CN210371004U - 一种低能源水气一体发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低能源水气一体发电机，包括发电机，推动所述发电机的空压发电机组，所述发电机动力输入端通过变速器连接有传动长轴，所述传动长轴上安装有所述空压发电机组和水气发电机组。气发电机组中的水气一体高压储存罐中的储存好的高压水和气为推动力，再与现有的压缩空气储能(CAES)、空压发电机组两者相结合形成一套比现有单靠空压发电技术更可靠技术方案，高压水的推动力更强，在一开始推动发电机时能释放更大推力，更容易带动发电机运转；空压发电机组和水气发电机组同时工作，避免了动力源单一带来的不稳定性。

Description

一种低能源水气一体发电机

技术领域

本实用新型涉及电力发电、储能技术领域，具体涉及一种低能源水气一体发电机。

背景技术

在我国部分偏远山区或者草原牧场用电任然不稳定，因为客观自然原因会导致经常性停电、断电，影响民众的生产生活，而通过太阳发电或风力发电则存在诸多不稳定性，如在夜间无法发电，在雨天、阴天的日子发电输出大幅减少；而使用风车的风力发电中，则需要当日的风向、风力的达到推动风力发电机的动力。

压缩空气储能(CAES)的技术作为当前最具代表性的电输出平滑化的技术正在大力研发，压缩空气储能(CAES)的技术在产生剩余发电电力时，预先储存代替电气而转换成的压缩空气，必要时借助空气涡轮发电机等将压缩空气再次转换电气能，该技术已经逐步进入生产实践中。

如中国实用新型专利“一种压缩空气发电机组”，授权公告号CN206290289U，授权公告日为2017年6月30日，该实用新型专利公开了一种压缩空气发电机组，包括空气压缩机、发电机、驱动发电机转动的可气体驱动的传动装置、用于驱动传动装置转动的储气罐和控制器；由空气压缩机产生高压空气驱动发电机转动，经控制器控制压力、流量进行平稳发电。又如中国实用新型专利“基于空气压缩机的发电系统”，授权公告号CN205370667U，授权公告日为2016年7月6日，该实用新型专利公开了一种基于空气压缩机的发电系统，其包括空气压缩机、蒸发器、膨胀机和发电机等，通过将空气压缩机在运转过程中产生的热能转换成机械能并通过发电机发电实现电力输出，节能环保。

而现有的压缩空气储能(CAES)、空压发电机组，其只是靠压缩空气进行发电，存在推动力小，容易因设备故障导致压力不足，动力源单一，可靠性差的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种增加高压水气动力源，推动力比单一气压更可靠的低能源水气一体发电机。

本实用新型的具体技术方案是：

一种低能源水气一体发电机，包括发电机，推动所述发电机的空压发电机组，所述发电机动力输入端通过变速器连接有传动长轴，所述传动长轴上安装有空压发电机组和水气发电机组。

进一步，优选的是，所述水气发电机组包括安装在所述传动长轴上设置在挡水箱内的水轮，所述传动长轴穿过挡水箱，所述挡水箱上对应水轮安装有水气喷管，所述水气喷管上安装有水气开关，所述水气喷管远离挡水箱一端连接有水气一体高压储存罐。

所述水气一体高压储存罐通过进气管与空气压缩机Ⅱ连通，所述水气一体高压储存罐与所述空气压缩机Ⅱ间的进气管上还安装有回气阀Ⅱ。

所述挡水箱通过排水管与储水池连通，所述储水池内设置有高压泵Ⅰ，所述高压泵Ⅰ出水端通过进水管与所述水气一体高压储存罐连通，所述储水池还安装有高压泵Ⅱ，所述高压泵Ⅱ出水端与进水管连通，所述进水管上还安装有回水阀。

进一步，优选的是，所述空压发电机组包括安装在所述传动长轴上的风轮，所述风轮设置在挡气箱内，对应风轮在所述挡气箱上开设有喷气口，所述喷气口通过管道与储气罐连通，所述喷气口与储气罐间的管道上还安装有空气开关；

所述储气罐同样通过管道与气压缩机Ⅰ连通，所述储气罐与气压缩机Ⅰ间的管道上还安装有回气阀Ⅰ。

所述挡气箱上开设有排气孔。

进一步，优选的是所述空压发电机组和水气发电机组间设置有支架，所述支架安装有轴承，所述传动长轴穿过所述轴承。

进一步，优选的是，所述变速器包括与安装在所述发电机动力输入轴上的发电机小齿轮，与所述发电机小齿轮啮合的安装在所述传动长轴上的水气大齿轮。

进一步，优选的是，所述储水池还安装有高压泵Ⅱ，所述高压泵Ⅱ出水端与进水管连通。

进一步，优选的是，所述水气一体高压储存罐上还安装有量水杆。

本实用新型的有益效果是：水气发电机组中的水气一体高压储存罐中的储存好的高压水和气为推动力，再与现有的压缩空气储能(CAES)、空压发电机组两者相结合形成一套比现有单靠空压发电技术更可靠技术方案，高压水的推动力更强，在一开始推动发电机时能释放更大推力，更容易带动发电机运转；空压发电机组和水气发电机组同时工作，避免了动力源单一带来的不稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一种低能源水气一体发电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种低能源水气一体发电机的水气发电机组部分的结构示意图；

图3为本实用新型一种低能源水气一体发电机的空压发电机组部分的结构示意图；

图4为本实用新型一种低能源水气一体发电机的水轮的结构示意图。

上图中：1-发电机，2-变速器，201-发电机小齿轮，202-水气大齿轮，3-传动长轴，4-空压发电机组，5-水气发电机组，6-支架，7-轴承；

401-空气压缩机Ⅰ，402-回气阀Ⅰ，403-储气罐，404-空气开关，405-挡气箱，406-风轮，407-喷气口，408-排气孔；

501-水气一体高压储存罐，502-挡水箱，503-水轮，504-排水管，505-水气喷管，506-水气开关，507-储水池，508-高压泵Ⅰ，509-进水管，510-回水阀，511-高压泵Ⅱ，512-空气压缩机Ⅱ，513-回气阀Ⅱ，514-进气管，515-量水杆。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图4所示，一种低能源水气一体发电机，包括发电机1，推动发电机1的空压发电机组4，发电机1动力输入端通过变速器2连接有传动长轴3，所传动长轴3上安装有空压发电机组4和水气发电机组5。

空压发电机组4包括安装在传动长轴3上的风轮406，风轮406设置在挡气箱405内，风轮406可以采取同水轮503相似的结构，也可以采用风扇型结构。

对应风轮406在挡气箱405上开设有喷气口407，喷气口407通过管道与储气罐403连通，喷气口407与储气罐403间的管道上还安装有空气开关404；

储气罐403同样通过管道与气压缩机Ⅰ401连通，储气罐403与气压缩机Ⅰ401间的管道上还安装有回气阀Ⅰ402；挡气箱405上开设有排气孔408。

通过储存在储气罐403中的高压空气推动风轮406从而带动与发电机1动力输入端连接的传动长轴3转动进行发电。

当然在获得权利人许可实施的情况下，空压发电机组4也可以采用中国实用新型专利“一种压缩空气发电机组”，授权公告号CN206290289U，该实用新型专利公开的压缩空气发电机组技术。

水气发电机组5包括安装在传动长轴3上设置在挡水箱502内的水轮503，水轮503采用如水车轮的机构，请参阅图4，传动长轴3穿过挡水箱502，挡水箱502上对应水轮503安装有水气喷管505，水气喷管505上安装有水气开关506，水气喷管505远离挡水箱502一端连接有水气一体高压储存罐501；

水气一体高压储存罐501通过进气管514与空气压缩机Ⅱ512连通，水气一体高压储存罐501与空气压缩机Ⅱ512间的进气管514上还安装有回气阀Ⅱ513；

挡水箱502通过排水管504与储水池507连通，储水池507内设置有高压泵Ⅰ508和高压泵Ⅱ511，高压泵Ⅰ508和高压泵Ⅱ511出水端通过进水管509与水气一体高压储存罐501连通，进水管509上还安装有回水阀510。

采用高压泵Ⅰ508和高压泵Ⅱ511的设计有利于保证水气一体高压储存罐501中的水量是大于气量，储水池507能正常向水气一体高压储存罐501中供水。

其采用水气一体采用循环水，除了非常少的部分蒸发或滴溅外，几乎不会浪费水，储水池507可采用储水箱或挖掘地下后做防渗漏在池子上方放置盖板后再放发电机1，不多占用空间，隔一段时间后对池内的水进行补充即可。

增加水气一体高压储存罐501，水气一体高压储存罐501优选的最好设置在比发电机1高的地方平放，它比单式压缩空气发电机的推动力更大，再一开始阶段更容易带动发电机1工作。

排水管504的管道直径应优先的为水气喷管505的2倍以上，这样的设计能有效保障挡水箱502内不会产生大量积水，进而影响影响水轮503转动。

优选的空气压缩机Ⅱ512、高压泵Ⅰ508和高压泵Ⅱ511可以设置两组或多组，这样的设计有利于缓解空气压缩机Ⅱ512、高压泵Ⅰ508和高压泵Ⅱ511超负荷运作，方便设备的检修，即使其中一套坏了，也可以保证发电机1的运行。

空压发电机组4和水气发电机组5间设置有支架6，支架6安装有轴承7，传动长轴3穿过所述轴承7。

变速器2包括与安装在所述发电机1动力输入轴上的发电机小齿轮201，与所述发电机小齿轮201啮合的安装在所述传动长轴3上的水气大齿轮202。

水气一体高压储存罐501上还安装有量水杆515，通过量水杆515调控水气一体高压储存罐501内的水和气的比例。优选的水气一体高压储存罐501中注入的水位三分之二，注入的空气约为三分之一。

使用时：同时打开空压发电机组4和水气发电机组5，或者，水气发电机组5先于空压发电机组4几秒打开，通过压缩空气及高压水带动发电机工作，发电机电力输出可以照明、供自身能耗使用，做到部分自给的功能，节能环保。

采用提前储存在水气一体高压储存罐501里面的水和气作为动能，用它们的压力作为推动压力，再与现有的压缩空气发电技术相结合，成为一套比现有单式压缩空气发电机更大动力，发电强的水气一体发电机。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低能源水气一体发电机，包括发电机（1），推动所述发电机（1）的空压发电机组（4），其特征在于:所述发电机（1）动力输入端通过变速器（2）连接有传动长轴（3），所述传动长轴（3）上安装有空压发电机组（4）和水气发电机组（5）。

2.根据权利要求1所述的一种低能源水气一体发电机，其特征在于：所述水气发电机组（5）包括安装在所述传动长轴（3）上设置在挡水箱（502）内的水轮（503），所述传动长轴（3）穿过挡水箱（502），所述挡水箱（502）上对应水轮（503）安装有水气喷管（505），所述水气喷管（505）上安装有水气开关（506），所述水气喷管（505）远离挡水箱（502）一端连接有水气一体高压储存罐（501）；

所述水气一体高压储存罐（501）通过进气管（514）与空气压缩机Ⅱ（512）连通，所述水气一体高压储存罐（501）与所述空气压缩机Ⅱ（512）间的进气管（514）上还安装有回气阀Ⅱ（513）；

所述挡水箱（502）通过排水管（504）与储水池（507）连通，所述储水池（507）内设置有高压泵Ⅰ（508），所述高压泵Ⅰ（508）出水端通过进水管（509）与所述水气一体高压储存罐（501）连通，所述储水池（507）还安装有高压泵Ⅱ（511），所述高压泵Ⅱ（511）出水端与进水管（509）连通，所述进水管（509）上还安装有回水阀（510）。

3.根据权利要求1或2所述的一种低能源水气一体发电机，其特征在于：所述空压发电机组（4）包括安装在所述传动长轴（3）上的风轮（406），所述风轮（406）设置在挡气箱（405）内，对应风轮（406）在所述挡气箱（405）上开设有喷气口（407），所述喷气口（407）通过管道与储气罐（403）连通，所述喷气口（407）与储气罐（403）间的管道上还安装有空气开关（404）；

所述储气罐（403）同样通过管道与气压缩机Ⅰ（401）连通，所述储气罐（403）与气压缩机Ⅰ（401）间的管道上还安装有回气阀Ⅰ（402）；

所述挡气箱（405）上开设有排气孔（408）。

4.根据权利要求1所述的一种低能源水气一体发电机，其特征在于：所述空压发电机组（4）和水气发电机组（5）间设置有支架（6），所述支架（6）安装有轴承（7），所述传动长轴（3）穿过所述轴承（7）。

5.根据权利要求1所述的一种低能源水气一体发电机，其特征在于：所述变速器（2）包括与安装在所述发电机（1）动力输入轴上的发电机小齿轮（201），与所述发电机小齿轮（201）啮合的安装在所述传动长轴（3）上的水气大齿轮（202）。

6.根据权利要求2所述的一种低能源水气一体发电机，其特征在于：所述水气一体高压储存罐（501）上还安装有量水杆（515）。

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