CN112096572A - 单组空气发电机发电单元及组合拼装式空气发电机 - Google Patents
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Abstract
一种单组空气发电机发电单元及组合拼装式空气发电机,包括轴承座及轴承,其特殊之处是:通过轴承安装曲柄连接机构,曲柄连杆机构动力输入端连接风车风叶,曲柄连杆机构动力输出端与气缸缸杆铰接,气缸两端设有与气缸内腔相通的气孔,二个气孔上分别连接单向供气管,所述单向供气管出端连接排气管路,在所述单向供气管上连接单向回气管。组装方便,制作及维护成本低,风能利用率高,发电功率适用范围大,设备投资小,随发随用,移动方便,既适用于局网发电,也适用于并网发电,满足边远地区、工程建设用电需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置,尤其涉及一种单组空气发电机发电单元及组合拼装式空气发电机。
背景技术
目前发电机有风力发电、水利发电、太阳能发电等多种形式。水力发电靠的是有限的水利资源、太阳能发电靠的是大面积的阳光照射且是毫伏发电。现有的风力发电设备都是一组风叶带动一组发电机,所以为了增加扭矩使风叶加长,造成运输困难、安装难度大且安装成本高,设备投资大,维护成本高。由于所有的重量都集中到了一起,使风叶没有一定的风力转动不起来,风力利用率低,这就使风力发电机不能充分地发挥其作用;并且,风力发电机安装后不便于移走,使用受限,只适用于并网发电。
发明内容
本发明是要解决现有技术存在的上述问题,提供一种单组空气发电机发电单元及组合拼装式空气发电机,组装方便,制作及维护成本低,风能利用率高,发电功率适用范围大,设备投资小,随发随用,移动方便,既适用于局网发电,也适用于并网发电,满足边远地区、工程建设用电需求。
本发明的技术解决方案是:
一种单组空气发电机发电单元,包括轴承座及轴承,其特殊之处是:通过轴承安装曲柄连接机构,曲柄连杆机构动力输入端连接风车风叶,曲柄连杆机构动力输出端与气缸缸杆铰接,气缸两端设有与气缸内腔相通的气孔,二个气孔上分别连接单向供气管,所述单向供气管出端连接排气管路,在所述单向供气管上连接单向回气管。
所述风车风叶包括风叶基片、与风叶基片连为一体的四个叶片,所述四个叶片前半面向风叶基片中心弯折形成兜风面。
在所述兜风面的迎风侧设有凹缺。
所述风车风叶展开后为正方形。
一种采用如权利要求1所述的单组空气发电机发电单元的组合拼装式空气发电机,包括地面基础,固定设置在地面基础上的主立杆,其特殊之处是:通过轴承套装在主立杆上的网格支架,在所述网格支架内顶面对应主立杆位置设有定位套,所述主立杆顶端位于定位套内,在网格支架背面设置使网格支架朝向迎风侧的风舵,所述单组空气发电机发电单元为多个且分别固定安装在网格支架的网格中,各单组空气发电机发电单元的排气管路汇集为一个排气主管路,在所述网格支架底面和主立杆之间设置导气装置,所述导气装置入口与所述排气主管路相连,所述导气装置出口通过连接管与设置于地面上的储气罐入口相连,储气罐出口通过驱动气管连接风动板手。
所述网格支架左半部和右半部以主立杆为对称轴左右对称。
所述导气装置包括设置在所述网格支架底面中心位置且与网格支架同步转动的活动外套,在主立杆底部对应活动外套位置设置固定内套,所述活动外套和固定内套间隙处上下位置分别设置密封圈,通过密封圈将活动外套和固定内套之间的上下间隙处密封,所述活动外套和固定内套之间的中间间隙处形成气体通道,在固定内套下端口处安装密封法兰盘,所述排气主管路与位于活动外套与固定内套之间的气体通道相通,固定内套上设有与所述气体通道相通的通气孔,所述连接管由固定内套引出。
所述风动板手输出轴端连接减速机,所述减速机输出轴端连接发电机。
在所述单组空气发电机发电单元的轴承座上安装方形框架,所述方形框架四角设有安装耳,所述方形框架通过安装耳和紧固螺丝安装在网格支架对应的网格内。
所述主立杆顶端固设顶针,所述顶针位于定位套内。
本发明是靠空气压缩推动发电机发电的,其空气压缩的来源靠的是多个风车风力的组合。它把风力分散的风车在风的作用力下产生的扭矩比较大,再靠压缩空气集合力量,最后供给一个风动扳手而带动一个大型的发电机转动,由于风车是分散的,所以有很小的风就可以产生压缩空气,多组压缩空气集中起来输送到一个管路,即可产生一道强大的气流,这个气流使风动扳手带动发电机旋转。在大风车叶的作用下风的利用率极高,因为大风车的扭矩力极大。大风车占用空间小,又是组合式,所以可以立式组合,也可以平地串联组合。组装及组合方便,制作及维护成本低,风能利用率高,发电功率适用范围大,功率在10kw-1Gw之间,设备投资小,随发随用,移动方便,既适用于局网发电,也适用于并网发电,满足边远地区、工程建设用电需求。
附图说明
图1是本发明的单组空气发电机发电单元结构示意图;
图2是图1的右视图;
图3是图1中风车风叶结构示意图;
图4是安装方形框架的单组空气发电机发电单元结构示意图;
图5是组合拼装式空气发电机结构示意图;
图6是图5的右视图;
图7是图5中网格支架结构示意图;
图8是图7的右视图;
图9是图5的A部放大图;
图10是图5的B部放大图;
图11是本发明的气路原理图;
图12是本发明的发电系统结构图;
图中:风车风力发电单元1,地面基础2,主立杆3,轴承4,网格支架5,定位套6,顶针7,风舵8,密封法兰盘9,固定内套10,气体通道11,通气孔12,密封圈13,活动外套14,排气主管路15,连接管16,储气罐17,驱动气管18,风动板手19,减速机20,发电机21,方形框架22,安装耳23,导气装置24,风车风叶101,曲柄连杆机构102,轴承座及轴承103,气缸104缸杆铰接,气孔105,单向回气管106,单向供气管107,风叶基片101a,叶片101b,兜风面101c,凹缺101d,单向阀106a。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明:
如图1、图2所示,一种单组空气发电机发电单元,包括轴承座108及轴承103,通过轴承103安装曲柄连杆机构102,曲柄连杆机构102动力输入端连接风车风叶101,曲柄连杆机构102动力输出端与竖置气缸104缸杆铰接,气缸104上下两端设有与气缸104内腔相通的气孔105,二个气孔105上分别连接单向供气管107,单向供气管107上设置单向阀107a,所述单向供气管107出端连接排气管路,在所述单向供气管107上连接单向回气管106,所述单向回气管106上设置单向阀106a并通过单向阀106a与大气相通。
如图3所示,所述风车风叶101包括风叶基片101a、与风叶基片101a连为一体的四个叶片101b,所述四个叶片101b前半面向风叶基片101a中心弯折形成兜风面101c,在兜风面101c迎风侧设有凹缺101d,以增大迎风面积。所述风车风叶101展开后为正方形。
如图4所示,在所述单组空气发电机发电单元1的轴承座108上安装方形框架22,所述方形框架20四角设有安装耳23。
如图5-图12所示,一种组合拼装式空气发电机,包括地面基础2,固定设置在地面基础2上的主立杆3,通过轴承4套装在主立杆上的网格支架5,所述网格支架5左半部和右半部以主立杆3为对称轴左右对称。
在所述网格支架5内顶面对应主立杆位置设有定位套6,所述主立杆3顶端固设顶针7,所述顶针7位于定位套6内。位于定位套6内,在网格支架5背面设置使网格支架5始终朝向迎风面的风舵8,所述单组空气发电机发电单元1为多个且分别固定安装在网格支架5的网格中(一个网格对应一个单组空气发电机发电单元),所述方形框架22通过安装耳23和紧固螺钉安装在网格支架5对应的网格内,以便于拆装和维修。
各单组空气发电机发电单元1的排气管路汇集为一个排气主管路15,在所述网格支架底面和主立杆之间设置导气装置24,所述导气装置24包括安装在网格支架5底面中心位置且与网格支架同步转动的活动外套14,在主立杆3底部对应活动外套14位置设置固定内套10,所述活动外套14和固定内套10间隙上下位置分别设置密封圈13,通过密封圈13将活动外套和固定内套之间的上下间隙处密封,活动外套和固定内套之间的中间间隙处形成气体通道11,在固定内套10下端口处安装密封法兰盘9,所述排气主管路15与位于活动外套14与固定内套10之间的气体通道11相通,固定内套10上设有与所述气体通道11相通的通气孔12,在固定内套10上引出连接管16,所述连接管16与设置于地面上的储气罐17入口相连,储气罐17出口通过驱动气管18连接风动板手19,所述风动板手19输出轴端连接减速机20,减速机输出轴端连接发电机21。
本实例中:
风车风叶展开后尺寸长×宽;1.2米×1.2米;
气缸直径:50mm,行程:60mm;
气缸截面积:2.5厘米×2.5厘米X3.14=19.6平方厘米;
曲杆偏心距离:3厘,行程:6厘米;
往复一个行程产气量:19.6×6=117.8立方厘米;
风车每分钟供气量(风车每分钟100转,气缸往复2次);
117.8立方厘米×100转×2次=23550立方厘米=0.0235立方米;
扭矩Nm(牛米)=9549×电机(KW)/转速(r/min)。
以200KW发电机计算扭矩;
牛米=9549X200/1500=1274=127KGM;
风动扳手6000转/发电机1500转=4(变速箱传动转速比);
200KW发电机扭矩127KG M,风动扳手扭矩=127/4=63KG M;
风云扳手的技术数据:
风动扳手扭矩达到63KGM时的转速是6000转,所需要压缩空气0.95立方米/min;
驱动200KW发电机需要用的“单组空气压缩机单元”数量:
扳手所需空气立方米/风车每分钟供气量=N个“单组空气压缩机单元”;
0.95立方米/0.023立方米=40个“单组空气压缩机单元”;
所以:驱动200KW发电机需要用的“单组空气压缩机单元”为40个。
单组空气压缩机单元的工作原理:风推动大风车叶101,曲轴连杆机构102运动,气缸104产生压缩空气,并经过单向供气管107把压缩空气输送到主管路15中。
空气发电机的工作原理;整体空气发电机是由多个单组风车风力发电单元1组成,单组空气压缩机单元1产生压缩空气,多个单组空气压缩机单元1的压缩空气全部集中在排气主管路15中,经过排气主管路15进入储气罐17里缓冲,再经过驱动气管18使压缩气体推动风动扳手19,通过减速器20使其旋转,带动发电机21旋转发电。
以上仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单组空气发电机发电单元,包括轴承座及轴承,其特征是:通过轴承安装曲柄连接机构,曲柄连杆机构动力输入端连接风车风叶,曲柄连杆机构动力输出端与气缸缸杆铰接,气缸两端设有与气缸内腔相通的气孔,二个气孔上分别连接单向供气管,所述单向供气管出端连接排气主管路,在所述单向供气管上连接单向回气管。
2.根据权利要求1所述的单组空气发电机发电单元,其特征是:所述风车风叶包括风叶基片、与风叶基片连为一体的四个叶片,所述四个叶片前半面向风叶基片中心弯折形成兜风面。
3.根据权利要求2所述的单组空气发电机发电单元,其特征是:在所述兜风面的迎风侧设有凹缺。
4.根据权利要求1或2所述的单组空气发电机发电单元,其特征是:所述风车风叶展开后为正方形。
5.一种采用如权利要求1所述的单组空气发电机发电单元的组合拼装式空气发电机,包括地面基础,固定设置在地面基础上的主立杆,其特征是:通过轴承套装在主立杆上的网格支架,在所述网格支架内顶面对应主立杆位置设有定位套,所述主立杆顶端位于定位套内,在网格支架背面设置使网格支架朝向迎风侧的风舵,所述单组空气发电机发电单元为多个且分别固定安装在网格支架的网格中,各单组空气发电机发电单元的排气管路汇集为一个排气主管路,在所述网格支架底面和主立杆之间设置导气装置,所述导气装置入口与所述排气主管路相连,所述导气装置出口通过连接管与设置于地面上的储气罐入口相连,储气罐出口通过驱动气管连接风动板手。
6.根据权利要求5所述的组合拼装式空气发电机,其特征是:所述网格支架左半部和右半部以主立杆为对称轴左右对称。
7.根据权利要求5所述的组合拼装式空气发电机,其特征是:所述导气装置包括设置在所述网格支架底面中心位置且与网格支架同步转动的活动外套,在主立杆底部对应活动外套位置设置固定内套,所述活动外套和固定内套间隙处上下位置分别设置密封圈,通过密封圈将活动外套和固定内套之间的上下间隙处密封,所述活动外套和固定内套之间的中间间隙处形成气体通道,在固定内套下端口处安装密封法兰盘,所述排气主管路与位于活动外套与固定内套之间的气体通道相通,固定内套上设有与所述气体通道相通的通气孔,所述连接管由固定内套引出。
8.根据权利要求5所述的组合拼装式空气发电机,其特征是:所述风动板手输出轴端连接减速机,所述减速机输出轴端连接发电机。
9.根据权利要求5所述的组合拼装式空气发电机,其特征是:在所述单组空气发电机发电单元的轴承座上安装方形框架,所述方形框架四角设有安装耳,所述方形框架通过安装耳和紧固螺丝安装在网格支架对应的网格内。
10.根据权利要求5所述的组合拼装式空气发电机,其特征是:所述主立杆顶端固设顶针,所述顶针位于定位套内。
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