专利名称：利用辅助空气压的发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用风力取得电能的发电装置，特别是涉及利用辅助空气压的发电装置，当刮风时把多余的能量以压缩空气形式贮存起来，在不刮风时利用被贮存的压缩空气驱动发电机。
通常驱动发电机取得电能，而为驱动发电机的能源有水力、风力、火力、太阳能等。
水力发电需花费大量的设备费，火力发电虽因较简便而被广泛采用，但因需石油等做热源，其经济损失很大。设备费廉且从自然状态的风可得到无穷能源的风力发电装置就被人们看好。
虽然风力发电装置具有许多优点，但这种装置未被广泛采用，其理由是当风力弱或无风时不能使发电机运转。
现有的利用风力的发电装置是借助风力转动风车，把风车的旋转力传递到发电机而取得电能的装置，所以不刮风时不能转动风车，当然不能运转发电机，风弱时也不能取得足够电能。
近来，为使风力发电装置在不刮风时也能持续发出电能，提出了给装置配备多个大容量蓄电池以备刮风时把电能贮存于蓄电池的方法。但该方法因需配备大容量蓄电池，不仅花费大量设备费，而且蓄电池的容量有限，需要大容量电能的部门不能采用。
一种利用风力的装置在韩国专利第86-475号“风力空气压缩机”中公开。这种现有技术的发明是在风力旋转装置上联接空气压缩机而成的。所以只能做为借助风力带动风力旋转装置所得的动力以压缩空气的形式贮存起来的用途，不具备做为发电装置的手段。即被贮存的压缩空气只能做单纯用途，作为辅助能源利用于发电装置还缺乏具体的手段。
韩国专利第2000-12699公开了一种发明“利用辅助风力的发电方法及其装置”。它是一种利用构成主风力发生部的原动机产生风力，以此带动由各自传动带联接的各自的转动轮和发电机传动轮驱动发电机发电的方法。在一次风力转换部的一侧水平延伸的延伸部位的端部设置带有多个叶片的辅助风力发生部，以便取得风力，该风力通过传动轴传递到一次风力方向转换部后借助齿轮箱内的齿轮组合体由辅助风力发生部取得的风力方向发生转换，转换方向的风力通过轴套内的轴传递到二次风力转换部，在二次风力转换部被加速变换齿轮箱内设置的齿轮组合体加速后的风通过与主风力传动轮联接的辅助风力传动轴，传递由辅助风力发生部得到的风力与主风力发生部产生的风力共同驱动发电机。
但这种现有技术的发明中，风力只作为辅助风力利用，而取得主风力的原动机还需燃料的供给，不能利用自然能源的风力进行发电，而且当无风时不能实现做为辅助风力的功能。
本发明的目的是为解决现有技术的上述问题，更好地利用风力驱动发电机以自然状态下存在的无穷风力经济地取得电能。
本发明的另一个目的是把刮风时的多余能量以空气的压力贮存后，当风力弱或无风时利用被贮存的空气压力驱动发电机，以便无论有无风都可持续驱动发电机。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种利用辅助空气压的发电装置，包括借助风力旋转的风车风扇和用风车风扇旋转力驱动的发电机，其特征在于还包括通过一个离合器与发电机后驱动轴相联的压缩机，通过空气压输入管与压缩机相联的气罐组，通过空气压输出管与所述的气罐组相联并装在所述的发电机的前驱动轴上的辅助涡轮机，和通过转速监视器监视风车转速以便控制上述离合器及自动控制阀的控制系统。
上述辅助涡轮内部装有多个叶旋转叶片。以便使从空气压力管道中喷射出来的空气压力作用于叶片上带动驱动轴实现发电机运转。
当刮风时，风车的旋转力通过发电机驱动轴驱动发电机，发电机发出电能。当风力达到能够发出足够电能的强风时，在生产电能的同时借助离合器与发电机共轴的压缩机也运转，使压缩空气贮存于气瓶中，当不需要电能时也借助旋转的风车旋转力继续贮存压缩空气。
当不刮风或风力弱时，控制箱感知其风力状况后自动把贮气罐的压缩空气供给辅助涡轮，借助辅助涡轮的旋转力驱动发电机。因此无论有无风都可根据需要驱动发电机取得电能。
以下通过附图及实例详细说明本发明，附图中
图1示出本发明全貌的简略侧视图；图2本发明的辅助涡轮机放大图；图3本发明实施例侧视图。
如图1所示，本发明的利用辅助空气压的发电装置包括一个借助风力转动的风车风扇W；一个借助从风车风扇W传递过来的旋转力生产电能的发电机G；一个与发电机G共轴用来提高空气压力的空气压缩机P；一个为贮存由压缩机P供给的空气压的气罐组A；一个与发电机G共轴并借助空气压旋转的辅助涡轮机T和一个为控制上述装置的控制箱CB。
风车风扇W是由多个叶片组成的风车1固定在旋转轴2上，而旋转轴2装在竖直的支撑架3上。竖直地装在支撑架3上的传动轴4的上端头与旋转轴2是通过传动齿轮5a啮合联接的，另外的传动齿轮5b把传动轴4的下端头和发电机G的驱动轴11a联接起来。
把发电机G的前后驱动轴11a和11b分别向前、后方延伸。在前驱动轴11a上装上一个辅助涡轮T，在后驱动轴11b上装上一个离合器C。
离合器C的另一端与空气压缩机P的旋转轴21的端头联接，以便借助离合器C的离合，传递或阻断传递到发电机G的动力。在压缩机P的出口处联接着空气压输入管22。
在气罐组A内装有许多高压气瓶31。空气压输入管22的出口与气瓶31相联，空气压输出管23的入口与气瓶31的出口相联。在空气压输入管22与气瓶31的联接处装有单向阀门V1，而在空气压输出管23与气瓶31的联接处装有自动控制阀门V2。
如附图所示，在辅助涡轮T的壳体41内部有多个旋转叶片42固定在前驱动轴11a上。空气压输出管23的出口与涡轮的壳体41相联，以便借助由空气压输出管23供给的空气压使旋转叶片42旋转。
控制系统CS是装在风车1的旋转轴2上的，而监视旋转轴2转速的转速监视器51和离合器C及自动控制阀门V2之间电联接，以便监视各个装置，并可进行自动控制。
如此构成的本发明的装置的工作是借助支撑架3安装于较高处的风车1受风力作用发生旋转，随之旋转轴2按一个方向旋转，借助传动齿轮5a的传动使传动轴4以相应的方向旋转，接着，用传动齿轮与传动轴4相联的前驱动轴11a和后驱动轴11b的旋转，发电机G在电场和磁场的相互感应作用下产生电子流动而生产电能，电能可传送到用电能的装置，发挥各种作用。
当利用风车1的旋转驱动发电机G时，用转速监视器51监视旋转轴2的转速后以电信号传输给控制系统CS。按照事先输入的程序，传输到控制系统CS的旋转轴2的转速到达一定转速以上对离合器C联接上，而其转速低于定值时离合器C断开。即当旋转轴2的转速低于可驱动发电机G的旋转速度时断开离合器C的联接，阻断旋转力传到压缩机P。而在旋转轴2的转速大于驱动发电机G所须转速时，离合器C被联接上，可使旋转力传递到压缩机P。
借助上述离合器C的联接，得到旋转轴2动力的压缩机P，随着旋转轴2的旋转，借助压缩机内部的空气压缩装置(图中未示出)被压缩的空气通过空气压输入管22被贮存于各个气瓶31中。因空气压输入管22上装有单向阀门V1，压缩空气只能流向气瓶31，而不可能逆流，所以每个气瓶31可充满高压空气。若增加气瓶的容积和数量可提高压缩空气的贮存量。
贮存于气瓶31的压缩空气具有传送到辅助涡轮机T以驱动发电机G的功能。当无风或风力不足而风车1的旋转轴2的转速低于一定转速时，按照转速监视器51送过来的信号，控制系统CS阻断离合器C的联接，打开自动控制阀V2，气瓶31内的压缩空气即可通过空气压输出管23送到辅助涡轮T。高压喷射的空气作用于辅助涡轮T的旋转叶片42使驱动轴11a及11b以可得到所须电能的一定速度旋转。
当无须用电时也可使风车1的旋转力传递到压缩机P即可继续贮存更多的压缩空气。
如图3所示的本发明实施例，使风车1的旋转力直接带动压缩机C之后贮存于各气瓶A中，气瓶A的空气压供给空气涡轮机T驱动发电机G，这样也可取得相同效果。
如上所述，因本发明是利用风力驱动发电机，利用自然状态下的无穷风车，所以具有以经济的能源取得电能的效果。
又因有风时可把多余能量以空气压贮存起来，而在无风或风力弱时利用被贮存的空气压驱动发电机，所以无论有无风都可持续驱动发电机取得电能。
本发明可用于利用风力的风车上之外，也可装上利用水力的水车即可利用水力贮存空气压，还可利用潮汐力贮存空气压，它可适用于所有发电装置，可以深刻解决能源问题。
权利要求
1.一种利用辅助空气压的发电装置，包括借助风力旋转的风车风扇(W)和用风车风扇(W)旋转力驱动的发电机(G)，其特征在于还包括通过一个离合器(C)与发电机(G)后驱动轴(5b)相联的压缩机(P)，通过空气压输入管与压缩机(P)相联的气罐组(A)，通过空气压输出管(23)与所述的气罐组(A)相联并装在所述的发电机(G)的前驱动轴(11a)上的辅助涡轮机(T)，和通过转速监视器(51)监视风车转速以便控制上述离合器(C)及自动控制阀(V2)的控制系统(CS)。
2.按照权利要求1所述的利用辅助空气压的发电装置，其特征在于上述的风车风扇(W)的旋转力传递到压缩机(P)，所述的压缩机(P)产生的空气压贮存于所述的气罐组(A)的气瓶(31)中，以便借助空气压驱动所述的发电机(G)。
全文摘要
一种利用辅助空气压的发电装置。为得到电能,利用风力转动风车,本发明在靠风车的转动驱动发电机的众所周知的装置基础上还包括发电机后轴用离合器联接的压缩机,用管道联接的气罐,用管道联接并与发电机前轴共轴的辅助涡轮机和用转速监视器监视风车转速以便控制离合器及自动控制阀门的自动控制系统。刮风时多余能量以空气压贮存起来,在无风和风弱时利用被贮存的空气压驱动发电机,以达到无论有无风都可持续发电。
文档编号F03D9/02GK1351228SQ0013034
公开日2002年5月29日 申请日期2000年10月31日 优先权日2000年10月31日
发明者金相逸 申请人:金相逸