CN201961933U - 利用可再生能源发电的电梯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种利用可再生能源发电的电梯，该电梯包括有太阳能光伏发电单元、势能利用发电单元和平衡单元。所述太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元用于为轿箱提供能源供给，太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元产生的电能能够馈入电网进行储能。所述平衡单元用于为轿箱提供配重，以及升、降工况运行所需的重量转换。本实用新型是一种用以制造停车设施与绿化共存，并有效地利用地下空间的省地、节能、环保、适用于绿地下汽车库的液压汽车电梯、以及用于商厦、医院、高层住宅等多种用途的电梯。

Description

利用可再生能源发电的电梯
技术领域
本实用新型涉及一种电梯，更特别地说，是指一种利用可再生能源(太阳能、势能)发电的电梯。
背景技术
《电梯结构及安全使用读本》中的电梯结构原理中介绍了“从电梯各构件部分的功能上看，可分为八个部分：曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量干衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统(见表2-1)”。
液压电梯运行平稳、舒适、低噪音、安全性好、可靠性高、易于维修，深受人们喜爱，但液压电梯的“非绿色化”、装机功率大，能耗严重，已经成为制约其发展和应用的瓶颈。如何降低液压电梯的装机功率和能量消耗、实现液压电梯的节能高效运行、并使液压电梯成为一种绿色产品，是当前液压电梯技术发展的重要方向。
目前随着大城市的急骤发展及农村城镇化的加速建设，高层建筑已成为城市建筑的主体，商厦、医院、住宅无不设有电梯。而电梯的耗电严重，仅次于空调。
发明内容
为了改善目前应用中电梯的能耗问题，本实用新型提供一种利用可再生能源发电来使电梯运行的装置，该装置采用太阳能和势能为电梯提供能源供给，用以制造停车设施与绿化共存、并有效地利用地下空间的省地、节能、环保、适用于绿地下车库的液压汽车发电电梯，及用于商厦、医院、高层住宅等多种用途的电梯。
本实用新型的一种利用可再生能源发电的电梯，能够运行该电梯除了现有电梯应该的结构外，还包括有太阳能光伏发电单元、势能利用发电单元和平衡单元；所述太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元用于为轿厢提供能源供给；另外太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元产生的电能也能馈入电网进行存储和使用；所述平衡单元用于为轿厢提供配重，以及轿厢升、降工况运行所需的重量转换；
太阳能光伏发电单元包括有太阳能电池方阵、控制器、逆变器、蓄电池组及防雷系统；太阳能电池方阵产生的电能经控制器后分别输出给逆变器和蓄电池组，在蓄电池组中的电能被存储起来，而经逆变器后的电能会输出给配电控制箱，所述配电控制箱会将电能进行分配给电网和/或者负载；配电控制箱输出给电网的电能数可以通过输入、输出电表进行显示；电梯所需运行时的电能是通过配电控制箱分配的；
势能利用发电单元包括有电动发电机、势能发电机、平衡索、平衡索导向轮、轿厢升降滚轮、轿厢导轨立柱；平衡索带动平衡索导向轮，使得电动发电机产生电能；轿厢升降滚轮带动势能发电机产生电能；电动发电机和势能发电机的电连接端与配电控制器相连；
轿厢的两侧安装有轿厢升降滚轮，当轿厢在升降过程中，轿厢升降滚轮沿轿厢导轨立柱运行；轿厢升降滚轮与B齿轮啮合，B齿轮与A齿轮啮合，且A齿轮安装在势能发电机的传动轴上；
平衡单元包括有平衡水箱升降滚轮、平衡水箱导轨立柱、平衡水箱缓冲器、平衡水箱、屋顶水箱、水管、平衡水箱泄水管、储水池和水泵；
平衡单元用于为轿厢提供重量上的平衡，使轿厢到达停靠位置时实现平稳；平衡索的一端连接在平衡水箱上，平衡索的另一端连接在轿厢上；屋顶水箱设置在建筑物的最高位，储水池设置在井道的最低位，储水池中的水经水泵由水管泵至屋顶水箱中，屋顶水箱中的水经平衡水箱泄水管回流至储水池中；
平衡水箱的两侧安装有平衡水箱升降滚轮，当平衡水箱在轿厢的升降运行过程中平衡水箱升降滚轮沿平衡水箱导轨立柱上下移动。
本实用新型的利用可再生能源发电的电梯优点在于：
①充分利用了电梯在井道中上下而动的工况特征，利用太阳能，以及电梯上下而动的势能，采用太阳能光伏发电与电梯势能发电，变电梯耗电为发电。
②现有液压电梯一般不用配重，致使装机功率大，能耗严重，“非绿色化”已成为制约其发展和应用的瓶颈，本实用新型采用层顶水箱、平衡水箱和平衡索的配合，使液压电梯在上行/下行，均靠自重产生的压力驱动，节能性能优越，使液压电梯成为一种绿色产品。
③太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元产生的电能一方面能够馈入电网进行储能，另一方面供给正常运行的电梯用。
附图说明
图1是本实用新型的一种利用可再生能源的液压汽车发电电梯的平面图。
图1A是图1的A-A剖面图。
图1B是图1的B-B剖面图。
图2是本实用新型的太阳能光伏发电单元的结构图。
图3是汽车入库时电梯运行工况的原理图。
图3A是汽车出库时电梯运行工况的原理图。
图中：1.太阳能电池方阵          2.控制器          3.逆变器    4.畜电池组5.屋顶水箱  6.屋顶水箱泄水管  7.水管  8.太阳能光伏水泵  9.储水池  10.平衡水箱泄水管11.平衡水箱      12.电动发电机  14.平衡索  15.导向轮              16.轿厢17.轿厢升降滚轮                 18.平衡水箱升降滚轮19.轿厢导轨立柱                 21.平衡水箱导轨立柱               22.预埋铁件23.井道壁        24.势能发电机  241.发电机传动轴                  242.第一齿轮243.第二齿轮     25.缓冲        26.井道门  27.入库门              28.围墙29.配电控制箱    37.防雷系统    38.输入、输出电表    39.负载      40.电网
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
本实用新型的一种利用可再生能源发电来运行的电梯，能够运行该电梯除了现有电梯应该的结构外，还包括有太阳能光伏发电单元、势能利用发电单元和平衡单元。所述太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元用于为轿厢(电梯的箱体)提供能源供给；另外太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元产生的电能也能馈入电网进行存储和使用。所述平衡单元用于为轿厢提供配重，以及轿厢升、降工况运行所需的重量转换。
(一)太阳能光伏发电单元
太阳能光伏发电单元包括有太阳能电池方阵1、控制器2、逆变器3、蓄电池组4及防雷系统37；太阳能电池方阵1产生的电能经控制器2后分别输出给逆变器3和蓄电池组4，在蓄电池组4中的电能被存储起来，而经逆变器3后的电能会输出给配电控制箱29，所述配电控制箱29会将电能进行分配给电网40和/或者负载39；配电控制箱29输出给电网40的电能数可以通过输入、输出电表38进行显示。电梯所需运行时的电能是通过配电控制箱29分配的。
在本实用新型中，太阳能光伏发电单元将太阳幅射能经太阳能电池转换为电能，太阳能电池单体的工作电压0.45V～0.5V，工作电流20mA/cm2～25mA/cm2， 须将单体串联并联后进行封装成组件，再对此组件进行串联并联，构成太阳能电池方阵1，根据所需功率大小组装在电梯井顶部及顶层屋面或休闲棚顶上或墙壁上，太阳能电池与控制器2之间串联整流二极管，用以防止蓄电池通过太阳能电池方阵放电，控制器2与逆变器3、蓄电池组4连接，逆变器3与交流负载39及电网40连接。
(二)势能利用发电单元
势能利用发电单元包括有电动发电机12、势能发电机24、平衡索14、平衡索导向轮15、轿厢升降滚轮17、轿厢导轨立柱19；平衡索14带动平衡索导向轮15，使得电动发电机12产生电能；轿厢升降滚轮17带动势能发电机24产生电能；电动发电机12和势能发电机24的电连接端与配电控制器2相连。
轿厢16的两侧安装有轿厢升降滚轮17，当轿厢16在升降过程中，轿厢升降滚轮17沿轿厢导轨立柱19运行。轿厢升降滚轮17与B齿轮243啮合，B齿轮243与A齿轮242啮合，且A齿轮242安装在势能发电机24的传动轴241上。
(三)平衡单元
平衡单元包括有平衡水箱升降滚轮18、平衡水箱导轨立柱21、平衡水箱缓冲器25、平衡水箱11、屋顶水箱5、水管7、屋顶水箱泄水管6、储水池9和水泵8；水源可使用自来水、中水。
平衡单元用于为轿厢16提供重量上的平衡，使轿厢16到达停靠位置时实现平稳。平衡索14的一端连接在平衡水箱11上，平衡索14的另一端连接在轿厢16上；屋顶水箱5设置在建筑物的最高位，储水池9设置在井道的最低位，储水池9中的水经水泵8由水管7泵至屋顶水箱5中，屋顶水箱5中的水经屋顶水箱泄水管6回流至储水池9中。
平衡水箱11的两侧安装有平衡水箱升降滚轮18，当平衡水箱11在轿厢16的升降运行过程中平衡水箱升降滚轮18沿平衡水箱导轨立柱21上下移动。
当平衡水箱11发生意外时，能够通过平衡水箱缓冲器25来缓冲，以避免造成对平衡水箱11的损坏。
在本实用新型中，利用设置在高处的屋顶水箱5中的液体流入平衡水箱11中，当平衡水箱11的重量大于轿厢16及载重的重量时，轿厢16上行，平衡水箱11则下行；当平衡水箱11下行至底部时，平衡水箱11中的水迅速泄入储水池9中。太 阳能光伏发电单元产生的电能，启动水泵8将储水池9中的液体抽回至最高处的屋顶水箱5。此过程由于平衡差使得液压电梯上、下行均靠重力产生压力驱动，电梯运行中平衡索14，经导向轮15、带动发电机12发电及轿厢升降滚轮17经传动轴带动的发电机24发电。本实用新型设计的用于运行电梯的可再生能源发电可广泛应用于商厦、医院、高层住宅等多种用途的发电电梯，由此将耗电电梯变为发电电梯，多台电梯即可组成小型电梯发电站。
实施例
参见图3、图3A所示，一种提供给适用于车库电梯的可再生能源发电
在图1、图1A、图1B中，太阳能电池方阵1、控制器2、逆变器3、蓄电池组4、防雷系统37及电网40组成太阳能光伏发电单元，供给负载39用电，与负载39的A连接端可以连接水泵8、B连接端可以连接控制箱29、C连接端可以连接油泵33、D连接端可以连接照明、E连接端可以连接消防、F连接端可以连接通风等；屋顶水箱5内的液体泄入平衡水箱11、平衡水箱下行带动轿厢16上行，平衡水箱11下至底层将水泄入储水池9，轿厢16下行，平衡索14经导向轮15、带动发电机12及轿厢升降滚轮17带动发电机24；井道壁23及其井底板为钢筋混凝土结构，之内有预埋铁件22，井底板上设有储水池9装有平衡水箱的缓冲器25，每层均有井道门26，井道壁出地面为绿色围墙28，围墙28上开有汽车入库门27；升降轿厢导轨立柱19连接在预埋铁件22上，平衡水箱导轨立柱21与井底面上设有的预埋铁件连接；平衡水箱11上有平衡水箱升降滚轮18，使平衡水箱沿平衡水箱导轨21升降。
在图3中，汽车行至车库进口，轿厢16在首层上，汽车入库门27开，车驰入轿厢16内，此时平衡水箱泄水管10开，平衡水箱的液体泄入储水池9，轿厢及负载的重量大于平衡水箱及配重的重量，则轿厢16下降，降至所到层后，汽车驰出轿厢16，以上为汽车入库。
汽车行至车库进口，轿厢16不在首层上，由于此时平衡水箱及配重的重量大于轿厢及负载的重量或启动油泵33液压驱动多节伸缩千斤顶35，使轿厢16升至首层上。
在图3A中，汽车由车库某车位行至出口，轿厢16在底层，井道门26开，汽车驰入轿厢16内，此时平衡水箱11在首层，平衡水箱泄水管10开，液体泄入平衡 水箱11，平衡水箱11及配重的重量大于轿厢16及载重的重量，使轿厢16上升至首层，汽车出库。
汽车由车库某车位行至出口，轿厢16不在同层上，由于此时平衡水箱11及配重的重量大于轿厢16及载重的重量或启动油泵33液压驱动多节伸缩千斤顶35，使轿厢16行至同层，汽车驰入轿厢16再行至出口出库。
水泵8将储水池9的液体抽回屋顶水箱5，液体循环使用。
本实用新型设计的利用可再生能源发电的电梯，能够满足汽车库、修车库、停车场设计防火规范规定。其规定：“IV类的汽车库在设置汽车坡道有困难时，可采用垂直升降梯作汽车疏散出口，其升降梯的数量不应小于两台”，IV类指存车50辆以下的汽车库，如发生没有电的情况汽车便出不来了，汽车自行升降系统为这条规范提供了技术支撑。

Claims (3)

1.一种利用可再生能源发电的电梯，其特征在于：还包括有太阳能光伏发电单元、势能利用发电单元；所述太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元用于为轿厢提供能源供给；另外太阳能光伏发电单元和势能利用发电单元产生的电能馈入电网进行存储和使用；所述平衡单元用于为轿厢提供配重，以及轿厢升、降工况运行所需的重量转换；
太阳能光伏发电单元包括有太阳能电池方阵(1)、控制器(2)、逆变器(3)、蓄电池组(4)及防雷系统(37)；太阳能电池方阵(1)产生的电能经控制器(2)后分别输出给逆变器(3)和蓄电池组(4)，在蓄电池组(4)中的电能被存储起来，而经逆变器(3)后的电能会输出给配电控制箱(29)，所述配电控制箱(29)会将电能进行分配给电网(40)和/或者负载(39)；配电控制箱(29)输出给电网(40)的电能数可以通过输入、输出电表(38)进行显示；电梯所需运行时的电能是通过配电控制箱(29)分配的；
势能利用发电单元包括有电动发电机(12)、势能发电机(24)、平衡索(14)、平衡索导向轮(15)、轿厢升降滚轮(17)、轿厢导轨立柱(19)；平衡索(14)带动平衡索导向轮(15)，使得电动发电机(12)产生电能；轿厢升降滚轮(17)带动势能发电机(24)产生电能；电动发电机(12)和势能发电机(24)的电连接端与配电控制器(2)相连；
轿厢(16)的两侧安装有轿厢升降滚轮(17)，当轿厢(16)在升降过程中，轿厢升降滚轮(17)沿轿厢导轨立柱(19)运行；轿厢升降滚轮(17)与B齿轮(243)啮合，B齿轮(243)与A齿轮(242)啮合，且A齿轮(242)安装在势能发电机(24)的传动轴(241)上；
平衡单元包括有平衡水箱升降滚轮(18)、平衡水箱导轨立柱(21)、平衡水箱缓冲器(25)、平衡水箱(11)、屋顶水箱(5)、水管(7)、屋顶水箱泄水管(6)、储水池(9)和水泵(8)；
平衡单元用于为轿厢(16)提供重量上的平衡，使轿厢(16)到达停靠位置时实现平稳；平衡索(14)的一端连接在平衡水箱(11)上，平衡索(14)的另一端连接在轿厢(16)上；屋顶水箱(5)设置在建筑物的最高位，储水池(9)设置在井道的最低位，储水池(9)中的水经水泵(8)由水管(7)泵至屋顶水箱(5)中，屋顶水箱(5)中的水经屋顶水箱泄水管(6)回流至储水池(9)中； 
平衡水箱(11)的两侧安装有平衡水箱升降滚轮(18)，当平衡水箱(11)在轿厢(16)的升降运行过程中平衡水箱升降滚轮(18)沿平衡水箱导轨立柱(21)上下移动。
2.根据权利要求1所述的利用可再生能源发电的电梯，其特征在于：平衡水箱(11)、屋顶水箱(5)和储水池(9)中所需水源为自来水或者中水。
3.根据权利要求1所述的利用可再生能源发电的电梯，其特征在于：太阳能光伏发电单元将太阳幅射能经太阳能电池转换为电能，太阳能电池单体的工作电压0.45V～0.5V，工作电流20mA/cm2～25mA/cm2，须将单体串联后进行封装成组件，再对此组件进行并联，构成太阳能电池方阵(1)；或者须将单体并联后进行封装成组件，再对此组件进行串联，构成太阳能电池方阵(1)。 
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