专利名称：一种利用气体为能源的发电设备及其发电方法
技术领域：
本发明涉及一种利用气体为能源的发电设备及其发电方法，具体地说是 属于《可再生能源》领域的气能发电机。
技术背景目前，人们对清洁能源有了更高的要求，风能作为再生能源已成为人们 开发的热点。风力发电技术应用的范围，基本都在沿海、草原、大平原等富 风区地带；能源紧缺急需替代能源，为保护环境急需发展清洁能源，或因地 理环境及资源等原因无法通达电网，至今还未使用上电源的地区迫切需要解 决生活、生产用电，对于人口密集用电要求量巨大的城市几乎都是忽略不提 的，这是因为城市里的风力资源是无法满足现有任何类型的风力发电机的运 营要求造成的。在已有技术中，现有风力发电设备、太阳能制造发电设备较多。风力发 电设备主要由风轮、发电机组及支撑架等组成。或采用在机架上设置多个空 心杆，并安装多个风轮，每个风轮再通过驱动轴共同驱动一个变速箱，由变 速箱变速驱动发电机工作。太阳能制造发电设备主要由太阳能电池装置及支 架等组成。上述机械结构复杂，制造成本高，使用安装维修不方便。由于太阳能制 造发电设备和风能制造发电设备在连续阴雨天和微风天气时，会造成能源断 缺。因此，在使用场合、能源的区域环境受到限制，从而不能正常发电。 发明内容本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种利用气体为能源的 发电设备及其发电方法，其主要采用微量的压縮气体作为发电的主要能源， 确保稳定的正常发电；将储气罐中的压縮气体对准气能发电机上的气轮喷放 气体，使气能发电机上的气轮旋转、产生电能；将电能中一部分功率用于生 产压縮气体，生产的压縮气体继续对准气轮喷放气体，确保气轮正常旋转、 循环生产电能；将多余的电能服务于需要用电的地方。本发明的主要解决方案是这样实现的本发明利用气体为能源的发电设备主要包括发电机、气力机、空气压縮 机、压力储气罐等；特征是采用预注有压力和气体容积的储气罐通过管道连 接出气口截止阀，出气口截止阀通过管道连接水气分离器，水气分离器的另 一端通过管道与恒气流量阀连接，恒气流量阀通过管道连接喷气嘴；喷气嘴 口对准气轮释放压力气体；气轮一端用轴与气力机连接，气力机的另一端与 发电机连接；发电机直接或分别与逆变器或负载电网连接后；空气压縮机连 接发电机或逆变器或负载电网电源；空气压縮机出气口通过管道连接单向阀， 单向阀通过管道连接储气罐。所述的空气压縮机上安装电气控制开关、压力表、压力开关、安全阀及 进气口和出气口。所述的储气罐下端连接第一截止阀，水气分离器的下端连接第二截止 阀，第一截止阀出口处设有第一自动放水阀，第二截止阀出口处设有第二自 动放水阀，第一自动放水阀和第二自动放水阀分别通过管道连接净化器。所述的净化器一端通过管道与净水池连接。本发明一种利用气体为能源的发电设备的发电方法，釆用以下工艺步骤1、 将预注有压力气体容积的储气罐上的出气口截止阀打开；2、 储气罐内的压力气体迅速向水气分离器释放，压缩气体通过水气分离 器后进入恒气流量阀；压縮气体又通过恒气流量阀经喷气嘴对准气轮释放压 力气体、吹动气轮旋转；3、 气轮旋转的速度由恒气流量阀来控制；气轮旋转带动气力机，气力机 带动发电机生产电能；4、 发电机所生产电能直接或通过逆变器或者并入电网转换成交流电电能 后，将部分电能提供给空气压縮机，空气压縮机从进气口中吸收空气生产气 体循环提供给气轮，确保气轮正常旋转，循环生产电能；将多余的电能服务 于需要用电的地方。所述的压力气体、其压力为0.01 40MPa。 所述的气轮l旋转的速度5-2000r/min。 所述的压力气体流速为3-150m/S。 本发明与已有技术相比具有以下优点本发明结构简单、紧凑，合理；适应性广泛、不受能源制约和区域环境影响；便于室内安装、运输、维修和保养方便；气能具有稳定性和安全性，始终保持额定气体流量；可以采用结构简单的垂直轴风力机作为气力机使用； 由于气能速度便于控制稳定，气能转变成的电能的电压和频率可直接被负载 (电网)利用；利用气能发电，实现自产自销服务于第三方的循环节能理论； 副产水源、服务于缺水地区的用水；气能发电机可制造成气能汽车等行走机 械、气能飞行机械、气能空气压縮机及各种独立行走气能机械。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述本发明利用气体为能源的发电设备主要由气轮1、气力机2、发电机3、 逆变器4、负载电网5、空气压縮机6、电气控制开关7、压力表8、压力开 关9、安全阀10、单向阀ll、储气罐12、第一自动放水阀13、第二自动放 水阀14、净化器15、净水池16、出气口截止阀17、水气分离器18、恒气流 量阀19、喷气嘴20、进气口 21、第二截止阀22及第一截止阀23、压縮机出 气口 24等组成。将预注有一定压力气体容积(确保正常循环发电所用气量)的储气罐12 通过管道连接出气口截止阀17，出气口截止阀17通过管道连接水气分离器 18，水气分离器18的另一端通过管道与恒气流量阀19连接，恒气流量阀19 通过管道连接喷气嘴20;喷气嘴口对准气轮l释放压力气体；气轮l一端用 轴与气力机2连接，气力机2的另一端与发电机3连接；(发电机3也可分别 与逆变器4或负载电网5连接；)空气压縮机6用电线与发电机3或与逆变器 4或与负载电网5连接；空气压縮机6的出气口 24通过管道连接单向阀11, 单向阀11通过管道连接储气罐12。所述的空气压缩机6上安装电气控制开 关7、压力表8、压力开关9、安全阀IO及进气口 21和出气口 24。所述的储 气罐12下端连接第一截止阀23，水气分离器18的下端连接第二截止阀22, 第一截止阀23出口处设有第一自动放水阀13，第二截止阀22出口处设有第 二自动放水阀14，第一自动放水阀13和第二自动放水阀14通过管道分别连 接净化器15;净化器15通过管道连接净水池16。本发明一种利用气体为能源的发电设备的发电方法，采用以下工艺步骤:1、 将预注有压力气体的储气罐12上的出气口截止阀17打开；2、 储气罐12内的压力气体迅速向水气分离器18释放气体，压縮气体通 过水气分离器18后进入恒气流量阀19;压縮气体又通过恒气流量阀19经喷 气嘴20吹转气轮1旋转；喷气嘴口对准气轮1均匀释放压力气体；3、 气轮1旋转的速度由恒气流量阀19来控制；气轮1旋转带动气力机 2，气力机2带动发电机3生产电能；4、 发电机3所生产电能直接或通过逆变器4或者并入电网转换成交流电 电能后，将部分电能提供给空气压縮机6，空气压縮机从进气口 21中吸收空 气生产气体循环提供给气轮1，确保气轮1正常旋转，从而将气能转变成机 械能，机械能转变成电能，利用一部分电能转变成气能，气能再变成机械能、 机械能转变成电能……的循环生产气能和电能；将多余的电能服务于需要用 电的地方。本发明实施例中所述的压力气体压力为0.6MPa。 所述的气轮l旋转的速度1 600r/min。 所述的压力气体流速为20 m/S。
权利要求
1. 一种利用气体为能源的发电设备，包括发电机(3)其特征是预注有压力和气体容积的储气罐(12)通过管道连接出气口截止阀(17)，出气口截止阀(17)通过管道连接水气分离器(18)，水气分离器(18)通过管道与恒气流量阀(19)连接，恒气流量阀(19)通过管道连接喷气嘴(20)；气轮(1)一端用轴与气力机(2)连接，气力机(2)的另一端与发电机(3)连接；发电机(3)分别与逆变器(4)、负载电网(5)及空气压缩机(6)连接；空气压缩机(6)上的出气口(24)通过管道连接单向阀(11)，单向阀(11)通过管道连接储气罐(12)。
2、 根据权利要求1所述的利用气体为能源的发电设备，其特征在于所述 的空气压縮机(6)上安装电气控制开关(7)、压力表(8)、压力开关(9)、 安全阀(10)及进气口 (21)。
3、 根据权利要求1所述的利用气体为能源的发电设备，其特征在于所述 的储气罐(12)下端连接第一截止阀(23)，水气分离器(18)的下端连接第 二截止阀(22),第一截止阀(23)出口处设有第一自动放水阀(13)，第二 截止阀(22)出口处设有第二自动放水阀(14)，第一自动放水阀(13)和第 二自动放水阀(14)分别通过管道连接净化器(15)。
4、 根据权利要求1所述的利用气体为能源的发电设备，其特征在于所述 的净化器(15) —端通过管道与净水池(16)连接。
5、 一种生产利用气体为能源的发电设备的发电方法，其特征是采用以下 工艺步骤(1) 、先将预注有压力气体(压縮气体)的储气罐(12)上的出气口截 止阀(17)打开；(2) 、储气罐(12)内的压力气体向水气分离器(18)释放气体，压力 气体通过水气分离器(18)后进入恒气流量阀(19);压力气体又通过恒气流 量阀(19)经喷气嘴口对准气轮(1)释放压力气体、使气轮(1)旋转；(3) 、气轮(1)旋转的速度由恒气流量阀(19)来控制；气轮(1)旋转带动气力机(2)，气力机(2)带动发电机(3)生产电能；(4) 、发电机(3)所生产电能直接或通过逆变器(4)或者并入电网转换成交流电电能后，将部分电能提供给空气压縮机(6)，空气压縮机从进气 口 (21)中吸收空气生产气体循环提供给气轮(1)，确保气轮(1)正常旋转， 循环生产电能；将多余的电能服务于需要用电的地方。
6、 根据权利要求1所述的利用气体为能源的发电设备的发电方法，其特 征在于所述的压力气体、其压力为0.01 40MPa。
7、 根据权利要求1所述的利用气体为能源的发电设备的发电方法，其特 征在于所述的气轮(1)旋转的速度5-2000r/min。
8、根据权利要求1所述的利用气体为能源的发电设备的发电方法，其特 征在于所述的压力气体流速为3-150m/S。
全文摘要
本发明涉及一种利用气体为能源的发电设备及其发电方法，属于可再生能源技术领域。特征是采用压力气体储气罐连接截止阀，截止阀连接水气分离器，水气分离器与恒气流量阀连接，恒气流量阀连接喷气嘴；喷气嘴口对准气轮均匀释放压力气体；气轮与气力机连接，气力机与发电机连接；发电机也可分别与逆变器、负载电网连接；空气压缩机与发电机或与逆变器或者与负载电网连接；空气压缩机所生产的气体通过管道连接单向阀，单向阀连接储气罐。本发明适应性广泛、不受能源制约和区域环境影响；始终保持额定气体流量；由于气能速度稳定，气能转变成的电能的电压和频率可直接被负载(电网)利用；且可将多余的电能服务于需要用电的地方。
文档编号F03D9/02GK101251088SQ20081002010
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者勇 张 申请人:勇 张