微风发动机、发电系统及空气压缩系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种微风发动机，属于风力发动机【技术领域】。所述微风发动机包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在能源的作用下产生交变电信号，并将交流信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以辅助风力推动力臂旋转。本实用新型在微风的情况下就能够产生较大输出动力、持续的电能和压缩空气。
【专利说明】微风发动机、发电系统及空气压缩系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种微风发动机、发电系统及空气压缩系统，尤其涉及到的是在微风下就可以启动的微风发动机、发电系统及空气压缩系统，属于风力发动机【技术领域】。
【背景技术】
[0002]人类从柴草能源时期过渡到煤炭和石油天然气能源时期，电能成为了人类赖以生活和发展的基本能源之一。但是由于地球的能源的有限性，目前人类所需能源中70%以上为地下石化资源(包括石油、煤、天然气)，以今天的消耗速度计，到2050年，石油可能出现枯竭；到2080年，煤、核能(指裂变反应)及天然气也将接近枯竭。而随着世界人口的不断增加，能源紧缺的时期将会提前到来。显而易见，21世纪新能源的开发与利用，已不再是一个将来的话题，而是关系到人类的可持续发展，关系到人类子孙后代命运，是刻不容缓的一件大事。在我国，以煤为主的电力生产耗能结构，和相对落后的煤炭生产方式，使原煤消耗领域始终保持较高成本且常常以矿工生命为代价。同时，能源引起的环境污染治理已成为我国国民经济发展中必须考虑的重大问题，并将制约未来我国的社会经济和能源发展。目前，我国火电厂二氧化硫排放量占全国总量的40%，由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人民健康等方面的经济损失约为1100亿元以上；机动车保有量的迅速增加，使城市大气污染已经变成煤烟与机动车尾气混合型，从而使我国的二氧化碳排放量跃居世界第二位，占全世界的13%以上。30年来，在我国经济高速增长的过程中，科学技术为经济繁荣做出了极大地贡献，但工业时代我们所运用的科学技术在给人类的个体生活带来各种便利和舒适的同时，而起到了破坏生态环境的负面作用。海平面的不断升高，温室效应导致的严峻环境问题等，促使我们把环境治理和可持续发展问题摆到桌面上来。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术中存在的缺点，本实用新型提供一种微风发动机、发电系统及空气压缩系统，其仅需要微风就能够产生动力、电能和压缩空气。
[0004]为实现本所述发明目的，本实用新型一方面提供一种微风发动机，其包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在电能的作用下产生交变电信号，并将交流电信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以辅助风力推动力臂旋转。
[0005]为实现本所述发明目的，本实用新型另一方面提供一种微风力发电系统，所述的风力发电系统包括发电机和微风发动机，所述微风发动机包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在电能的作用下产生交变电信号，并将交流电信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以辅助风力推动力臂旋转，所述的旋转轴带动发电机的转子旋转以产生电能。
[0006]为实现本所述发明目的，本实用新型另一方面一种微风空气压缩系统，其包括空气压缩装置和微风发动机，其特征在于，所述微风发动机包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在电能的作用下产生交变电信号，并将交流电信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以推动力臂旋转，所述的力臂带动空气压缩装置的曲柄旋转以将常压空气转变为压缩空气。
[0007]优选地，所述的电子谐振器包括两个线圈，电子谐振器起振后，电流流过线圈以产生交变磁场。
[0008]与现有技术相比，本实用新型在微风的情况下就能够产生较大的动力、持续的电能和压缩空气。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型提供的微风发动机的电路图；
[0010]图2是本实用新型提供的空气压缩系统的示意图；
[0011]图3是本实用新型提供的风能制气发电系统中的控制器制气过程的控制流程图。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图详细说明本实用新型。相同的附图标记表示相同的部件。
[0013]图1为本实用新型提供的微风发动机的电路图。如图1所示，所述的微风发动机包括电子谐振器1、旋转轴2和感应电路3，在没有风时，电子谐振器1、旋转轴3和感应电路2处于平衡状态；旋转轴3上对称设置有四个力臂4，每个力臂上设置有永久磁铁，所述永久磁铁N极和S极对圆周围外交替设置。
[0014]电子 谐振器 I 包括 线圈、晶 体 管TR1、第一电容Ci1、第二电容C2、第三电容Q、电阻尽和馬，线圈包括对N极敏感的第一
线圈I1和对S极敏感的第二线圈，其中，第一线圈Z1的第一端经电容4连接于晶体管
TR1的集电极，第二端连接于晶体管IS1的发射极。第二线圈I2的第一端连接于晶体管
TR1的发射极，第二端连接经电阻鳥连接于晶体管IK1的基极；电阻鳥两端并联有旁通电
容02 ;晶体管TS1的集电极经开关连接于电源；电源依次经开关、电阻巧给晶体管的基极
提供电能，并经开关给晶体管的集电极提供电能；电容Ci1的一端连接于晶体管的集电极，
另一端连接于第二线圈4的第二端。本实用新型虽然以晶体管为例对电子谐振器进行了说明，但是电子谐振器还可以用场效应管、运算放大器等进行构造。
[0015]感应电路3包括第三线圈4、第四线圈4、第四电容C1、二极管Dx、D2、D3和
D4，以及电感，其中，在线圈4的一端连接公共地，另一端经集线器(图中未示)连接于
和相串联的中间节点上；在线圈A的一端连接公共地，另一端经集线器(图中未示)
连接于D1和D2相串联的中间节点上；ZJ4和D2的正极相连并连接到地；D3和D1的负
极相连并连接到电感A的一端，电感A的另一端连接电容C；的一端，电容C；的另一端接地。[0016]在有微风时，风叶带动旋转轴3旋转，其上的力臂旋转，设置有磁铁的力臂产生旋转磁场，在感应电路3的线圈Z3和I4的上分别感应出了交流电，由线圈￡3输出的交流电在
二极管D3和D4在作用下整流成脉动直流；由线圈￡4输出的交流电在二极管仏和￡32在
作用下整流成脉动直流，所述脉动直流经由电感4和电容Cf4组成的低通滤波器转换为直流电压，所述直流电压可以给控制器或者外电路供电。
[0017]在电能作用下，电子谐振器I产生谐振以产生交变的磁场，所述交变磁场作用于力臂上的磁铁以辅助风力推动旋转轴旋转。所述电能可以取自感应电路的部分电能，还可以是光伏电能。当电、磁和机械谐振达到共鸣时，所消耗的电源的电能最小而由机械振动转换的电能最大。
[0018]旋转轴可以带动齿轮转动。齿轮连接在发电机的转子轴旋转，齿轮带动转子转动以使转子切割磁力线以产生交流电。
[0019]图2是本实用新型提供的空气压缩系统的示意图。如图2所示，本实用新型提供的空气压缩系统包括气缸7、活塞8、连杆6、曲杆5、第一储气罐、第二储气罐和换向阀11,其中，活塞活动设置于气缸内；连杆的一端与活塞相固连；连杆的另一端与曲杆的第一端相连；风车的轴固定于旋转轴3的中心以使风车旋转时，固定于旋转轴上的力臂也随之旋转；曲杆的第二端活动连通于力臂的偏离圆心的地方，气缸的底部设置有进气口和排气口，进气口处设置有单向进气阀9，排气口处设置有单向排气阀10 ;气缸的排气口经单向排气阀连通于换向阀的进气口中，换向阀的两个排气口分别连接于第一储气罐和第二储气罐的进气口中。第一储气罐 和第二储气罐的分别通过第一电磁阀12和第二电磁阀13向外供气，其内分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别连接于控制器，控制器根据第一压力传感器和第二压力传感器的信号控制第一换向阀的工作状态。控制器也控制第一电磁阀和第二电磁阀的工作状态。
[0020]图3是本实用新型提供的风能制气发电系统中的控制器制气过程的控制流程图。控制器的控制过程如下:
[0021]步骤1:控制器分别给第一电磁阀和第二电磁阀发送控制信号，使第一储气容器停止向外供气；
[0022]步骤2:检测第一压力传感器的信号；
[0023]步骤3:判断，如果第一压力传感器的平均压强小于第一压强设定值，则执行步骤4，否则执行步骤7;
[0024]步骤4:给第一换向阀提供控制信号，使空气压缩气缸给第一储气容器充气，并延迟一段时间T ；
[0025]步骤5:检测第一压力传感器的信号；
[0026]步骤6:判断，如果第一压力传感器的平均压强仍然小于第一压强设定值，则返回步骤4，否则执行步骤7;
[0027]步骤7:检测第二压力传感器的信号；
[0028]步骤8:判断，如果第二压力传感器的平均压强小于第一压强设定值，则执行步骤9，否则返回到步骤2;
[0029]步骤9:给第一换向阀提供控制信号，使空气压缩气缸给第二储气容器充气，并延迟一段时间T ；
[0030]步骤10:检测第二压力传感器的信号；
[0031]步骤11:判断，如果第二压力传感器的平均压强仍然小于第一压强设定值，则返回步骤9，否则返回步骤2。
[0032]本实用新型虽然以旋转轴具有四个旋转力臂为例进行了说明，但是为提高系统的效率，旋转轴上可以设置为N组力臂，每组具有4M个力臂，其中N和M为大于或者等于I的自然数，电子谐振器的数量为N个。
[0033]以上结合附图详细说明了本实用新型的工作原理，但是本领域的普通技术人员应当明白，在不脱离本实用新型的宗旨的情况下，对本实用新型所做的变形都应当在本实用新型保护范围内，本本实用新型的保护范围是权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种微风发动机，其特征在于，其包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在电能的作用下产生交变电信号，并将交流电信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以辅助风力推动力臂旋转。
2.根据权利要求1所述的微风发动机，其特征在于，所述的电子谐振器包括两个线圈，电子谐振器起振后，电流流过线圈以产生交变磁场。
3.一种微风力发电系统，其特征在于，所述的风力发电系统包括发电机和微风发动机，所述微风发动机包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在电能的作用下产生交变电信号，并将交流电信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以辅助风力推动力臂旋转，所述的旋转轴带动发电机的转子旋转以产生电能。
4.根据权利要求3所述的微风力发电系统，其特征在于，所述的电子谐振器包括两个线圈，电子谐振器起振后，电流流过线圈以产生交变磁场。
5.一种微风空气压缩系统，其包括空气压缩装置和微风发动机，其特征在于，所述微风发动机包括旋转轴和电子谐振器，所述旋转轴的对称设置有多个力臂，每个力臂上设置有永磁体；所述电子谐振器在电能的作用下产生交变电信号，并将交流电信号转为磁场；所述磁场能作用于永磁体以推动力臂旋转，所述的力臂带动空气压缩装置的曲柄旋转以将常压空气转变为压缩空气。
6.根据权利要求5所述的微风空气压缩系统，其特征在于，所述的电子谐振器包括两个线圈，电子谐振器起振后，电流流过线圈以产生交变磁场。
【文档编号】F03D9/00GK203717244SQ201420033465
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】刘典军 申请人:青岛格兰德新能源有限公司