的气体发电装置，其特征在于，所述主气路上设置有截止阀和减压阀。
3.根据权利要求1所述的气体发电装置，其特征在于，所述气体发生单元包括第一介质释放部和第二介质释放部，所述第一介质释放部用于释放第一介质，所述第二介质释放部用于释放第二介质，所述第一介质与所述第二介质接触后产生高压气体。
4.根据权利要求3所述的气体发电装置，其特征在于，所述第一介质释放部包括：用于设置于高压罐底部的第一介质箱，所述第一介质箱内盛放有过氧化氢水溶液；所述第二介质释放部包括：用于设置于第一介质箱上方的第二介质托架，所述第二介质托架上放置有催化剂包，所述催化剂包在落入第一介质箱内时能够催化过氧化氢水溶液发生反应形成高压气体。
5.根据权利要求4所述的气体发电装置，其特征在于，所述第二介质托架为金属氧化物催化网，所述金属氧化物催化网的主体为不锈钢材质，所述金属氧化物催化网的表面设置有二氧化锰涂层。
6.根据权利要求5所述的气体发电装置，其特征在于，所述第二介质托架为在所述高压罐内能上下升降的托架结构。
7.一种气体发电的方法，其特征在于，包括采用如权利要求1-6中任一项所述的气体发电装置进行发电。
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