CN204344387U - 储能发电站 - Google Patents

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Abstract

一种储能发电站，由甲乙两个小压力缸(以下称：甲缸、乙缸)与大压力缸并联连接；甲缸活塞连接杠杆，乙缸活塞连接曲轴和行星减速器；大压力缸的活塞与流体存储槽连接，垂直置于加载重物之下；节流阀安装在大压力缸的活塞端面，通过管道与喷嘴连接；带风叶的旋转轴发电机连接流体存储体槽。设计单向压力式、往复推拉式及旋转式三种传动机构，将采集到的动力存储起来，带动发电机发电。

Description

储能发电站
所属技术领域：
本实用新型涉及一种甲乙两个小压力缸(以下称：甲缸、乙缸)与大压力缸并联连接；甲缸活塞连接杠杆，乙缸活塞连接曲轴和行星减速器；大压力缸的活塞与流体存储槽连接，垂直置于加载重物之下；节流阀安装在大压力缸的活塞端面，通过管道与喷嘴连接；带风叶的旋转轴发电机连接流体存储体槽。属于发电行业。
背景技术：
现在采用往复式动力和旋转式动力发电，其动力能量直接加载于发电机，都没有动力能量的存储环节。其缺点是当采集到的动力是不连续，或者是间歇性不平稳，其发电质量不佳；在微弱动力状态，只好放弃发电。无法有效利用间断的、微弱的自然动力能量。
发明内容：
本实用新型设计一种将动能转换为压力、再将压力转换为动能、动能转换为电能的储能式发电站，类似于水库蓄水方式。设计了单向压力式、往复推拉式及旋转式三种传动机构，将采集到的动力，推动甲缸活塞、乙缸活塞运动，将存储槽中的流体介质(水或者油、空气)，通过管道输送到大压力缸积聚。也就是说将采集到连续的或者间断的、微弱的动力能量转换为压力存储到大压力缸。大压力缸内流体逐渐增多，其活塞推动加载物沿着垂直于地面方向逐渐升高。根据大压力缸的容量，适时打开节流阀，具有较高压力的流体通过多个排列成环形阵列的喷嘴射出来，产生旋转动能。设计了喷嘴与环形圆周切线的夹角大于0度小于90度，能够产生涡流状的流体，推动叶轮旋转，带动发电机发电。
甲缸活塞和乙缸的活塞面积相当，比大压力缸活塞面积小N倍。依据液体压力传递的原理，甲缸活塞和乙缸活塞所需要的推力仅仅是大压力缸活塞的1/N。根据采集到的微小动力，适当配置加载物的重量，使得甲缸和乙缸的活塞在适当动力时能够运动，向大压力缸输送流体。大压力缸射出的流体带动叶轮旋转，再带动发电机发电。之后，完成旋转多余的流体仍然在流体存储槽内，能够循环利用。
甲缸设计杠杠式推动活塞运动，乙缸设计行星减速器连接曲轴推动活塞运动。这两种动力能量采集方法，在绝大多数环境中都能够同时工作。因此，采用甲缸、乙缸和大压力缸并联，有效提高采集动力能量效率，即提高了发电效率。
下面，分别说明三种传动机构的应用方法：
1、单向压力式传动机构，能够采集动力能量的方法较多，例如道路上行驶的车辆压力、健身广场跳舞的踩踏压力、健身器材的踩踏压力等。特别是车辆压力资源非常丰富，能够很好利用起来发电。例如，道路减速带下方、收费站过道下方、人行横道下方、弯道下方及其它需要减速通行的道路下方。这种传动机构连接甲缸的杠杆。杠杆一端与甲缸的活塞连接，另一端下面配置弹簧。杠杆在原始位置时，能够在杠杠配置弹簧端施加单向压力。在压力作用下，弹簧压缩，杠杆“撬起来”推动甲缸活塞运动，将流体存储槽中的流体输送到大压力缸。当单向压力结束作用时，弹簧复位，杠杆恢复到原始位置，等待下一个单向压力到来。
2、往复动推拉式传动机构，能采集大海、江河、湖泊水浪拍打的动力能量，安装在岸边或者舰船上，用于发电。这种传动机构连接甲缸的杠杆。杠杆下面不需要弹簧复位。踏浪板的自身重量及水浪拍打的推拉动力，就能够带动甲缸活塞往复运动，将流体存储槽中的流体输送到大压力缸。
3、旋转式传动机构，能够采集低速风的动力能量、陆地风资源贫乏的间歇性风的动力能量、高楼风力动力能量、山涧风力动力能量等。这些自然动力能量虽然微弱，还是能够将其利用起来发电。旋转式传动机构，采用行星减速器增大旋转动力转矩，行星减速器输出轴连接曲轴，将旋转运动转换为直线运动，带动乙缸活塞运动。即使旋转动力较小、速度较慢，也能够产生足够的动力带动乙缸活塞运动，将流体存储槽中的流体输送到大压力缸。
附图说明：
下面结合附图和实施例进一步说明。
图1是本实用新型主体部分的前视图；
图2是本实用新型大压力缸活塞与节流阀、流体存储槽的结构图；
图3是本实用新型喷嘴排列和风叶的结构图；
图4是本实用新型喷嘴与节流阀结构图；
图5是本实用新型单向压力传动结构图；
图6是本实用新型往复推拉式传动结构图；
图7是本实用新型旋转推力式传动结构图；
图8是本实用新型发电及送变电控制部分连接图。
图中：1.过渡连接杆，2.杠杆，3.支撑，4.甲缸活塞，5.软压力管，6.甲缸，7.单向阀，8.压力管，9.单向阀，10.大压力缸，11.大压力缸活塞，12.流体存储槽，13.压力管，14.单向阀，15.圆盘，16.曲轴，17.乙缸活塞，18.乙缸，19.软压力管，20.单向阀，21.加载物，22.发电机，23.节流阀控制信号线，24.流体存储槽，25.管型大压力缸活塞杆，26.活塞端面，27.节流阀，28.大压力缸，29.喷嘴，30.喷嘴，31.喷嘴，32.喷嘴，33.喷嘴，34.喷嘴，35.喷嘴，36.喷嘴，37.叶片，38.叶轮旋转轴，39.环形管道，40.喷嘴，41.喷嘴支架，42.压力管，43.连接套，44.节流阀，45.压力管，46.踏板，47.支架，48.固定座，49.过渡连接杆，50.弹簧，51.固定座，52.杠杆，53.支撑，54.甲缸活塞，55.甲缸，56.软压力管，57.压力管，58.踏浪板，59.旋转轴，60.支柱，61.过渡连接杆，62.杠杆，63.支撑，64.甲缸活塞，65.压力管，66.甲缸，67.软压力管，68.底座，69.软压力管，70.单向阀，71.乙缸，72.单向阀，73.压力管，74.乙缸活塞，75.曲轴，76.圆盘，77.行星减速器输出轴，78.行星减速器，79.连轴器，80.叶轮，81.发电机，82.电缆，83.控制柜，84.输出电缆，85.电缆，86.蓄电池，87.控制线，88.节流阀。
具体实施方式：
图1中，连接杆(1)以活动关节连接方式与杠杆(2)连接，杠杆(2)与支撑以滚动方式连接，杠杆(2)与甲缸活塞(4)以活动关节方式连接。软压力管(5)留有适当的长度，其中间安装单向阀(7)，只能够让流体从流体存储槽(12)流向甲缸(6)。甲缸活塞(4)受杠杆(2)的作用力运动，将流体推进，通过压力管(8)和单向阀(9)流入大压力缸(10)。大压力缸活塞(11)垂直于地面，便于利用其上面的加载物(21)及发电机等自身质量的重力作用，给大压力缸(10)中的流体加压。大压力缸(10)和甲缸(6)、乙缸(18)及支撑(3)都是固定不动的。大压力缸活塞(11)连同流体存储槽(12)、发电机(22)整体垂直于地面上下运动。软压力管(5)和软压力管(19)都配置单向阀(7)和单向阀(20)，与流体存储槽连接，其长度，与大压力缸活塞(11)的行程相对应。压力管(8)和压力管(19)也配置单向阀(9)和单向阀(14)，与大压力缸(10)连接。
图1中，曲轴(16)在圆盘(15)的边缘以旋转方式连接。曲轴(16)与乙缸活塞(17)以活动关节方式连接。圆盘(15)的圆心，在乙缸活塞(17)运动路径的轴线上。圆盘(15)旋转，通过曲轴(16)推动乙缸活塞(17)运动。流体从流体存储槽(12)通过软压力管(19)单向阀(20)及压力管(13)单向阀(14)流入大压力缸(10)。
图1中，流体存储槽(12)中间，放置(图2)喷嘴(29-36)、叶片(37)及叶轮旋转轴。发电机(22)置于流体存储槽(12)的上面。(图2)喷嘴(29-36)喷射的流体在流体存储槽内旋转工作。
图2中，节流阀(27)置于大压力缸活塞端面(26)，通向管形大压力缸活塞杆(25)的中空部位。与流体存储槽(24)的中空部分相通。这样设计比较紧凑，简化管路连接。最大好处是，利用发电设备的质量及流体的质量作为重力压力加载于大压力缸活塞上。节流阀控制信号线(23)传送控制节流阀开启和关闭的信号。
图3中，8个喷嘴(29)至喷嘴(36)与风叶(37)数量相同。通常，要求多于五个组合。风叶(37)与叶轮旋转轴(38)的圆周切线夹角大于0度小于90度。喷嘴(29)射出角度与叶轮旋转轴(38)的圆周切线夹角大于0度小于90度。喷嘴(29)至喷嘴(36)射出有压力的流体，形成漩涡，推动多个风叶(37)构成的叶轮。叶轮旋转轴(38)与发电机(22)连接。其旋转转速与大压力缸(10)内流体的压力成正比。
图4中，节流阀(44)上面连接套(43)连接压力管(42)和压力管(45)，压力管(42)和压力管(45)连接环形管道(39)。固定支架(41)将喷嘴(39)调整适当喷射角度与环形管道(39)连接。
图5中，踏板(46)与支架(47)以旋转方式连接。支架(47)连接在固定座(48)，能够承受汽车的重量。设计汽车从固定架(47)方向驶入踏板(46)，弹簧(50)随之压缩，杠杆(52)翘头，带动甲缸活塞(54)运动，流体就能够从软压力管(56)流入到甲缸(55)，再经过压力管(57)流出。固定座(48)、固定座(51)、支撑(53)都是固定不动的。当汽车离开踏板(46)，弹簧(50)复位，推动杠杆(52)回到原始位置。踏板(46)不仅用于采集车辆行驶压力，亦可采集跳舞、健身、登山等踏步压力及自行车行驶压力。
图6中，踏浪板(58)设计与杠杆(62)有一个大于30度小于45度的倾角，以便更好利用水浪推拉作用。当水浪推来时，踏浪板(58)向上抬起，过渡连接杠(61)则向下运动，相对于固定的支撑(63)，杠杆(62)带动活塞(64)就向上运动，推动甲缸(66)内的流体，从软压力管(67)流入再从压力管(65)流出。水浪退回时，拉动踏浪板(58)向下运动，过渡连接杠(61)则向上运动，杠杆(62)回到原始位置。底座(68)和支柱(60)、支撑(63)、甲缸(66)都是固定不动的。旋转轴(59)能够让踏浪板(58)相对于支柱(60)摆动。这种机构能够用在海岸边、长江岸边、水库岸边、较大一些的湖泊岸边以及舰船外侧。
图7中，叶轮(80)通过连轴器(79)与行星减速器(78)连接。行星减速器(78)有增大转矩的作用。圆盘(76)连接行星减速器输出轴(77)，带动乙缸活塞(74)运动。流体从软压力管(69)单向阀(70)输入，通过乙缸活塞(74)推动，从压力管(73)单向阀(72)流出。这种传动机构，主要用于采集低速风力、间断风力、微弱风力。当然，采用高速风力，将极大提高发电效率。
图8中，单向阀(88)的控制线(87)、发电机(81)的电缆(82)、蓄电池的电缆(85)共同连接控制柜(83)。控制柜(83)有强大的控制功能，能够适时控制节流阀(88)打开、关闭，控制发电机(81)适时发电。主要发电的电力，通过输出电缆(84)，供给公共电网，多余的电力存储到蓄电池(86)。在适当时候，再控制蓄电池(86)的电力，输出到公共电网。
综上所述，图5单向压力传动机构能够与图7旋转动力机构共同使用；图6往复推拉传动机构也能够与图7旋转动力机构共同使用。
本实用新型提高了发电效率，拓展了更多的发电渠道。是一种节能环保的发电方法。特别在舰船上面使用，具有十分重要的战略意义。将本发明转化为产品，能够产生巨大的社会效益和经济效益。

Claims (8)

1.一种储能发电站，甲缸、乙缸与大压力缸并联连接；甲缸活塞连接杠杆，乙缸活塞连接曲轴和行星减速器；大压力缸的活塞与流体存储槽连接，垂直置于加载重物之下；节流阀安装在大压力缸的活塞端面，通过管道与喷嘴连接；带风叶的旋转轴发电机连接流体存储体槽；其特征是：喷嘴与叶片数量相同，喷嘴射流方向与叶轮旋转轴圆周切线夹角大于0度小于90度，叶片与叶轮旋转轴圆周切线夹角大于0度小于90度。
2.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：甲缸活塞连接杠杆一端，踏板、弹簧连接杠杆的另外一端。
3.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：甲缸活塞连接杠杆一端，踏浪板连接杠杆的另外一端。
4.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：流体存储槽、发电机、加载物置于大压力缸活塞上面。
5.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：行星减速器连接叶轮，其输出端连接圆盘、曲轴、乙缸活塞。
6.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：喷嘴、叶片及叶轮旋转轴置于流体存储槽内。
7.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：大压力缸活塞端面连接节流阀。
8.根据权利要求1所述的储能发电站，其特征是：大压力缸活塞杆为中空管式，与流体存储槽的空间连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111760421A (zh) * 2020-06-22 2020-10-13 武汉理工大学 一种基于减速带的空气净化器

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