互助式惯性动力发电网的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种互助式惯性动力发电网和一种惯性动力发生机。所述互助式惯性动力发电网其特征是：由不少于两组的依靠惯性动力发生机提供动力的惯性动力发电机组并网组成的发电与供电网络。所述惯性动力发生机由飞轮、一个1号变速器、一个1号离合器、辅助启动机构组件构成；飞轮可以是单个，也可以是多个飞轮组成飞轮串；所述辅助启动机构组件为惯性动力发生机的可选组件，大型惯性动力发生机一般增设辅助启动机构组件。本发明的基本技术思路是另辟获得真正意义的新能源的新途径，即开发与利用大自然中那些可转化为动能的无形的和非物质的自然资源，使人类彻底地摆脱对有形的和物质的自然资源的依赖以及对能源枯竭的忧虑和困扰。
【专利说明】互助式惯性动力发电网
【技术领域】
[0001]本发明属于能源、动力、电力等【技术领域】，涉及一种互助式惯性动力发电网和一种惯性动力发生机。
【背景技术】
[0002]动力、电力和粮食是当今人类赖以生存的三大重要支柱，其中粮食生产与供应又极大地借助于动力和电力。目前，动力和电力生产离不开有形的、物质的自然资源，如煤炭、石油、天然气、水力，核能、风能、太阳能等能源。这类自然资源有的储量有限，有的受自然环境制约难以有效利用，从而导致人类的生存越来越面临着能源短缺的极大威胁。
[0003]关于能源和能源开发，有一点至今很少被注意到，即总是一味地专注于寻找与开发新的有形的和物质的能源及其利用方法，而不去思考与探索大自然中存在的可转化为能量的无形的和非物质的自然资源及其利用方法，致使至今有关开发新能源的思路被引进了“死胡同”。明确这一点至关重要，这也是本发明基本技术思路的出发点。
[0004]本发明另辟获得真正意义的新能源的新途径，即开发那些存在于大自然的可转化为能量的无形的、非物质的和永不枯竭的自然资源，希望以此从根本上解决能源、动力和电力等问题，终极地使人类彻底地摆脱对诸如煤炭、石油、天然气、水力、核能、风能、太阳能等有形的和物质的自然资源的依赖。
[0005]惯性和力矩杠杆平衡，是大自然所固有的自然属性，是无形的和非物质的，且不会人为地使其消失和枯竭。
[0006]惯性可以维持物体原有运动状态，利用大自然的这个属性可使物体做加速运动和增加动能，确切地说是使物体的运动速度与动能实现叠加、堆积和维持。力矩杠杆平衡可以使一个很小的力发挥出巨大力所具有的同等作用效果，正如一句流传很久的名言所说，“给我一个支点，我就能撬动地球”，这句话形象地阐述了杠杆平衡的原理与作用，以及所蕴藏着的无比巨大的力量。自然地，只要综合地善加利用大自然所固有的惯性和杠杆平衡原理，就可以获得所需要的永不枯竭、可控和可利用的能量——动能，并生产出强大的动力和源源不断的电力。本发明巧妙地利用了大自然所固有的这些自然属性。
[0007]毫无疑问，本发明的广泛应用，将带来一次能源和动力与电力技术的革命性变化，使人类从根本上摆脱能源枯竭的忧虑和困扰。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于构造一个综合利用惯性、杠杆平衡和实现动能堆积的机械环
境---丨贯性动力发生机，以及利用其堆积起来的动能所释放的强大动力做为发电机的驱动
力，并将两个或更多个这种利用惯性动力驱动发电机的机组进行并网运行，从而实现互助式的、以惯性动力为驱动力的、永不枯竭的发电和供电。
[0009] 本发明所述惯性动力发电网与目前通常所说的电网的区别在于驱动发电机的动力的能量来源——能源，前者利用的是无形的、非物质的自然资源，是无限的和不受限制的，人们任何时候都可以没有顾虑的从互助式惯性动力发电网获取所需电能，而后者所利用的是有形的、物质的自然资源，是有限的和受限制的。
[0010]为实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0011]所述互助式惯性动力发电网如图1所示，由不少于两组(本发明申请文件中以两组惯性动力发电机组为例)的依靠惯性动力发生机提供动力的惯性动力发电机组1、2，输电网络5和并网设备9组成发电与供电网络；各惯性动力发电机组分别包括惯性动力发生机111、112，发电机121、122，电动机131、132 ;惯性动力发生机动力输入端转动轴与源动力机11转动轴动力输出端连接，源动力机指电动机或燃油发动机等，本发明专利申请文件中以电动机为例；惯性动力发生机动力输出端转动轴与发电机12转动轴动力输入端连接；各惯性动力发电机组的发电机输电线3、4经并网设备9与输电网络5连接；电动机131、132输电线6、7与输电网络5连接；输电网络5包括电线、输电配套设备。图1中，输电线和输电网络以电流线表示。
[0012]所述惯性动力发生机111、112如图2-5所示，由飞轮1、一个I号变速器13、一个I号离合器14、辅助启动机构组件构成；飞轮I可以是单个，也可以由多个飞轮组成飞轮串以便于制造与装卸，本发明申请文件中以三个飞轮组成飞轮串作为示意和说明；飞轮I转动轴的一端作为惯性动力发生机的动力输出端转动轴与发电机121、122转动轴的动力输入端连接；飞轮I转动轴的另一端与I号变速器13的动力输出端转动轴连接；1号变速器13的动力输入端转动轴与I号离合器14的动力输出端转动轴连接；1号离合器14动力输入端转动轴作为惯性动力发生机的动力输入端与电动机131、132转动轴的动力输出端连接；辅助启动机构组件为惯性力发生机的可选组件，大型惯性动力发生机一般增设辅助启动机构组件。
[1013]所述辅助启动机构组件如图2-5所示，由一个辅助启动大齿轮21、两个辅助启动小齿轮22、两个2号变速器3、两个2号离合器4、一个动力接驳齿轮组5构成；辅助启动大齿轮由齿环211、齿环内轮212、活动内牙15、活动内牙卧槽16、弹簧17构成；齿环内轮212置于齿环211之内；齿环211内侧设置一个活动内牙15，由弹簧17控制其活动；齿环内轮212与惯性动力发生机飞轮I同轴，齿环内轮212的外沿设置一个活动内牙卧槽16 ;活动内牙15也可以置于齿环内轮212的外沿，而活动内牙卧槽16置于齿环211的内侧；当活动内牙15与活动内牙卧槽16相对时，可由弹簧17撑起并陷进活动内牙卧槽16，使齿环211与齿环内轮212啮合在一起和联动；两个辅助启动小齿轮22分别置于辅助启动大齿轮21的两侧并与之啮合在一起；两个辅助启动小齿轮22转动轴分别与各自对应的2号变速器3的动力输出端转动轴连接；两个2号变速器3动力输入端转动轴分别与各自对应的2号离合器4动力输出端转动轴连接；两个2号离合器4动力输入端转动轴分别与位于动力接驳齿轮组5两侧输出动力的两个动力接驳齿轮的转动轴连接；动力接驳齿轮组5的动力接驳齿轮个数的设置，必须使位于动力接驳齿轮组5两侧输出动力的两个动力接驳齿轮的转动方向相同，且与辅助启动大齿轮21的转动方向相反；动力接驳齿轮组5其输入动力的动力接驳齿轮，其转动轴的一端与源动力机11转动轴的动力输出端连接，另一端与惯性动力发生机I号离合器动力输入端转动轴连接。
【专利附图】
【附图说明】[1014]图1为互助式惯性动力发电网基本结构与原理示意图。
[1015]图2为惯性力发生机基本构造与原理示意图(主视图)。
[1016]图3为惯性力发生机基本构造与原理示意图(俯视图)。
[1017]图4为惯性力发生机基本构造与原理示意图(左视图)。
[1018]图5为惯性力发生机基本构造与原理示意图(右视图)。
[1019]图6为惯性动力发生机动力分布与原理示意图。
[1020]图1的标记说明:1-1号惯性动力发电机组，2-2号惯性动力发电机组，3-1号惯性动力发电机组发电机输出电流线，4-2号惯性动力发电机组发电机输出电流线,5-互助式惯性动力发电网输电网络电流线，6-1号惯性动力发电机组电动机输入电流线，7-2号惯性动力发电机组电动机输入电流线，8-互助式惯性动力发电网启动机组的启动专用外部电流线，9-并网设备，10-电源切换器，111-1号机组的惯性动力发生机，112-2号机组的惯性动力发生机，121-1号机组的发电机,122-2号机组的发电机,131-1号机组的电动机,132-2号机组的电动机,14-外供电流。
[1021]图2-5的标记说明:1_飞轮，21-辅助启动大齿轮，22-辅助启动小齿轮，211-辅助启动大齿轮齿环，212-辅助启动大齿轮齿环内轮,3-2号变速器,4-2号离合器,5-动力接驳齿轮组，6-轴承套圈，7-飞轮转动轴，8-托板，9-支架，10-基座，11-源动力机，12-发电机，13-1号变速器，14-1号离合器，15-活动内牙，16-活动内牙卧槽，17-弹簧。
[1022]图4和图5中所标的飞轮旋转方向，仅是示意，可根据需要另外设定。
[1023]图6为非实体构件示意图，图中采取直接标注的方式进行说明。
[1024]本说明及其附图重点详细阐述本发明的新发明与新创造，对于本发明所涉及的现有技术和设备，如发电机、电动机、变速器、离合器等仅给出示意和简略介绍。
【具体实施方式】
[1025]下面结合附图1-6对本发明做进一步说明。
[1026]首先说明，我们以设置“辅助启动机构组件”的惯性动力发生机作为例子进行叙述。
[1027]本发明所述互助式惯性动力发电网，如图1所示。
[1028]作为示意例图，图1中仅给出两组依靠惯性动力发生机提供动力的发电机组1、2，实际上可以有无限多组。图中输电网以电流线表示，其中粗线5为总电流线，次粗线3、4分别为I号惯性动力发电机组I和2号惯性动力发电机组2所生产及输出电流的电流线，细线6为I号机组电动机所获得的来自2号机组的电流的互助电流线，细线7为2号机组电动机所获得的来自I号机组的电流的互助电流线，细线6、7通过粗线5和次粗线3、4的部分是为了连贯地和直观地表示惯性动力发电机组之间进行互助供电而绘制的，实际上所有惯性动力发电机组所生产的电流在输电网络中已经合而为一，不分彼此。本说明以及本发明专利申请文件中，我们以I号惯性动力发电机组I作为互助式惯性动力发电网的启动机组，而实际上互助式惯性动力发电网的任何一组惯性动力发电机组都可以作为启动机组。启动机组的初始启动动力由外部电流8驱动电动机131产生。必须指出，启动机组的初始启动动力也可以由其它动力设备提供，如燃油发动机等。2号惯性动力发电机组2的启动动力及后续的维持动力，由进入稳定发电与供电运行状态的I号机组I通过本发电网的输电网络提供。当2号惯性动力发电机组2启动以后，维持I号惯性动力发电机组I的后续运行及其发电与供电由外部电流切换为内部电流，即通过本发电网的输电网络获得2号惯性动力发电机组2由惯性动力发生机112产生的惯性动力驱动发电机122所生产及输出的电流。
[1029]必须指出，惯性动力发电机组1、2驱动发电机121、122的动力，主要由经惯性动力发生机111、112堆积起来的由飞轮I承载和显现并依靠飞轮I惯性维持的动能所释放出的强劲动力，而不是电动机131、132所输出的动力。电动机131、132所输出的动力在启动阶段通过力矩杠杆平衡作用转化为足够强大的动力并驱动整个发电机组1、2运转，发电机组1、2被启动以后和进入稳定发电与供电阶段,其电动机131、132所输出的动力仅用于消除残余的阻力，以维持惯性动力发生机111、112所堆积起来的由飞轮所承载和显现并依靠飞轮惯性维持的强劲动力不被残余阻力所削弱。关于惯性动力发生机111、112驱动发电机121、122的原理，可以通过一个通俗例子来进一步理解，比如一辆满载的汽车快速地驶向目的地，依靠的是车身及其货物的惯性力，而不是发动机所提供的动力；汽车发动机不具有直接驱动汽车及其货物的力量，譬如汽车发动机死火就是这个道理；汽车在加速阶段，发动机所提供的动力利用力矩杠杆平衡原理(由变速器实现)以小搏大来达到推动汽车的目的；加速完成以后，发动机所提供的动力仅用于消除其残余的阻力，以保障汽车及货物在前期加速阶段所堆积形成的惯性动力不被削弱，并按已有的速度继续行驶。不难理解，惯性动力发生机驱动发电机的过程类似于汽车的行驶过程。
[1030][1029]中所述惯性动力发生机堆积起来的由飞轮承载和显现并依靠飞轮惯性维持的动能所释放出的强劲动力，并非无中生有凭空产生，而是由电动机(或其它动力机)所提供的源动力借助于力矩杠杆平衡作用转化产生的，其力量远远大于源动力的力量，理论上甚至可以是无穷大。
[1031]下面[1032]，我们通过惯性动力发生机动力分布与原理示意图(如图6所示)，来阐释惯性动力发生机动力堆积的原理及分布情况。
[1032]图6中，总阻力包括发电机的磁阻力、发电机的机械摩擦阻力、惯性动力发生机的机械摩擦阻力、以及诸如空气等外部阻力。图中仅以4档变速(即3个动力堆积档和I个消除残余阻力档)作为示例进行解释。图中所标“源动力”指电动机或其它动力机所提供的动力。由图中可看出，第I档、第2档、第3档分别由源动力通过力矩杠杆平衡作用转化为强大的动力并驱动惯性动力发生机飞轮以不同的速度转动，相应地，飞轮分别获得3次新的强大动能，以及依靠飞轮自身的惯性使之堆积在一起并消除等量的阻力。飞轮获得动能的大小取决于飞轮的转速、总质量、直径和形状，换言之，通过合理地设计飞轮的转速、总质量、直径和形状，惯性动力发生机就可以产生和提供满足实际需要的动能。飞轮堆积的动能越大所释放出的动力越强劲及其消除的阻力越多，其残余的阻力就越小。最后第4档的作用仅在于以很小的源动力继续消除其残余的阻力。残余阻力实际上是惯性动力发生机分摊给源动力且必须由源动力承担的那部分阻力，需要提供持续不断的源动力来使其保持消除状态。经过4个档次的操作，其惯性动力发生机连同发电机开始在残余阻力极小和总合力为0(即总动力等于总阻力)的情况下以额定的速度做匀速运动(即稳定运行)。必须指出，惯性动力发生机连同发电机自最初开始转动的那一刻，其总合力就已经为0，也即惯性动力发生机连同发电机的总阻力已经被飞轮所具有的动力和源动力所共同消除，只是此时惯性动力发生机的飞轮刚开始转动，其具有的动力和所消除的阻力几乎接近于0，而此时电动机提供的源动力需要依靠力矩杠杆平衡作用使之转化为足够强大的动力，并承担消除其总阻力的几乎全部阻力。惯性动力发生机进行换挡操作的目的，其一是加速，另一个目的便是依靠飞轮惯性实现动能堆积并最终承担消除总阻力的绝大部分阻力，换言之即将总阻力的绝大部分阻力从最初由电动机借助力矩杠杆平衡作用承担转移至由快速转动的飞轮来承担。
[1033]互助式惯性动力发电网启动过程如下:(启动外力以外部电力为例)
[1034]利用外电源启动I号惯性动力发电机组。
[1035]置I号惯性动力发电机组的惯性动力发生机所有离合器都处于分离状态；辅助启动机构两个2号变速器都置于最低速档；电动机电流置于最小状态；电动机接入外电源；同时合上两个2号离合器。此时，电动机开始带动惯性动力发生机和发电机一起慢速转动。
[1036]操纵加大电动机电流，电动机带动惯性动力发生机和发电机做加速运动(转动)。至电动机电流达最大时，本档加速运动停止，同时飞轮速度达到本档的最大值，其惯性动力发生机和发电机维持匀速运动状态。
[1037]同时操纵两个2号离合器处于分开状态，并同时操纵两个2号变速器进行加速换挡；电动机电流置于最小状态；同时合上两个2号离合器；操纵加大电动机电流做加速运动，惯性动力发生机和发电机在上一档所形成的运动速度的基础上，开始叠加本档形成的速度；至电动机电流达最大时，本档加速运动停止，此时飞轮速度为本档及前面各档的最大速度之和。
[1038]重复[1037]的加速换挡操作，至2号变速器达最高档位为止。此时，辅助启动过程结束，并开始进行后续的加速操作。开始后续操作之前，同时置两个2号离合器处于分开状态。
[1039]操纵I号变速器从最低档位开始进行加速换挡；电动机电流置于最小状态；合上I号离合器；操纵加大电动机电流做加速运动，惯性动力发生机和发电机在前面各档所形成的运动速度的基础上，开始叠加本档形成的速度；至电动机电流达最大时，本档加速运动停止，此时飞轮速度为本档及前面各档的最大速度之和。
[1040]置I号离合器处于分开状态。
[1041]重复[1039] [1040]的加速换挡操作，至发电机转速达到所要求的额定速度为止。此时电动机电流最好也处于较低电流状态，以便于需要时调节发电机转速维持其稳定运行，这一点可以在设计与制造惯性动力发生机变速机构时适当考虑。至此I号惯性动力发电机组进入正常的发电与供电状态。
[1042]将I号惯性动力发电机组生产的电流接入互助式惯性动力发电网的输电网络。
[1043]按照启动I号惯性动力发电机组的操作，启动2号惯性动力发电机组，并将所生产电流并入互助式惯性动力发电网的输电网络。2号惯性动力发电机组的启动及后续按额定的速度运行，其电动机电源均为内部电源，即通过本发电网的输电网络获得来自于I号惯性动力发电机组由惯性动力发生机产生的惯性动力驱动发电机所生产的电流。
[1044]切换I号惯性动力发电机组的电动机电源。
[1045]操纵I号惯性动力发电机组的电源切换器进行电源切换，将I号惯性动力发电机组的电动机电源由利用外电源转换为内部电源，即通过本发电网的输电网络获得来自于2号惯性动力发电机组由惯性动力发生机产生的惯性动力驱动发电机所生产的电流。
[1046]至此，互助式惯性动力发电网正式启动，并处于正常的发电与供电运行状态。
【权利要求】
1.一种互助式惯性动力发电网，其特征是由不少于两组的依靠惯性动力发生机提供动力的惯性动力发电机组并网组成的发电与供电网络；惯性动力发生机动力输入端转动轴与电动机转动轴的动力输出端连接，惯性动力发生机动力输出端转动轴与发电机转动轴的动力输入端连接；惯性动力发生机驱动发电机所生产电流并入本发电网输电网络；电动机从本发电网输电网络获得其它惯性动力发电机组所生产电流并给本惯性动力发电机组的惯性动力发生机提供源动力。
2.根据权利要求1所述的互助式惯性动力发电网，其特征是惯性动力发生机由飞轮、一个I号变速器、一个I号离合器、辅助启动机构组件构成；飞轮可以是单个，也可以是多个飞轮组成飞轮串；飞轮转动轴的一端作为惯性动力发生机的动力输出端转动轴；飞轮转动轴的另一端与I号变速器的动力输出端转动轴连接；1号变速器的动力输入端转动轴与I号离合器的动力输出端转动轴连接；1号离合器动力输入端转动轴也是惯性动力发生机的动力输入端转动轴；辅助启动机构组件为惯性动力发生机的可选组件，大型惯性动力发生机一般增设辅助启动机构组件。
3.根据权利要求2所述的互助式惯性动力发电网，其特征是辅助启动机构组件由一个辅助启动大齿轮、两个辅助启动小齿轮、两个2号变速器、两个2号离合器、一个动力接驳齿轮组构成；辅助启动大齿轮由齿环、齿环内轮、活动内牙、活动内牙卧槽、弹簧组成；齿环内轮置于齿环之内；齿环内侧设置一个活动内牙，由弹簧控制其活动；齿环内轮与惯性动力发生机飞轮同轴，齿环内轮外沿设置一个活动内牙卧槽；活动内牙也可以置于齿环内轮的外沿，而活动内牙卧槽置于齿环的内侧；活动内牙与活动内牙卧槽相对时，可由弹簧撑起并陷进活动内牙卧槽，使齿环与齿环内轮啮合在一起和联动；两个辅助启动小齿轮分别置于辅助启动大齿轮两侧并与之啮合在一起；两个辅助启动小齿轮转动轴分别与各自对应的2号变速器的动力输出端转动轴连接；两个2号变速器动力输入端转动轴分别与各自对应的2号离合器动力输出端转动轴连接；两个2号离合器动力输入端转动轴分别与位于动力接驳齿轮组两侧输出动力的两个动力接驳齿轮的转动轴连接；动力接驳齿轮组的动力接驳齿轮个数的设置，必须使位于动力接驳齿轮组两侧输出动力的两个动力接驳齿轮的转动方向相同，且与辅助启动大齿轮的转动方向相反；动力接驳齿轮组其输入动力的动力接驳齿轮，其转动轴的一端与电动机转动轴的动力输出端连接，另一端与I号离合器的动力输入端转动轴连接。
【文档编号】H02K53/00GK103997190SQ201410239461
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月24日 优先权日:2014年5月24日
【发明者】吴长宽 申请人:吴长宽