一种群力流体发电装置及其储能装置的制作方法

本发明涉及一种发电装置及其储能装置，尤其是一种集能发电装置及其储能装置。

背景技术：

现代生活电能应用无处不在，电是现代文明的主要标志，没电一切将无法想象；传统煤炭石油等能源资源有限，而且使用中易产生环境污染等问题，人们为开发更多的新能源，开始更多地将目光投向水能、风能、光能等清洁能源上。我们常见截河流而建的水电站，海岸边矗立的大型风能发电机，都是利用一些大的势能来进行发电；而我们平常大自然中有众多的小势能能量都无法将其很好的利用，比如微风、潮汐能、波浪能等，其能量虽不是很大，但体量却非常巨大；如能将这小势能能量汇聚起来发电其前景将极其可观。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能将小势能能量汇聚起来发电的装置及其储能装置。

为了达到上述能将小势能能量汇聚起来发电的发明目的，本发明所采用的技术方案为：它主要由多组动能装置、流体泵、流体马达、发电机组成，其特征在于：多组动能装置各自安装一个流体泵，所有流体泵进口与流体汇集箱相连，所有流体泵出口与流体马达的进口相连，流体马达的出口与流体汇集箱相连；流体马达输出轴端联接有发电机；工作时每组动能装置带动各自的流体泵将流体汇集箱中的流体吸入汇流并泵到流体马达的进口，从而推动流体马达运转，流体马达的出口将流体全部再回到流体汇集箱中，从而实现了能量的汇集，最后流体马达再带动发电机发电。在本发明中上述的动能装置是指风能、水能、人的运动能、机器的制动能之类，一切可产生势能的力量通过机械结构，如风叶、踏板、杠杆之类一切可转化为回转或直线运动的装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的每个流体泵的出口至流体马达的进口间各安装有一个单向阀；从而防止多组动能装置的势能不同引起流体回流。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的每个动能装置和流体泵间联接有一个增速器，从而更好的提高工作效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的流体泵为自动变量流体泵，该结构可根据各自动能装置的势能大小改变流体泵的流量，从而提高能量利用效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的流体马达输出轴端与发电机间联接有一个自动变速器，使用该结构时流体泵只需采用定量泵即可，从而大幅降低成本，其适用于各组动能装置的势能相近的环境，该结构可根据当前汇流而来的能量大小改变发电机的速度，从而提高能量利用效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的流体马达的出口与流体汇集箱间联接有一个散热器，该结构可有效的整个机构进行集中散热冷却。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的流体马达的进口端联接有一个节流阀，该结构可以在动能装置的势能过大时，进行对流体泵进行节流减速，甚至对流体泵进行制动；其特别适用于风力发电。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的流体汇集箱采用密封结构，该结构可减少流体的蒸发而损耗；另外流体汇集箱优选注入大于大气压压力的气体，该结构可防止流体泵安装高位时无法自吸流体。

为了达到上述将汇聚起来的小势能能量存储起来再集中发电的发明目的，本发明所采用的技术方案为：当上述将小势能能量汇聚起来发电的装置的与动能装置联接的流体泵为自动变量流体泵时，流体马达的出口端联连有一个气体压缩式蓄能器就可实现上述发明目的；当上述将小势能能量汇聚起来发电的装置的与动能装置联接的流体泵为定量流体泵时，上述将小势能能量汇聚起来发电的装置，其流体马体马达联接的不是发电机，而是流体总泵；流体总泵进口与2号流体汇集箱相连，流体总泵出口与2号流体马达的进口相连，流体总泵出口与2号流体马达的进口间联连有一个气体压缩式蓄能器，2号流体马达的出口与2号流体汇集箱相连；2号流体马达输出轴端通过一个自动变速器与发电机相联。

工作时，若气体压缩式蓄能器的流体蓄能压力小于最优发电压力时，自动变速器锁死，发电机停止发电，流体总泵将2号流体汇集箱中的流体吸入泵到气体压缩式蓄能器中，从而实现蓄能，当气体压缩式蓄能器的流体蓄能压力大于最优发电压力时，自动变速器根据流体压力，自动选择最优变速比带动发电机发电，随着流体压力的变小，自动变速器将自动减小增速比，使发电机始终处于比较优化的发电工况下进行高效发电。

本发明的有益效果是：能将小势能能量汇聚起来发电并储能，其广泛适用风能、潮汐能、波浪能的深度开发利用，同时也适用于屋顶、公路边、广场等公共场合的风能集中利用，另外其在车间机器的制动能等平常烂废的势能重新利用也很适用；其造价低、适用广、能源利用率高，是个前景将极其可观绿色新能源再生装置。

附图说明

图1是本发明应用风力发电的实施例的原理示意图。

图2是本发明应用于风能、潮汐能、波浪能混合聚能发电的实施例的原理示意图。

图3是本发明与动能装置联接的流体泵为自动变量流体泵时的储能式发电结构原理示意图。

图4是本发明与动能装置联接的流体泵为定量流体泵时的储能式发电结构原理示意图。

图中：1为风轮，2为齿轮箱，3为定量叶片泵，4为单向阀，5为液压马达，6为皮带式无级变速器，7为发电机，8为风冷散热器，9为1号液压箱，10为低压囊式油压蓄能器，11为节流阀，12为自动变量柱塞泵，13为大型高压囊式油压蓄能器，14为堵止阀，15为2号液压箱。

具体实施方式

参照图1所示，实施例1应用于风力发电，本实施例中流体用采用抗磨液压油，动能装置采用风轮1，增速器采用齿轮箱2，流体泵采用定量叶片泵3，流体马达采用液压回转马达5，自动变速器采用皮带式无级变速器6，发电机采用交流发电机7，散热器采用风冷散热器8，流体汇集箱采用液压箱9。本实旋例中动能装置为三组风轮1，每组风轮1各自通过一个齿轮箱2与定量叶片泵3联接，3个定量叶片泵3进口与1号液压箱9相连，3个定量叶片泵3出口各安装一个单向阀后并联与液压回转马达5的进口相连，液压回转马达5的出口与1号液压箱9相连；液压回转马达5输出轴端通过一个皮带式无级变速器6和交流发电机7相联接；1号液压箱9采用密封结构，另外1号液压箱9在抗磨液压油注入箱体后注入0.1兆帕的空气，并持续保压补充；液压回转马达5的进口端并联一个低压囊式油压蓄能器10；液压回转马达5的进口端在与低压囊式油压蓄能器10并联前安装有一个节流阀。

本实施例中在应用中，皮带式无级变速器6和交流发电机7会根据风力的大小自动调节速比与发电电流，从而保证风轮1在一个最优的转速内运转；其中通过皮带式无级变速器6的变速可使交流发电机7保持在一个最佳的发电转速，另外也可改变定量叶片泵3的回转阻力，从而影响风轮1的转速；交流发电机7的发电电流的变化将直接影响着发电量与风轮1的转速。本实施例中的增速齿轮箱2可使定量叶片泵3在风轮1低速时也易得到较高的流体压力。本实施例中液压回转马达5的进口端并联一个低压囊式油压蓄能器10，可缓冲管路中压力变化，使交流发电机7运转更加平稳。本实施例中液压回转马达5的进口端在与低压囊式油压蓄能器10并联前安装的节流阀，可台风等超大风力时通过节流控制风轮1的安全转速或制动。

实施例1中所展示出的原理，在风力发电应中，由于风力是通过液压油聚能再转化为电能，其散热好，允许转速高，风轮1转速可控性高，因而风轮1允许的安全承风面也更大，从而更有利于风能采集效率；另外其采集风能的风轮1、齿轮箱2、定量叶片泵3的制作成本低，维护简单，便于推应该普及；该装置可方便的将成百上千的小型风轮与油压泵安装在塔型或树型等结构上，再通过色彩搭配形成有艺术品味的发电装置，应用于屋顶、公路边、广场等公共场合。

参照图2所示，实施例2应用于风能、潮汐能、波浪能混合聚能发电，在浅海区海面上方部风能，海平面上部波浪能，海水中部潮汐能，从而上中下一体式全方位利用自然能源。本实施例相对实施例1将齿轮箱2和定量油压叶片泵3改为自动变量柱塞泵12。该结构可根据各自风轮1上能量大小自动调节自动变量柱塞泵12的出油流量，使其分别汇聚出不同流量但相同压力的流体进行发电；由于柱塞泵低速下也很容易实现泵出大压力的流体，所以本实施例取消了增速器。

实施例2中所展示出的原理，在浅海区应用时，其相对传统风力电机由于安装在室外的仅是风轮及自动变量柱塞泵12，其结构简单，维护简单，而且成本低；其相对传统潮汐发电其不需要靠建大坝来进行产生相对较大水位差进行更大势能的发电，它仅需靠潮汐产生的海水流动能让水轮产生转动就可产生发电，由于不像传统发电一样每个水轮都需带一套发电机构，它仅需带个流体泵就可，所以其制造成本低，容易在浅海区布置众多的水轮来进行以小集大的能量方使进行发电。

实施例2中所展示出的原理，也可在公园、广场之类公共场合应用，例如在广场上安装成批脚踏车或其它等健身器材，将成千上万风轮安装树型或一些艺术造型上，装几个大型风轮等。

参照图3所示，实施例3是展示与动能装置联接的流体泵为自动变量流体泵时的储能式发电结构原理；本实施例相对实施例2将低压囊式油压蓄能器10改为大型高压囊式油压蓄能器13，该结构利用自动变量流体泵可调节不同压力与流量的特点直接进行高压蓄能，例如外部能量小时，自动变量流体泵便将流量调小，大型高压囊式油压蓄能器中流体的压力变高时，自动变量流体泵便将流量再调小，反之调大。本实施例中为确保在不发电仅蓄能工况时流体溢流，在液压回转马达5的进口端安装一个堵止阀14。在本实施例应用于波浪能时，也可通过杠杆将波浪能推动活塞式流体泵来进行能量汇集。

参照图4所示，实施例4是展示与动能装置联接的流体泵为定量流体泵时的储能式发电结构原理；其为实施例1和3的结合应用案例。实施例2中所展示出的原理特别适合于将众多轻微小能量带动流体泵产生一些低压流体汇集一起带动一个高压的流体泵，将流体变为高压进行存储，然后进行发电。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，例如其收集回的流体能也可不用于发电，而直接用于驱动一些机械进行有益的做功运动，比如抽水、打气、带动机器之类；任何本领域的技术人员，在本发明的领域内所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。