环保重物势能发电器的制作方法

文档序号:13683596

本发明涉及一种发电器,具体讲是一种利用地球引力而产生的重力势能进行发电的环保重物势能发电器。



背景技术:

据有关资料介绍,在所有人都在谈论互联网的时候,这个世界上还有一些发展中的地区面临着没有电力的困境,约占世界总人口的20%的20亿贫困人没有可靠的电力供应,他们主要的照明工具是煤油灯,它既不安全,又会对环境造成巨大破坏。据世界银行估计,由于用煤油灯照明,使得7.8亿妇女和儿童吸入有毒烟雾,其吸入量相当于每人每天抽2包香烟。煤油灯烟雾是造成肺癌的祸首之一,发展中国家中60%成年女性肺癌受害者并不抽烟。这些烟雾还会造成眼部感染和白内障。燃烧煤油还伴随着财政负担,单从用煤油照明来算,这种燃料就花掉一个家庭20%的收入。从全球可持续发展与气候变化的角度来看,传统的煤油灯不仅燃烧消耗地球上有限的化石燃料资源(是一种宝贵的化工原料),它也会成为二氧化碳排放量的巨大负担;一盏煤油灯如果每天使用4小时,一年就会向大气中排放100千克的二氧化碳。

目前居民使用的民用电力主要是来自投资巨大的火力发电和水力发电,有些地方使用原子能发电,火力发电不仅燃烧消耗地球上有限的化石燃料煤,而且造成巨大的二氧化碳、氮化物、灰尘、PM2.5微粒及热量排放,对环境造成严重破坏。大型水力发电和原子能发电的安全性受到质疑。

由于电力不足或停电往往造成人们的生活困难,太阳能发电受阳光的影响局限性大,价格贵,因此研究地球上无处不有的、不受条件影响的、十分经济方便的重物势能发电器,具有现实意义和深远意义。



技术实现要素:

地球引力无处不存在,重物势能发电实际是利用地球引力产生的重力势能转变成动能进行发电。

重力势能是由地球对其表面的物体所吸引而产生的能量,以地球表面为零高度做参考点,如果物体由低处不断升高,在能量方面反应为重力势能会不断加大,反之,在能量方面反应为重力势能会不断减少。所有物体只要被举高都具有重力势能,都能做功发电。物体的质量越大,被举得越高,则它的重力势能就越大,发电量就越大。重力势能发电可以即时使用,也可以储存起来供需要时使用,本方案主要研究对象为家庭即时使用的重力势能发电,附带势能发电的存储。

重力势能的公式为Ep=mgh,势能的单位是焦耳(J),它是标量,其中g为重力加速度常数,m为重物的质量,h为重物体被举高的高度,所以重力势能大小,即可做功的大小、亦即发电能力的大小与其物体的质量、举高的高度有关。

本发明是提供一种简单可靠、只用很小的力气将较重的沙袋提高到较高高度,一次可拥有数十分钟发电的发电器,而且随时随地发电不用化石燃料资源、不会造成二氧化碳、氮化物、灰尘、PM2.5微粒及热量排放,对环境不造成任何污染。一个发电过程结束后,只需几分钟的人力作用将重物通过滑轮重新提高,就可继续不停发电。当然依Ep=mgh公式,将沙袋以外不允什么物体质量加大,高度提高,发电的时间举高会加长,发电量也会举高增加,此案均属此发明涉及范围。

环保重物势能发电器由动力变速器、动力输入装置、发电机、蓄电器四部分组成,其特征是动力变速器是种常啮合齿轮组合变速器,它由变速器箱体,装在变速器箱体中的动力输入轴、与动力输入轴装配在一起的低速传动齿轮,与低速传动齿轮啮合、装在接力传动轴上的中速传动小齿轮,装在接力传动轴上的中速传动大齿轮,装在高速输出传动轴上的与中速传动大齿轮相啮合的高速 传动齿轮及变速器箱体顶部的吊环构成;高速输出传动轴通过联轴器与发电机轴连接。动力输入装置由装配在动力输入轴上的动力输入齿轮付、装配在动力输入齿轮付上的链条,挂在链条上的重物沙袋及装配在输入轴上的棘爪构成。动力输入齿轮付由动力链轮、与动力链轮连接在一起的棘轮构成。装配在动力输入轴上的棘爪介于棘轮与动力输入轴之间并与棘轮顺时针转动时相啮合,与棘轮逆时针转动时啮合解开。棘爪能使动力链轮与棘轮逆时针方向运动,当动力链轮与棘轮顺时针方向运动时棘爪将动力链轮与棘轮顺时针方向运动的旋转力矩会施加在动力输入轴上,输入轴旋转将带动动力变速器中的齿轮运动发电。因此,棘爪的作用可使提起的沙袋带动动力输入轴向一个方向(顺时针)转动,施力于动力变速器和发电机完成重物势能发电;当沙袋由高处降到低处时,在链条另一端手动反方向拉动链条向下运动可将沙袋向上提高而产生势能。

所述的装在变速器箱体中的动力输入轴、接力传动轴、高速输出传动轴与变速器箱体之间均装有滚动轴承。

所述的发电机是直流发电机或者交流发电机。

所述的装配在动力输入齿轮付上的链条可以是金属链条,或者纺织布链条,或者摩擦绳索皆可。

所述的重物沙袋挂在链条一端上,砂袋装砂子,或者石子,或者砖块,或者石块,或者水、土等皆可。

所述的动力变速器和动力输入装置为金属材料件或者非金属材料件。

所述装配在动力输入轴上的的棘爪介于棘轮与输入轴之间,棘轮顺时针运动棘爪与其处啮合态,棘轮逆时针运动棘爪与其啮合脱离。

所述的装配在动力输入轴上的的棘爪为一个,或者多于一个少于4个。

所述的蓄电器是酸碱电池或者锂电池,蓄电器上连接有蓄电量指示器。

将环保重物势能发电器通过吊环挂在房间的高处,或挂在屋外的墙上或者树上,轻拉未挂沙袋一端的链条使挂有沙袋一端的沙袋向上运动提高到顶部, 松手后于是向下运动的沙袋重力势能产生的扭力矩通过动力链轮、棘轮、棘爪作用于动力输入轴使其顺时针旋转,经过动力变速器改变齿轮传动比将低速旋转力矩变成高速旋转力矩,再经高速输出传动轴通过联轴器带动发电机轴高速旋转产生电力供给家庭用电器即时使用,或者存储在蓄电器中待用。

环保重物势能发电器结构简单、安全可靠,不用化石燃料资源,不需要阳光或者电池,也没有任何控制件和后续费用,而整个装备的造价低廉,使用中不会造成二氧化碳、氮化物、灰尘、PM2.5微粒及热量排放,对环境不造成任何污染,只需用很小的力气就可随时随地一次发电数十分钟,可供照明和部分家用电器使用。

附图说明

下面结合附图1和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构原理图。

图1中,A、动力变速器 B、动力输入装置 C、发电机 1、变速器箱体 2、动力输入轴 3、低速传动齿轮 4、接力传动轴 5、中速传动小齿轮 6、中速传动大齿轮 7、高速输出传动轴 8、高速传动齿轮 9、吊环 10、联轴器 11、发电机轴 12、动力输入齿轮付 13、链条 14、沙袋 15、动力链轮 16、棘轮 17、棘爪 18、滚动轴承 19、滚动轴承 20、蓄电器 21、用电器 22、蓄电量指示器

具体实施方式

环保重物势能发电器由动力变速器A、动力输入装置B、发电机C、蓄电器20四部分组成,其特征是动力变速器A是常啮合齿轮组合变速器,它由变速器箱体1,装在变速器箱体1中的动力输入轴2、与动力输入轴2装配在一起的低速传动齿轮3,与低速传动齿轮3啮合的装在接力传动轴4上的中速传动小齿轮5,装在接力传动轴4上的中速传动大齿轮6,装在高速输出传动轴7上的与中速传动大齿轮6相啮合的高速传动齿轮8及变速器箱体A顶部的吊环9构成; 高速输出传动轴7通过联轴器10与发电机轴11连接。动力输入装置B由装配在动力输入轴2上的动力输入齿轮付12、装配在动力输入齿轮付12上的链条13,挂在链条13一端上的重物沙袋14及装配在输入轴2上的棘爪17构成。动力输入齿轮付12由动力链轮15、与动力链轮15连接在一起的棘轮16构成,装配在动力输入轴2上的棘爪17介于棘轮16与动力输入轴2之间并与棘轮16顺时针转动时相啮合,与棘轮16逆时针转动时啮合解开。棘爪17能使动力链轮15与棘轮16逆时针方向运动,当动力链轮15与棘轮16顺时针方向运动时棘爪17将动力链轮15与棘轮16顺时针方向运动的旋转力矩会施加在动力输入轴2上,动力输入轴2旋转将带动动力变速器A中的齿轮运动输出高速旋转力矩,提供发电动力。因此,棘爪17的作用使提起的沙袋14带动动力输入轴2向顺时针一个方向转动,用于重物势能发电;当沙袋14由高处降到低处时,用手拉动链条另一端向下运动可将沙袋14提高继续产生势能,此时棘爪17与棘轮16啮合脱离,输入轴2停止运动发电器不发电。

所述装在变速器箱体A中的动力输入轴2、接力传动轴4、高速输出传动轴7与变速器箱体1之间均装有滚动轴承19、18。

所述的发电机C是直流发电机或者交流发电机。

所述的装配在动力输入齿轮付上的链条13是金属链条,或者纺织布链条,或者摩擦绳索皆可。

所述的重物沙袋挂在链条一端上,沙袋14装砂子,或者石子,或者砖块,或者石块,或者水、土等。

所述的动力变速器A和动力输入装置B为金属材料件或者非金属材料件。

所述的装配在动力输入轴2上的的棘爪17介于棘轮16与输入轴2之间,棘轮16顺时针运动棘爪17与其处相啮合态,棘轮16逆时针运动棘爪17与其处啮合脱离态。

所述的装配在动力输入轴2上的的棘爪17是一个,或者多于一个少于4个。

所述的蓄电器20是酸碱电池或者锂电池,蓄电器20上连接有蓄电量指示器22。

将环保重物势能发电器通过吊环9挂在房间的高处,或挂在屋外的墙上或者树上,从链条13未挂沙袋一端轻拉链条使挂沙袋一端的沙袋14提高到顶部,松手后于是向下运动的沙袋14的重力使动力链轮15顺时针旋转,于是动力输入齿轮付12带动动力变速器A的动力输入轴2旋转,经过动力变速器A各个齿轮改变传动比将低速旋转力矩变成高速旋转力矩,使高速输出传动轴7通过联轴器10带动发电机11的轴高速转动产生电力,供给家庭用电器21即时用电,或者存储在蓄电器20中待用。

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