CN205895496U - 一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，属于风能利用领域，包括风力发电机和造气装置；所述造气装置包括中部套设在风力发电机叶片的转轴上并与风力发电机的叶片一起旋转的造气箱和电解水装置；该利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置能利用风力作用制氧制氢，设备结构简单，无需对原有的风力发电机进行大幅改造，可提供水产养殖所需的氧气，尤其适合用于在现有的海上风力发电机附近进行水产养殖。

Description

一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置
技术领域
本实用新型涉及一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，属于风能利用领域。
背景技术
风力发电是把风的动能转为电能。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿KW，其中，陆地上风能储量约2.53亿KW，陆地上离地10M高度资料计算，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿KW，共计10亿KW。而2003年底全国电力装机约5.67亿KW。风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。在水产养殖过程中，需要水中保持氧气的含量，因此，研究利用风力供给水产养殖所需的氧气具有实际意义。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置。该利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置能利用风力作用制氧制氢，设备结构简单，无需对原有的风力发电机进行大幅改造，可提供水产养殖所需的氧气，尤其适合用于在现有的海上风力发电机附近进行水产养殖。
本实用新型的技术方案如下：
一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，包括风力发电机和造气装置；所述造气装置包括中部套设在风力发电机的转轴上并与风力发电机的叶片一起旋转的造气箱和电解水装置；所述造气箱包括氢气腔、氧气腔以及设置在氢气腔和氧气腔之间的储水腔；所述氢气腔与储水腔通过一第一气水分离膜分隔；所述氧气腔与储水腔通过一第二气水分离膜分隔；所述电解水装置与风力发电机的发电设备电连接；所述电解水装置的阴极和阳极分别设置在储水腔中靠近氢气腔的一端和靠近氧气腔的一端；所述氢气腔连通一氢气收集装置；所述氧气腔内的氧气通过一灌氧器灌入水面下；所述储水腔电解消耗的水由一抽水装置补充；所述抽水装置包括太阳能发电装置、蓄电装置和压水装置；所述蓄电装置与太阳能发电装置电连接；所述压水装置包括主压水管、进水管以及滑动套设在主压水管内的活塞；所述进水管在主压水管的管壁处与主压水管连通；所述活塞内设置有流道；所述流道一端的开口对应进水管设置，另一端的开口通向活塞上方的主压水管；所述活塞由一偏心轮机构带动在主压水管内作往复运动并在一个行程内通过流道依次闭合和连通进水管与主压水管之间的通路。
其中，所述利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置还包括利用收集的氢气对风力发电机的转轴进行冷却的氢冷装置；所述氢冷装置包括轴向穿透风力发电机转轴的转轴通孔；氢气收集装置通过两氢气管连通转轴通孔两端；所述氢气管上设置有氢气冷却器；所述转轴通孔两端还分别设置有风扇。
其中，所述储水腔两端宽中部窄。
其中，所述活塞在主压水管内可与偏心轮机构一起偏转；所述偏心轮机构由蓄电装置提供动力。
其中，所述活塞上方的主压水管内壁上固定有缩颈块；所述缩颈块上设置有螺纹线。
其中，所述氢气收集装置包括储氢罐和连通储氢罐和氢气腔的灌氢器；所述储氢罐连通两氢气管；所述储氢罐上还设置有电磁排气阀和气压感应器；所述气压感应器触发电磁排气阀开闭。
其中，所述偏心轮机构包括连接杆、转轮和驱动转轮转动的电机；所述连接杆一端铰接在活塞下部，另一端铰接在转轮的偏心位置上；所述转轮和电机之间还设置有变速器。
其中，所述活塞底端设置有多个铰接点；所述活塞下方还设置有竖直固定在主压水管上的伸缩杆；所述伸缩杆上端与铰接点可拆卸连接。
其中，所述进水管较主压水管细，所述进水管有多根，绕主压水管外周设置。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置能利用风力作用制氧制氢，设备结构简单，无需对原有的风力发电机进行大幅改造，可提供水产养殖所需的氧气。
2、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有造气箱、第一气水分离膜和第二气水分离膜，能够利用离心力和气水分离膜的作用实现气水的有效分离。
3、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有氢气收集装置和氧气收集装置，能够有效收集和储存产生的氢气和氧气。
4、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有抽水装置，可以补充储水腔中的水。
5、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有氢冷装置，有效利用产生的氢气对风力发电机的转轴进行制冷，提高了电能和氢气的利用率，提高了风力发电机的工作效率和使用寿命。
6、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置能利用太阳能发电并实现脉动式抽水，对电流的连续性没有要求，结构简单，使用寿命长。
7、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有主压水管、进水管和活塞，活塞在一个行程内依次闭合和连通进水管与主压水管之间的通路，从而实现压水和进水的循环切换。
8、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有偏心轮机构，有效实现活塞的往复运动，结构简单可靠。
9、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有变速器，可以调节抽水频率。
10、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有流道，可以简单有效的调节压水量。
11、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有缩颈块，可以有效提高活塞上方的主压水管的水流压力。
12、本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置设置有与活塞可拆卸连接的伸缩杆，可以保障活塞在往复运动过程中不会发生径向上的偏转。
附图说明
图1为本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置的侧视结构示意图；
图2为本实用新型一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置的后视结构示意图；
图3为本实用新型抽水装置进水时的结构示意图；
图4为本实用新型抽水装置压水时的结构示意图；
图5为本实用新型抽水装置的进水管与流道最大通量时的示意图；
图6为本实用新型抽水装置一起转动活塞与偏心轮机构后进水管与流道对应部分的示意图。
图中附图标记表示为：
1-风力发电机、3-造气箱、31-氢气腔、32-氧气腔、33-储水腔、34-第一气水分离膜、35-第二气水分离膜、4-电解水装置、5-氢气收集装置、51-储氢罐、52-灌氢器、53-电磁排气阀、54-气压感应器、62-灌氧器、71-转轴通孔、72-氢气管、73-氢气冷却器、74-风扇、8-抽水装置、81-太阳能发电装置、82-蓄电装置、83-压水装置、831-主压水管、832-进水管、833-活塞、834-流道、835-缩颈块、837-伸缩杆、841-连接杆、842-转轮、843-电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。
如图1、2所示，一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，包括风力发电机1和造气装置；所述造气装置包括中部套设在风力发电机1的转轴上并与风力发电机1的叶片一起旋转的造气箱3和电解水装置4；所述造气箱3包括氢气腔31、氧气腔32以及设置在氢气腔31和氧气腔32之间的储水腔33；所述氢气腔31与储水腔33通过一第一气水分离膜34分隔；所述氧气腔32与储水腔33通过一第二气水分离膜35分隔；所述电解水装置4与风力发电机1的发电设备电连接；所述电解水装置4的阴极和阳极分别设置在储水腔33中靠近氢气腔31的一端和靠近氧气腔32的一端；所述氢气腔31连通一氢气收集装置5；所述氧气腔32内的氧气通过一灌氧器62灌入水面下；所述储水腔33电解消耗的水由一抽水装置8补充；如图3、4所示，所述抽水装置8包括太阳能发电装置81、蓄电装置82和压水装置83；所述蓄电装置82与太阳能发电装置81电连接；所述压水装置83包括主压水管831、进水管832以及滑动套设在主压水管831内的活塞833；所述进水管832从主压水管831的管壁处与主压水管831连通；所述活塞833内设置有流道834；所述流道834一端的开口对应进水管832设置，另一端的开口通向活塞833上方的主压水管831；所述活塞833由一偏心轮机构带动在主压水管831内作往复运动并在一个行程内通过流道834依次闭合和连通进水管832与主压水管831之间的通路；所述活塞833在主压水管831内可与偏心轮机构一体式偏转；所述偏心轮机构由蓄电装置82提供动力。
其中，所述利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置还包括利用收集的氢气对风力发电机1的转轴进行冷却的氢冷装置；所述氢冷装置包括轴向穿透风力发电机1转轴的转轴通孔71；氢气收集装置5中的氢气通过两根分别连通转轴通孔71两端的氢气管72循环流过转轴通孔71；所述氢气管72上设置有氢气冷却器73；所述转轴通孔71两端还分别热套有风扇74。
其中，所述储水腔33两端较中部宽。
其中，所述活塞833上方的主压水管831内壁上固定有缩颈块835；所述缩颈块835上设置有螺纹线（未示出）。
其中，所述造气箱3为长条形。
其中，所述氢气收集装置5包括储氢罐51和连通储氢罐51和氢气腔31的灌氢器52；所述储氢罐51连通氢气管72；所述储氢罐51上还设置有电磁排气阀53和气压感应器54；所述气压感应器54触发电磁排气阀53开闭。
其中，所述偏心轮机构包括连接杆841、转轮842和驱动转轮转动的电机843；所述连接杆841一端铰接在活塞833下部，另一端铰接在转轮842的偏心位置上；所述转轮842和电机843之间还设置有变速器（未示出）。
其中，所述活塞833底端设置有多个铰接点；所述活塞833下方还设置有竖直固定在主压水管831上的伸缩杆837；所述伸缩杆837上端与铰接点可拆卸连接。
其中，所述进水管832较主压水管831细，所述进水管832有多根，绕主压水管831外周设置。
其中，所述流道834的截面为圆形。
本实用新型的工作原理：
风力发电机1在风力的作用下转动发电，同时带动造气箱3转动，电解水装置4对储水腔33中的水进行电解，在第一气水分离膜34一侧产生氢气，在第二气水分离膜35一侧产生氧气；氢气在离心力的作用下经第一气水分离膜34进入氢气腔31内并通过氢气收集装置5收集储存；氧气在离心力作用下经第二气水分离膜35进入氧气腔32内并通过灌氧器62灌入水面下，为水产养殖供氧；抽水装置8及时补充储水腔33中消耗的水；储氢罐51中的氢气通过氢气管72循环流过转轴通孔71为风力发电机1的转轴冷却；其中风扇74提供氢气循环的动力，氢气冷却器73为循环的氢气冷却；其中，当储氢罐51中的氢气含量过高时，气压感应器54感应内部压强，并触发电磁排气阀53排气降压，保障安全。
抽水装置8的工作原理：太阳能发电装置81利用太阳能发电并储存电力至蓄电装置82中，蓄电装置82为电机843提供电力，电机843通过变速器带动转轮842转动，从而通过连接杆841带动活塞833在主压水管831内做往复运动；活塞833在往复运动过程中通过流道834依次闭合和连通进水管832与主压水管831之间的通路，实现压水、进水、压水的循环过程；如图在5、6所示，需要调节压水量时，只需在断电后断开活塞833与伸缩杆837的连接，一起转动活塞833和偏心轮机构使流道834的开口与进水管832形成的开口变化，然后使伸缩杆837与活塞833转动后对应的铰接点重新铰接即可。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：包括风力发电机(1)和造气装置；所述造气装置包括中部套设在风力发电机(1)的转轴上并与风力发电机(1)的叶片一起旋转的造气箱(3)和电解水装置(4)；所述造气箱(3)包括氢气腔(31)、氧气腔(32)以及设置在氢气腔(31)和氧气腔(32)之间的储水腔(33)；所述氢气腔(31)与储水腔(33)通过一第一气水分离膜(34)分隔；所述氧气腔(32)与储水腔(33)通过一第二气水分离膜(35)分隔；所述电解水装置(4)与风力发电机(1)的发电设备电连接；所述电解水装置(4)的阴极和阳极分别设置在储水腔(33)中靠近氢气腔(31)的一端和靠近氧气腔(32)的一端；所述氢气腔(31)连通一氢气收集装置(5)；所述氧气腔(32)内的氧气通过一灌氧器(62)灌入水面下；所述储水腔(33)电解消耗的水由一抽水装置(8)补充；所述抽水装置(8)包括太阳能发电装置(81)、蓄电装置(82)和压水装置(83)；所述蓄电装置(82)与太阳能发电装置(81)电连接；所述压水装置(83)包括主压水管(831)、进水管(832)以及滑动套设在主压水管(831)内的活塞(833)；所述进水管(832)在主压水管(831)的管壁处与主压水管(831)连通；所述活塞(833)内设置有流道(834)；所述流道(834)一端的开口对应进水管(832)设置，另一端的开口通向活塞(833)上方的主压水管(831)；所述活塞(833)由一偏心轮机构带动在主压水管(831)内作往复运动并在一个行程内通过流道(834)依次闭合和连通进水管(832)与主压水管(831)之间的通路。
2.如权利要求1所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：还包括利用收集的氢气对风力发电机(1)的转轴进行冷却的氢冷装置；所述氢冷装置包括轴向穿透风力发电机(1)转轴的转轴通孔(71)；氢气收集装置(5)通过两氢气管(72)连通转轴通孔(71)两端；所述氢气管(72)上设置有氢气冷却器(73)；所述转轴通孔(71)两端还分别设置有风扇(74)。
3.如权利要求2所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述储水腔(33)两端宽中部窄。
4.如权利要求3所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述活塞(833)在主压水管(831)内可与偏心轮机构一起偏转；所述偏心轮机构由蓄电装置(82)提供动力。
5.如权利要求4所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述活塞(833)上方的主压水管(831)内壁上固定有缩颈块(835)；所述缩颈块(835)上设置有螺纹线。
6.如权利要求5所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述氢气收集装置(5)包括储氢罐(51)和连通储氢罐(51)和氢气腔(31)的灌氢器(52)；所述储氢罐(51)连通两氢气管(72)；所述储氢罐(51)上还设置有电磁排气阀(53)和气压感应器(54)；所述气压感应器(54)触发电磁排气阀(53)开闭。
7.如权利要求1至6任一权利要求所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述偏心轮机构包括连接杆(841)、转轮(842)和驱动转轮转动的电机(843)；所述连接杆(841)一端铰接在活塞(833)下部，另一端铰接在转轮(842)的偏心位置上；所述转轮(842)和电机(843)之间还设置有变速器。
8.如权利要求7所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述活塞(833)底端设置有多个铰接点；所述活塞(833)下方还设置有竖直固定在主压水管(831)上的伸缩杆(837)；所述伸缩杆(837)上端与铰接点可拆卸连接。
9.如权利要求8所述的一种利用风力供氧并利用太阳能抽水的装置，其特征在于：所述进水管(832)较主压水管(831)细，所述进水管(832)有多根，绕主压水管(831)外周设置。
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