CN2411618Y - 一种惯性加速发电装置 - Google Patents

Abstract

一种惯性加速发电装置属于发电设备。其特征是发电装置壳体腔内可自由转动的平衡轮轮体端面上对称装有若干台发电机,并且在平衡轮体端面及轮腔内还装有惯性加速铁块和平衡液,在外界动力通过主动齿轮驱动被动齿轮使发电机转子转动时,转子绕组产生感应电势形成转子阻力矩,主动轮的动力通过转子阻力矩的媒介驱动平衡轮反向转动,由此造成发电机转子相对主动齿轮的加速,从而能在额定输入功率的条件下提高发电效率。与动力机匹配,可作为电动交通、农机工具的电源。

Description

一种惯性加速发电装置

本实用新型提供了一种惯性加速发电装置。在现有发电装置中，人们都是从电机电磁结构的改进上寻找提高发电效率的途径，而在额定输入功率条件下以增加转速来提高发电效率的研究却被人们忽视了。以至目前各类型发电装置尽管电磁结构设计的非常合理却仍然存在发电效率低的缺点。

ZL98242393.4实用新型专利中提出了应用水力同时驱动发电机转子和定子相向运转的方法制造发电机，并以变向轮带动与转子、定子集电环联接的定子轨道相反转动的技术改进方案。该方案中，以水力驱动发电机加速，实际上仍然需要消耗水流的动力，这与直接提高水轮机的转速来实现发电机的加速在本质上是一样的，没有充分的理由能说明该专利的实施能提高发电效率。并且，以水力驱动发电机转子、定子转动还需要建造一个足够容量的水利设施。尽管水的来源十分充足，并且也很廉价，但水利设施建设的一次性投入却较昂贵，还受到地域水文条件的限制，这给该专利的推广应用带来了困难。因此，该专利技术的不足之处是缺乏先进性和广泛的实用性。

本实用新型的目的是通过对已有技术的改进提供一种主要由壳体、壳盖、底座、平衡轮、若干台发电机(交流或直流)、绝缘环、导电圆环、电刷、电刷架、主动齿轮、被动齿轮、轴承、平衡液、惯性加速铁块、拉簧、紧固镙栓、接线柱所组成的发电装置，从而克服已有技术中存在的发电效率低以及不能广泛应用的缺点。

本实用新型的创新要点在于其将若干台发电机对称地安装在可自由转动的平衡轮轮体端面上，在每台发电机转子轴端固定一个被动齿轮，被动齿轮与支架轴承支撑的主动齿轮相咬合，在平衡轮轮腔内注入1/3容量的平衡液，在平衡轮端面上装若干个惯性加速铁块，在平衡轮轴径向固定若干个与平衡轮轮  轴之间有绝缘环相隔的导电圆环，将电刷与导电圆环接触，电刷架与接线柱及负载联通。以下结合附图进一步说明本实用新型的结构特征及工作原理。

本实用新型的结构如示意图1、2所示。参阅示意图1、2：图例1为发电装置壳体，它固定在底座20上。图例2为主动轴，它与壳体轴承4₂和主动轴固定架轴承4₁的内径连接，相对地平面可以直立安装，也可以平行安装。图例3为主动齿轮，它与被动齿轮7相互咬合。图例5为主动齿轮内轴承，它的内径与平衡轮轴的一端连接。图例6为主动轴固定架，它与壳体相连并支撑主动轴。图例8为发电机转子轴，它的外端固定被动齿轮7，内端固定有绕组。图例9为发电机，它的机体外壳固定在平衡轮10的圆柱体形或任意几何体形轮体端面上。图例11为平衡轮轴，它的一端与主动齿轮内轴承5的内径相连，另一端与壳盖轴承12的内径相连。图例13为壳盖，它由镙栓21固定在壳体上。图例14为壳盖轴承防尘盖，它固定在壳盖上。图例15为若干个绝缘环，它们分别套在平衡轮轴的一端。图例16为若干个导电圆环，它们分别套在若干个绝缘环上。图例17为若干个电刷，它们分别与若干个导电圆环接触。图例18为电刷架，它们固定在接线柱19上，并且电刷架轨道内装有弹簧顶住电刷。图例21为固定镙栓。图例22为惯性加速铁块，它的一端固定在平衡轮轮体离轴较远的端面上，另一端与平衡轮轮体端面固定的拉簧23连接。图例24为平衡液，它封闭在平衡轮轮腔内，只占平衡轮轮腔三分之一的空间。

本发电装置中的发电机，设置有绕组电路和磁场激励电路。绕组电路为发电机输出感应电流的主电路。如果平衡轮轮体端面上固定的发电机是交流发电机，其感应电路的输出端为三极接线方式。若是直流发电机，则其感应电路的输出端可为二极接线方式。磁场激励电路为发电机建立定子磁场的辅助电路，可为二极接线方式。主、辅电路的线端分别与其所对应的导电圆环连接，通过电刷与导电圆环的接触，以及电刷架、接线柱的作用，可使发电机在动态情况下与负载连通并向负载输出电能。

启动本发电装置，首先接通发电机磁场激励电路，建立定子磁场(也可以用永磁材料建立定子磁场)，并以外界动力驱动主动轴。受外界动力的作用，主动齿轮带动被动齿轮反向转动，发电机转子相对发电机定子磁场转动，在转子绕组切割磁力线产生感应电流的同时也产生感应电势，感应电势可引起转子阻力矩，并随转子绕组转速的增加而增大。当感应电势引起的转子阻力矩的数值大于平衡轮轴的动摩擦阻力的数值时，主动齿轮的动力矩会通过转子阻力矩的媒介驱动平衡轮相对主动齿轮反相转动。此时，平衡轮轮腔内的平衡液延轮腔外缘均匀分布，使平衡轮处于动态平衡。在平衡轮转速逐渐加大的情况下，平衡轮轮体端面上固定的惯性加速铁块受离心力的作用向平衡轮轮体外缘位移。尽管有拉簧拉住惯性加速铁块，惯性加速铁块的位移仍能使平衡轮的转动惯量数值有所增大，使平衡轮能储存更多的能量，保持平衡轮相对主动齿轮作长时间的反向转动。由此可使发电机转子实现相对加速，从而能在额定输入功率的条件下提高发电效率，向负载输出低成本电能。

鉴于本实用新型发电装置能在额定输入功率条件下实现惯性轮及发电机自身的惯性加速，并具备发电效率高的特点，因此，本实用新型发电装置可在匹配相应的动力机后，广泛用于电动汽车、电动飞机、电动舰船、电动摩托车、电动农机具等重要交通、建设工具，做为一种与热机混合组装的节能、环保型电力源。

Claims (9)

1、一种惯性加速发电装置，其特征在于它包括由壳体、壳盖、主动轴、主动齿轮、主动轴固定架、若干盘轴承、主动齿轮内轴承、  若干个被动齿轮、若干台发电机、平衡轮、平衡液、若干个惯性加速铁块、平衡轮轴、若干个绝缘环、若干个导电圆环、若干个电刷、若干个电刷架、若干个接线柱，若干个紧固镙栓、壳体底座组成的发电装置。

2、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的若干台发电机是发电机整体直接固定在可自由转动的平衡轮轮体上的，并且是分别按对称性要求或按平衡轮的动平衡要求固定安装的。

3、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的若干台发电机的转子是转子轴端固定有被动齿轮的，并且所固定的被动齿轮都与主动齿轮相互咬合。

4、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的若干台发电机可以是交流发电机，也可以是直流发电机。

5、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的平衡轮是可以独立作顺、反时针转动的几何体形空心轮，并且是由轮轴及轴承支撑的。

6、根据权利要求5所述发电装置，其特征在于所述的几何体形空心平衡轮是空心腔内封闭有适量平衡液的，并且在几何体形空心平衡轮的端面还装有惯性加速铁块和拉簧。

7、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的主动轴是相对平衡轮轴纵向安装的与平衡轮轴同心的同心轴，并且是可以独立作顺、反时针转动的可转动轴。

8、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的若干个导电圆环是分别套装在平衡轮轴轴径一端的，并且导电圆环与平衡轮轴之间还装有绝缘材料制成的绝缘环。

9、根据权利要求1所述发电装置，其特征在于所述的主动轴和平衡轮轴是可以相对地平面直立安装的，也可以是相对地平面平行安装的。