CN217783666U - 一种能源装置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能源装置系统，包括轮盘组件，轮盘组件驱动连接有发电机，轮盘组件上设有用于通过喷液及利用浮力带动轮盘组件旋转的主动力喷缸，主动力喷缸周向分布设置，主动力喷缸包括主缸体及主活塞驱动装置，主缸体内设有主活塞组件，主活塞驱动装置驱动主活塞组件活动，主缸体的一端接通连接有用于沿切线方向喷液的主喷液管；还包括计算机控制系统，计算机控制系统连接发电机，计算机控制系统控制连接主活塞驱动装置。本实用新型的能源装置系统为通过浮力能与喷射液能经盘式转动臂将轴扭矩能量放大的发电装置系统，本实用新型的能源装置系统的发电效率高，是一种入网和离网都有巨大市场的新型绿色能源装备。

Description

一种能源装置系统

技术领域

本实用新型涉及能源装置系统领域，具体涉及一种能源装置系统。

背景技术

目前，社会对绿色能源很有迫切需求，但国内电力目前仍以燃烧化石能源为主，但在边远山区、离岛上，受水资源限制，仅采用光伏和风力发电不能满足需求，大都仍在采用柴油发电。国内已有一种“水车转动装置”的构想（举例可参考中国实用新型专利公开号为CN210977739U的“一种新型水车转动装置”），它利用静水的浮力，使得轮盘上所带的浮缸下沉、上升，完成一个圆周运动而输出机械能，理想情况下，有可能带动发电机转动，由于这种构想装置存在的缺陷，使得发电不可能，因为浮缸排水上浮时，排水喷射方向永远是圆周法线方向，因此，浮缸通过喷水而受到的反作用力不能全力做功，因而效率很低，因而这种构想在技术上实现的可行性不大。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能源装置系统，它有利于提高发电效率。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

本实用新型公开的能源装置系统，包括轮盘组件，所述轮盘组件驱动连接有发电机，所述轮盘组件上设有用于通过喷液及利用浮力带动所述轮盘组件旋转的主动力喷缸，所述主动力喷缸周向分布设置，所述主动力喷缸包括主缸体及主活塞驱动装置，所述主缸体内设有主活塞组件，所述主活塞驱动装置驱动所述主活塞组件活动，所述主缸体的一端接通连接有用于沿切线方向喷液的主喷液管；还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统连接所述发电机，所述计算机控制系统控制连接所述主活塞驱动装置。

优选地，所述轮盘组件上设有用于通过喷液辅助带动所述轮盘组件旋转的辅喷缸，所述辅喷缸周向分布设置，所述辅喷缸设有辅缸体及辅活塞驱动装置，所述辅缸体内设有辅活塞组件，所述辅活塞驱动装置驱动所述辅活塞组件活动，所述计算机控制系统控制连接所述辅活塞驱动装置。

优选地，所述主活塞组件设有用于将所述主缸体内的液体推出至所述主喷液管的圆锥塞壳，所述圆锥塞壳的底端面向所述主喷液管设置，所述圆锥塞壳的顶端形成有锥顶板，所述主活塞驱动装置连接所述锥顶板。

优选地，所述主活塞组件设有支撑板，所述支撑板与所述圆锥塞壳的底端固定连接，所述支撑板上形成有通液孔。

优选地，所述主活塞驱动装置设有伺服电机、减速器、液压泵、液压缸及呈圆柱状的驱动装置外壳，所述伺服电机、减速器、液压泵及液压缸设于所述驱动装置外壳之内，所述伺服电机通过所述减速器驱动所述液压泵，所述液压泵连接所述液压缸，所述液压缸设有动力活塞杆，所述动力活塞杆连接所述主活塞组件，所述驱动装置外壳的一端与所述主缸体固定连接，所述驱动装置外壳相对应的另一端形成有球面端。

优选地，所述动力活塞杆与所述主活塞组件同轴线设置，所述主活塞组件的轴线沿所述轮盘组件的径向设置，所述主喷液管包括主喷液管入口及主喷液管出口，所述主喷液管入口垂直于所述主喷液管出口设置。

优选地，本实用新型的能源装置系统还包括传动轴，所述轮盘组件沿所述传动轴的轴线排列布置，所述轮盘组件通过所述传动轴驱动连接所述发电机。

本实用新型与现有技术相比较，其有益效果是：通过设置主缸体的一端接通连接有用于沿切线方向喷液的主喷液管，计算机控制系统连接发电机，计算机控制系统控制连接主活塞驱动装置，使得主动力喷缸在喷液时所受水池内的水体的反作用力能够更高效地推动轮盘组件旋转，从而有利于提高本实用新型的能源装置系统的发电效率。

附图说明

图1为本实用新型的能源装置系统的结构示意图。

图2为本实用新型的能源装置系统的轮盘组件的第二种实施例的立体结构示意图。

图3为本实用新型的能源装置系统的轮盘组件的轴向示意图。

图4为本实用新型的主动力喷缸的结构示意图。

图5为本实用新型的主动力喷缸的主活塞组件的剖视结构示意图。

图6为本实用新型的主动力喷缸的主活塞组件轴向示意图。

图7为本实用新型的主活塞驱动装置的结构示意图。

图8为本实用新型的辅喷缸的结构示意图。

标号说明：1-轮盘组件；10-轮架；11-主动力喷缸；111-主缸体；1111-主活塞背通孔口；112-主活塞组件；1121-支撑板；1122-通液孔；1123-圆锥塞壳；1124-锥顶板；113-主活塞驱动装置；1130-液压缸；1131-伺服电机；1132-减速器；1133-液压泵；1134-动力活塞；1135-动力活塞杆；1136-驱动装置外壳；1137-球面端；114-主喷液管；1141-主喷液管入口；1142-主喷液管出口；118-第二浮力式单向阀；12-辅喷缸；121-辅缸体；122-辅活塞组件；123-辅活塞驱动装置；124-辅喷液管；125-辅活塞背通气口；126-第一浮力式单向阀；2-发电机；3-增速机；4-离合器；5-传动轴；99-水池；991-水面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的能源装置系统，如图1至图4所示，包括轮盘组件1，轮盘组件1驱动连接有发电机2， 轮盘组件1上设有用于通过喷液及利用浮力带动轮盘组件1旋转的主动力喷缸11（此处所说的“喷液”具体可以是“喷水”），主动力喷缸11周向分布设置，具体地，轮盘组件1设有轮架10，主动力喷缸11安装在轮架10上，轮架10的旋转中心设有传动轴5，主动力喷缸11具体是在以传动轴5的轴线为中心的圆周上均匀分布设置，传动轴5通过离合器4连接有增速机3，增速机3连接发电机2；如图1和图3所示，在实际应用中，轮盘组件1的下部需要浸入在水池99内，水池99内装有液体（为了易于取材，所说的液体最好是水），但传动轴5位于水面991之上，传动轴5水平设置，于是轮架10的旋转轴线也为水平设置。如图4所示，主动力喷缸11包括主缸体111及主活塞驱动装置113，主缸体111内设有主活塞组件112，主活塞驱动装置113驱动主活塞组件112活动，具体地说，主活塞驱动装置113能够带动主活塞组件112沿主缸体111的轴线方向往返运动，主缸体111的一端接通连接有用于沿切线方向喷液的主喷液管114，具体是指主喷液管114的喷液方向为绕轮盘组件1的旋转中心旋转的切线方向。

本实用新型的能源装置系统还包括计算机控制系统，计算机控制系统通过对应的传感器连接所述发电机2，计算机控制系统控制连接主活塞驱动装置113。

以下说明本实用新型的工作原理：如图3所示，为了方便理解，将轮盘组件1置于平面直角坐标系上，其中，传动轴5的轴线置于平面直角坐标系的原点处。主动力喷缸11逆时针旋转向下进入水中，水体经过主喷液管114进入到主缸体111的内部，使得主动力喷缸11可以下沉，当主动力喷缸11从第三象限进入到第四象限时，计算机控制系统控制主活塞驱动装置113带动主活塞组件112将主缸体111的内部的水体推出，于是主喷液管114喷出水体，于是水池99中的水体对主动力喷缸11的反作用力推动轮盘组件1逆时针旋转，与此同时，由于主缸体111的内部的水体被排出，于是主缸体111内逐渐形成空腔，水池99中的水体对主缸体111产生浮力，上述的浮力对主缸体111具有切线方向的分力，于是上述的浮力能够推动轮盘组件1逆时针旋转，随后，主动力喷缸11从第四象限运动至第一象限而浮出水面991，在主活塞组件112将主缸体111的内部的水体排出的过程中，空气通过气管从水面991之上进入到主缸体111的内部，具体地说，如图4所示，主活塞组件112的背后设有主活塞背通孔口1111，主活塞背通孔口1111通过气管连接到水面991之上，大气从主活塞背通孔口1111进出主缸体111的位于主活塞组件112的背后的腔体；由于主动力喷缸11周向分布设置，于是当一个主动力喷缸11浮出水面之后，还可以通过下一个主动力喷缸11提供的动力而继续逆时针旋转，于是整个轮盘组件1得以保持连续的逆时针旋转，具体地，可以设置主动力喷缸11从第一象限进入到第二象限时就通过计算机控制系统控制主活塞驱动装置113带动主活塞组件112复位；于是轮盘组件1带动传动轴5旋转，传动轴5带动增速机3运转，通过增速机3提高转速带动发电机2运转，从而使发电机2能够高速运转，当需要检修或者遇到突发情况时，可以通过操作离合器4使发电机2与传动轴5断开连接。

计算机控制系统根据用电负载的变化，在控制精度为1°的前提下，通过对整个本实用新型的能源装置系统的动力生成的分析，依据其运动逻辑周期变化，作精准的计算模型算法诊判，调控小于转动角的量化补偿，对主活塞驱动装置113的出力进行调整，实现推力最大化和扭矩输出平滑，因此，当负载变化时，计算机控制系统可相应地调整主动力喷缸11喷射水流速度的大小，举例地说，当用电负载增大时，可以相应加快主动力喷缸11的喷液速度。由于主喷液管114为沿切线方向喷液，于是使得主动力喷缸11在喷液时所受水池99内的水体的反作用力对轮盘组件1旋转中心的力臂为最大，于是能够更高效地推动轮盘组件1旋转，从而有利于提高本实用新型的能源装置系统的发电效率。

进一步地，如图2所示，轮盘组件1上设有用于通过喷液辅助带动轮盘组件1旋转的辅喷缸12，如图8所示，辅喷缸12设有辅缸体121及辅活塞驱动装置123，辅缸体121内设有辅活塞组件122，辅活塞驱动装置123驱动辅活塞组件122活动，计算机控制系统控制连接辅活塞驱动装置123，辅喷缸12设有辅喷液管124，辅喷液管124可以与辅缸体121为相对固定的，也就是说，辅喷缸12的喷液方向不可调节，辅喷缸12的喷液方向最好是沿轮盘组件1旋转的切线方向，辅喷液管124为90°弯头结构，辅喷缸12可以靠近主动力喷缸11设置。上述的“辅助带动轮盘组件1旋转”具体是指，当电网负载偶然性超限时，计算机控制系统相应控制辅活塞驱动装置123带动辅活塞组件122将辅缸体121内的水体以较快的速度排出，如图8所示，辅活塞组件122的背后设有用于连接水面991之上的大气的辅活塞背通气口125，于是使辅喷液管124喷射水流，具体地，辅喷缸12也是在从第三象限进入第四象限时开始喷射水流，通过水池99中的水体对辅喷缸12的反作用力，使得轮盘组件1的转速相应加快，从而动态适应电网负载的变化。由于辅喷缸12的作用特点在于快速增加轮盘组件1的转速，于是辅缸体121的内径可以设置小于主缸体111的内径。同轴线地设置光栅盘于传动轴5上，并设置用于监测光栅盘的光耦，计算机控制系统电连接上述的光耦以获取轮盘组件1的动态角度位置，从而使计算机控制系统能够对主活塞驱动装置113及辅活塞驱动装置123做出相应的控制。如图8所示，辅缸体121与辅喷液管124的连接部位设有辅缸进水口，辅缸进水口位于相对于辅喷液管124的出口的另一侧，上述的辅缸进水口设有第一浮力式单向阀126，在图8中，第一浮力式单向阀126能够摆动，第一浮力式单向阀126摆动中心位于第一浮力式单向阀126的上端，第一浮力式单向阀126设有密度小于水的浮力体，于是当辅喷缸12从水面991上旋转进入水面991之下时，第一浮力式单向阀126通过浮力作用顺时针摆动而打开上述的辅缸进水口，水体从上述的辅缸进水口快速进入到辅缸体121之内，而当辅活塞驱动装置123主动将辅缸体121内的水体排出时，第一浮力式单向阀126在辅活塞组件122形成的水流的推动下逆时针旋转关闭上述的辅缸进水口，从而使喷射水流集中于辅喷液管124喷出。同理地，如图4所示，在主缸体111前端部（与主喷液管114的连接处）设有主缸进水口，主缸进水口位于相对于主喷液管114的出口的另一侧，主缸进水口对应设有第二浮力式单向阀118，第二浮力式单向阀118的工作原理与第一浮力式单向阀126的工作原理相同。

进一步地，如图5所示，主活塞组件112设有用于将主缸体111内的液体推出至主喷液管114的圆锥塞壳1123，也就是说，圆锥塞壳1123具有中空结构，圆锥塞壳1123的底端面向主喷液管114设置，也就是说圆锥塞壳1123的圆锥形状的直径较大的一端靠近主喷液管114设置，圆锥塞壳1123的顶端形成有锥顶板1124，主活塞驱动装置113连接锥顶板1124，通过设置圆锥塞壳1123的结构，使得主活塞组件112得以轻量化设置的同时又具备较高的结构刚性和强度。

进一步地，如图5和图6所示，主活塞组件112设有支撑板1121，支撑板1121与圆锥塞壳1123的底端固定连接，支撑板1121上形成有通液孔1122，于是通过支撑板1121的支撑作用，避免圆锥塞壳1123的底端产生变形现象，有利于主活塞组件112与主缸体111内壁之间的密封效果。

进一步地，如图7所示，主活塞驱动装置113设有伺服电机1131、减速器1132、液压泵1133、液压缸1130及呈圆柱状的驱动装置外壳1136，伺服电机1131、减速器1132、液压泵1133及液压缸1130设于驱动装置外壳1136之内，伺服电机1131通过减速器1132驱动液压泵1133，使液压泵1133能够输出高压液压油，液压泵1133连接液压缸1130，也就是说，液压缸1130的动力活塞1134是由液压泵1133输出的高压液压油驱动的，液压缸1130设有动力活塞杆1135，动力活塞1134相对固定连接动力活塞杆1135，动力活塞杆1135连接主活塞组件112，举例地说，动力活塞杆1135的端部可以与主活塞组件112的锥顶板1124通过紧固件连接；如图4所示，驱动装置外壳1136的一端与主缸体111固定连接，如图7所示，驱动装置外壳1136相对应的另一端形成有球面端1137，于是使得主活塞驱动装置113具有简洁的外形结构，结合驱动装置外壳1136的圆柱状外形以及球面端1137，有利于减小水池99内的水体对主活塞驱动装置113的阻力。

进一步地，如图4所示，动力活塞杆1135与主活塞组件112同轴线设置，如图2和图3所示，主活塞组件112的轴线沿轮盘组件1的径向设置，如图4所示，主喷液管114包括主喷液管入口1141及主喷液管出口1142，主喷液管入口1141垂直于主喷液管出口1142设置，也就是说，主喷液管114为90°弯头结构，经过主喷液管114的内壁的导流作用，主缸体111喷射的水流拐转至切线方向排出；通过上述设置，使得多个周向均匀分布设置的主动力喷缸11得以充分利用轮架10上的圆周位置，换句话说，有利于使轮架10上可以布置数量更多的主动力喷缸11，有利于使轮盘组件1的结构紧凑和增大轮盘组件1的动力输出。

进一步地，如上文，本实用新型的能源装置系统还包括传动轴5，如图1所示，轮盘组件1沿传动轴5的轴线排列布置，轮盘组件1通过传动轴5驱动连接发电机2，图1示意地展示了轮盘组件1的数量为两套的情况，于是在保持水池99的深度不变的情况下，可以增大发电量，也有利于轮架10易于制作。

在一些实施例中，如图2所示，两个主动力喷缸11和一个辅喷缸12为一组设置，辅喷缸12在平行于传动轴5的轴线方向上设于两个主动力喷缸11之间，于是可以在一个轮架10上布置更多的主动力喷缸11。

辅活塞驱动装置123的结构原理可以与主活塞驱动装置113的结构原理相同。

综上所述，本实用新型的能源装置系统能在有限的空间里多台并列，在静水状态下，不需要大流量的水补充。每套轮盘组件1可以带动功率较大的发电机2，而轮盘组件1所需的用电量较小，功率投入产出比较高，效益十分巨大，市场应用广泛，本实用新型的能源装置系统实在是一种入网和离网都有巨大市场的新型绿色能源装备。

Claims (7)

1.一种能源装置系统，其特征在于：包括轮盘组件（1），所述轮盘组件（1）驱动连接有发电机（2），所述轮盘组件（1）上设有用于通过喷液及利用浮力带动所述轮盘组件（1）旋转的主动力喷缸（11），所述主动力喷缸（11）周向分布设置，所述主动力喷缸（11）包括主缸体（111）及主活塞驱动装置（113），所述主缸体（111）内设有主活塞组件（112），所述主活塞驱动装置（113）驱动所述主活塞组件（112）活动，所述主缸体（111）的一端接通连接有用于沿切线方向喷液的主喷液管（114）；还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统连接所述发电机（2），所述计算机控制系统控制连接所述主活塞驱动装置（113）。

2.根据权利要求1所述能源装置系统，其特征在于：所述轮盘组件（1）上设有用于通过喷液辅助带动所述轮盘组件（1）旋转的辅喷缸（12），所述辅喷缸（12）周向分布设置，所述辅喷缸（12）设有辅缸体（121）及辅活塞驱动装置（123），所述辅缸体（121）内设有辅活塞组件（122），所述辅活塞驱动装置（123）驱动所述辅活塞组件（122）活动，所述计算机控制系统控制连接所述辅活塞驱动装置（123）。

3.根据权利要求1所述能源装置系统，其特征在于：所述主活塞组件（112）设有用于将所述主缸体（111）内的液体推出至所述主喷液管（114）的圆锥塞壳（1123），所述圆锥塞壳（1123）的底端面向所述主喷液管（114）设置，所述圆锥塞壳（1123）的顶端形成有锥顶板（1124），所述主活塞驱动装置（113）连接所述锥顶板（1124）。

4.根据权利要求3所述能源装置系统，其特征在于：所述主活塞组件（112）设有支撑板（1121），所述支撑板（1121）与所述圆锥塞壳（1123）的底端固定连接，所述支撑板（1121）上形成有通液孔（1122）。

5.根据权利要求1所述能源装置系统，其特征在于：所述主活塞驱动装置（113）设有伺服电机（1131）、减速器（1132）、液压泵（1133）、液压缸（1130）及呈圆柱状的驱动装置外壳（1136），所述伺服电机（1131）、减速器（1132）、液压泵（1133）及液压缸（1130）设于所述驱动装置外壳（1136）之内，所述伺服电机（1131）通过所述减速器（1132）驱动所述液压泵（1133），所述液压泵（1133）连接所述液压缸（1130），所述液压缸（1130）设有动力活塞杆（1135），所述动力活塞杆（1135）连接所述主活塞组件（112），所述驱动装置外壳（1136）的一端与所述主缸体（111）固定连接，所述驱动装置外壳（1136）相对应的另一端形成有球面端（1137）。

6.根据权利要求5所述能源装置系统，其特征在于：所述动力活塞杆（1135）与所述主活塞组件（112）同轴线设置，所述主活塞组件（112）的轴线沿所述轮盘组件（1）的径向设置，所述主喷液管（114）包括主喷液管入口（1141）及主喷液管出口（1142），所述主喷液管入口（1141）垂直于所述主喷液管出口（1142）设置。

7.根据权利要求1所述能源装置系统，其特征在于：还包括传动轴（5），所述轮盘组件（1）沿所述传动轴（5）的轴线排列布置，所述轮盘组件（1）通过所述传动轴（5）驱动连接所述发电机（2）。

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