CN110748385B - 一种使用超级电容储能的自发电移动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了移动电源技术领域的一种使用超级电容储能的自发电移动电源，包括底座、九十度支撑管、加热罐体、微型蒸汽轮机和三相无刷交流发电机，底座的上表面右侧中部和右表面中部上侧之间设置有弧形通道，弧形通道的内壁固定有隔热层，九十度支撑管垂直密封焊接在弧形通道的上端面，九十度支撑管外壁与底座的上表面之间均匀间隔焊接有肋板，采用任意热源作为能源，可以在完全没有电的情况下自动启动，无需外界电力激活，使用了超级电容作为储能零件，可以事先发电一段时间并存储能量到超级电容中，再通过超级电容放电来推动用户电器，可以使用小功率微型蒸汽轮机做到比较大的输出功率，装置体积小巧、便携，便于野外使用。

Description

一种使用超级电容储能的自发电移动电源

技术领域

本发明涉及移动电源技术领域，具体为一种使用超级电容储能的自发电移动电源。

背景技术

目前随着社会的发展，便携式电子设备越来越多，这些设备一般都采用5V的USB充电的方式供电，如果需要在野外长期使用电子设备，例如GPS定位装置、北斗盒子等。由于没有外界电源，一般使用内置锂电池的充电宝进行充电。但是锂电池有着自放电的特性，不能长期带电储存。同时在低温环境下锂电池也不能正常工作。而往往在室外使用的电子设备的重要性非常高，经常用在关键场合，若无法正常供电，直接影响其使用，给生产生活带来诸多不便，为了解决这一矛盾，亟需设计一种供野外使用的自发电的移动电源，其需要满足无需任何外界电源进行充电，可以长期存放的特点。基于此，本发明设计了一种使用超级电容储能的自发电移动电源，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用超级电容储能的自发电移动电源，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种供野外使用的自发电的移动电源的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种使用超级电容储能的自发电移动电源，包括底座、九十度支撑管、加热罐体、微型蒸汽轮机和三相无刷交流发电机，所述底座的上表面右侧中部和右表面中部上侧之间设置有弧形通道，所述弧形通道的内壁固定有隔热层，所述九十度支撑管垂直密封焊接在弧形通道的上端面，所述九十度支撑管外壁与底座的上表面之间均匀间隔焊接有肋板，所述微型蒸汽轮机的进气端与弧形通道的右端之间螺接有连接管，所述微型蒸汽轮机的输出轴与三相无刷交流发电机的转子轴通过联轴器连接，所述三相无刷交流发电机的壳体外侧固定连接有安装框架，所述安装框架的顶部设置有三相整流电路、超级电容和放电控制电路，所述九十度支撑管上设置有溢流阀，所述九十度支撑管的水平外端与加热罐体右表面上部相通密封焊接，所述加热罐体的外壁通过通槽密封设置有耐高温透明钢化玻璃，所述加热罐体的上表面相通螺接有泄压阀和堵塞，所述三相无刷交流发电机的三相输出端与三相整流电路输入端连接，所述三相整流电路电连接超级电容，所述超级电容电连接放电控制电路。

进一步的，所述底座包括矩形基块，所述矩形基块的两侧均设置有矩形开口，两组所述矩形开口的内壁后侧均螺接有金属五星把手螺栓，两组所述矩形开口通过凹槽水平向内插接有第一类T型板和第二类T型板，所述第一类T型板和第二类T型板的外侧面均与金属五星把手螺栓头部贴合，所述第一类T型板和第二类T型板的外端高度与矩形开口高度相同，所述第一类T型板和第二类T型板等厚。

进一步的，所述金属五星把手螺栓的头部固定套接有耐高温轴承。

进一步的，所述加热罐体的堵塞下方螺接有金属滤盒，所述金属滤盒的上端面中心对称垂直焊接有拉环。

进一步的，所述九十度支撑管和连接管均采用双层真空管。

进一步的，所述放电控制电路包括增压电路和稳压整流电路，所述超级电容通过增压电路与稳压整流电路电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用任意热源作为能源，可以在完全没有电的情况下自动启动，无需外界电力激活，使用了超级电容作为储能零件，可以事先发电一段时间并存储能量到超级电容中，再通过超级电容放电来推动用户电器，可以使用小功率微型蒸汽轮机做到比较大的输出功率，装置体积小巧、便携，便于野外使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明结构示意图；

图2为本发明电路原理图；

图3为图1中底座结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底座，2-九十度支撑管，3-加热罐体，4-微型蒸汽轮机，5-三相无刷交流发电机，6-弧形通道，7-连接管，8-安装框架，9-三相整流电路，10-超级电容，11-放电控制电路，12-溢流阀，13-堵塞，14-泄压阀，100-矩形基块，101-矩形开口，102-金属五星把手螺栓，103-第一类T型板，104-第二类T型板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种使用超级电容储能的自发电移动电源，包括底座1、九十度支撑管2、加热罐体3、微型蒸汽轮机4和三相无刷交流发电机5，底座1的上表面右侧中部和右表面中部上侧之间设置有弧形通道6，弧形通道6的内壁固定有隔热层，九十度支撑管2垂直密封焊接在弧形通道6的上端面，九十度支撑管2外壁与底座1的上表面之间均匀间隔焊接有肋板，微型蒸汽轮机4的进气端与弧形通道6的右端之间螺接有连接管7，微型蒸汽轮机4的输出轴与三相无刷交流发电机5的转子轴通过联轴器连接，三相无刷交流发电机5的壳体外侧固定连接有安装框架8，安装框架8的顶部设置有三相整流电路9、超级电容10和放电控制电路11，九十度支撑管2上设置有溢流阀12，九十度支撑管2的水平外端与加热罐体3右表面上部相通密封焊接，加热罐体3的外壁通过通槽密封设置有耐高温透明钢化玻璃，加热罐体3的上表面相通螺接有泄压阀14和堵塞13，三相无刷交流发电机5的三相输出端与三相整流电路9输入端连接，三相整流电路9电连接超级电容10，超级电容10电连接放电控制电路11。

其中，底座1包括矩形基块100，矩形基块100的两侧均设置有矩形开口101，两组矩形开口101的内壁后侧均螺接有金属五星把手螺栓102，两组矩形开口101通过凹槽水平向内插接有第一类T型板103和第二类T型板104，第一类T型板103和第二类T型板104的外侧面均与金属五星把手螺栓102头部贴合，第一类T型板103和第二类T型板104的外端高度与矩形开口101高度相同，第一类T型板103和第二类T型板104等厚，旋出金属五星把手螺栓102，取出第一类T型板103和第二类T型板104，在旋上金属五星把手螺栓102，将第一类T型板103和第二类T型板104插入金属五星把手螺栓102与矩形基块100之间的空隙，使第一类T型板103和第二类T型板104竖直分布，将树枝杂草放入燃烧，防止自然风影响燃烧。

金属五星把手螺栓102的头部固定套接有耐高温轴承，减少限位和将第一类T型板103和第二类T型板104插入空隙时的摩擦力。

加热罐体3的堵塞13下方螺接有金属滤盒，金属滤盒的上端面中心对称垂直焊接有拉环，减少杂物进入，防止内部阻塞。

九十度支撑管2和连接管7均采用双层真空管，减少热量散失。

放电控制电路11包括增压电路和稳压整流电路，超级电容10通过增压电路与稳压整流电路电连接，通过增压电路提高电源电压大约到6V，这个电压并不稳定，再通过一个标准的5V线性稳压整流电路转换成标准的5V的USB电压。

三相无刷交流发电机5的转子是由稀土材料的永久磁钢构成，定子采用整距集中绕组，即把普通直流电机由永久磁铁组成的定子变成转子，带有换向器和电刷的线圈绕组组成的转子变成定子，由三相永磁方波发电机、位置检测器、逆变器、控制器组成，它可以克服传统直流电机的一些缺陷，并且运行效率高、调速性能好、无涡流损失；三相整流电路9的整流元件是具有单向导电能力的二极管或晶闸管，根据二极管的单向导电性，在二极管加正向电压时导通，负载两端有输出电压；而在加反向电压时二极管截止，负载得不到输出电压，采用三相桥式全控整流电路主要是在不同阶段通过控制共阴极与共阳极的晶闸管导通与关断来实现整流作用的。

通过打开堵塞13，向加热罐体3内注入自来水，利用耐高温透明钢化玻璃观察液位，使液位低于九十度支撑管2的水平外端，在加热罐体3外壁底部通过酒精灯或杂草树枝点燃加热，当蒸汽达到设定压力时就可以通过溢流阀12推动微型蒸汽轮机4旋转，如果压力超过了设定压力，会推开泄压阀14处于放气状态；微型蒸汽轮机4的输出端转动带动三相无刷交流发电机5工作，会产生大约2.5V的三相交流电，此时的三相交流电通过三相桥式电路转换成2.5V左右的不稳定的直流电，使用这个不稳定直流电对超级电容10进行充电，当电容电压达到启动电压后，使用超级电容10作为电源通过放电控制电路11向后端电路供电。

值得注意的是：采用的微型蒸汽轮机、三相无刷交流发电机、三相整流电路、超级电容和放电控制电路均为常用设备或电路，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构和部件结构。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种使用超级电容储能的自发电移动电源，包括底座(1)、九十度支撑管(2)、加热罐体(3)、微型蒸汽轮机(4)和三相无刷交流发电机(5)，其特征在于：所述底座(1)的上表面右侧中部和右表面中部上侧之间设置有弧形通道(6)，所述弧形通道(6)的内壁固定有隔热层，所述九十度支撑管(2)垂直密封焊接在弧形通道(6)的上端面，所述九十度支撑管(2)外壁与底座(1)的上表面之间均匀间隔焊接有肋板，所述微型蒸汽轮机(4)的进气端与弧形通道(6)的右端之间螺接有连接管(7)，所述微型蒸汽轮机(4)的输出轴与三相无刷交流发电机(5)的转子轴通过联轴器连接，所述三相无刷交流发电机(5)的壳体外侧固定连接有安装框架(8)，所述安装框架(8)的顶部设置有三相整流电路(9)、超级电容(10)和放电控制电路(11)，所述九十度支撑管(2)上设置有溢流阀(12)，所述九十度支撑管(2)的水平外端与加热罐体(3)右表面上部相通密封焊接，所述加热罐体(3)的外壁通过通槽密封设置有耐高温透明钢化玻璃，所述加热罐体(3)的上表面相通螺接有泄压阀(14)和堵塞(13)，所述三相无刷交流发电机(5)的三相输出端与三相整流电路(9)输入端连接，所述三相整流电路(9)电连接超级电容(10)，所述超级电容(10)电连接放电控制电路(11)；

所述底座(1)包括矩形基块(100)，所述矩形基块(100)的两侧均设置有矩形开口(101)，两组所述矩形开口(101)的内壁后侧均螺接有金属五星把手螺栓(102)，两组所述矩形开口(101)通过凹槽水平向内插接有第一类T型板(103)和第二类T型板(104)，所述第一类T型板(103)和第二类T型板(104)的外侧面均与金属五星把手螺栓(102)头部贴合，所述第一类T型板(103)和第二类T型板(104)的外端高度与矩形开口(101)高度相同，所述第一类T型板(103)和第二类T型板(104)等厚。

2.根据权利要求1所述的一种使用超级电容储能的自发电移动电源，其特征在于：所述金属五星把手螺栓(102)的头部固定套接有耐高温轴承。

3.根据权利要求1所述的一种使用超级电容储能的自发电移动电源，其特征在于：所述加热罐体(3)的堵塞(13)下方螺接有金属滤盒，所述金属滤盒的上端面中心对称垂直焊接有拉环。

4.根据权利要求1所述的一种使用超级电容储能的自发电移动电源，其特征在于：所述九十度支撑管(2)和连接管(7)均采用双层真空管。

5.根据权利要求1所述的一种使用超级电容储能的自发电移动电源，其特征在于：所述放电控制电路(11)包括增压电路和稳压整流电路，所述超级电容(10)通过增压电路与稳压整流电路电连接。

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