气动能倍增压差发电系统及其发电方法
【专利摘要】本发明是有关于一种气动能倍增压差发电系统，包括动力气源压差分配系统、传动倍增发电系统及微电控制调配系统。其中，所述的动力气源压差分配系统、传动倍增发电系统及微电控制调配系统依序连接。借由本发明，能够实现无物燃料、无排放及无污染发电。
【专利说明】气动能倍增压差发电系统及其发电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电系统，特别是涉及一种气动能倍增压差发电系统。
【背景技术】
[0002]能源、污染等问题是世界难题，而能源也是人类赖以生存的资源，但是过度开采和无度利用能源造成了资源危机，带来了能源和环境的双重边缘效应，这对人类的生存已构成极大的威胁，给人类和国家造成重大损失。当前，国家一直限制以牺牲人类生存环境为代价换取经济效益，同时又苦苦寻求一种新能源，其可代替现有的煤、石油等燃料，而可应用的无燃料又无排放的零污染产品，该产品可防止环境污染，又能解决能源短缺的问题。
[0003]目前，国内外所提及的新能源技术就是利用传统的太阳能、风能、潮汐能、水能、沼气能、垃圾、秸杆等发电。但是，利用太阳能、风能和潮汐能发电受到环境及资源的约束，同时有投入大，物理技术(大型储能)配套复杂等实际问题；而利用沼气能、垃圾、秸杆等发电受到物理技术成熟性及环保的限制很难发展。
[0004]有鉴于上述现有的发电系统存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的发电系统，能够解决现有的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是在提供一种气动能倍增压差发电系统，其利用中小功率的无物燃料发电机组，具有结构紧凑、噪音小运行平稳、寿命长及维护简单等优势，可实现10-500千瓦的中小功率，适用于边远的山区、农村、边防哨所等恶劣的环境下使用。
[0006]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。本发明的一种气动能倍增压差发电系统，包括传动倍增发电系统及微电控制调配系统，其还包含动力气源压差分配系统；该动力气源压差分配系统包括动力气源和失重驱动装置；该动力气源包括空压机、储气罐、气压输出管及储气罐输出管，该空压机具有输气口和电源线接口，该储气罐具有接气口和输气口，该气压输出管的一端与空压机上的输气口连接，另一端与储气罐上的接气口连接，该储气罐输出管的一端与储气罐上的输气口连接，另一端与气套的进气孔相连；该失重驱动装置包括轮盘架、多根气缸总成、总气电分配盘、失重轮轴、驱动轮座、集电环及气套；其中该轮盘架和总气电分配盘环套固定在失重轮轴上，该失重轮轴支撑固定在驱动轮座上，而所述的轮盘架、多根气缸总成和总气电分配盘固定在一起；该集电环环套固定在失重轮轴上，同时也加固在驱动轮座上，与总气电分配盘连接；该气套环设在失重轮轴上，并由密封环作气密封闭，同时该气套加固在驱动轮座上，该气套上设有进气孔，与储气罐输出管的另一端连接，而气套环设的失重轮轴的一段是空心的，与气套组成气室，该气室上设有多个出气孔，与总气电分配盘连接。
[0007]本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0008]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该轮盘架是一个圆形的支架，而所述的多根气缸总成均匀固定在轮盘架上。
[0009]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该驱动轮座分为左支架座和右支架座，失重轮轴分别固定在左支架座和右支架座上，而集电环加固在左支架座上，气套加固在右支架座上。
[0010]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该气缸总成包括上气室、上进气管、下气室、下进气管、滑块、滑套及滑轨；其中该上气室和下气室内分别设有上限位减震器和下限位减震器，而上进气管的一端与上气室连接，另一端与电磁气阀的电磁气阀管连接；该下进气管的一端与下气室连接，另一端与该电磁气阀的电磁气阀管连接；该滑块借由螺丝固定在滑套，而滑套固设在滑轨上；而每一根气缸总成的靠近下气室的一端固定在总气电分配盘上。
[0011]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该气缸总成的根数为10-24根。
[0012]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该总气电分配盘上设有凸偏心轮控制盘、多个压合开关及多个电磁气阀；其中，所述多个压合开关均匀排列在总气电分配盘的圆周，而所述多个电磁气阀分别固设在与上述多个压合开关相应的圆周位置上，且与上述气室的出气孔的位置相对应，每一个电磁气阀的总进气孔和与之相对应的气室的出气孔连接；该凸偏心轮控制盘是一个半圆轮形，固定在气套上，该凸偏心轮控制盘与多个压合开关配合在一起。
[0013]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该气缸总成、压合开关及电磁气阀的数量是相同的，并位于总气电分配盘的圆周的相应位置，分别依此连在一起。
[0014]较佳的，前述的气动能倍增压差发电系统，其中该压合开关设置成压合开关轮。
[0015]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现的。本发明的一种气动能倍增压差发电系统的发电方法，其包括以下步骤:首先，动力气源的空压机对空气进行压缩，并将压缩空气存储到储气罐中，再输送至失重轮轴的气室；借由凸偏心轮控制盘、压合开关及电磁气阀，对每一个气缸总成进行充放气，进而产生失重；在失重的情况下，气缸总成中的滑块会弹出或收回，继而产生重力势能；重力势能带动失重轮轴旋转，继而产生扭力；其次，上述的扭力传输至传动倍增发电系统，在第一减速器、扭力倍增器、第二减速器的共同作用下，输送至发电机，并转化为电能；最后，微电控制调配系统对电能进行合理的分配。
[0016]借由上述技术方案，本发明的气动能倍增压差发电系统及其发电方法至少具有下列优点及有益效果:本发明利用气压能量使气缸推动滑块重物运动到偏差上位置后，失去平衡重力自由落下起到杠杆压差原理作为驱动能源。而重力带动轮轴旋转，并且也带动扭力倍增器实现大扭矩旋转再带动发电机发电，即重力势能转化为电能。同时，产生的电能会进行有效合理的分配，使发电机发挥最大的能量并保证该气动能倍增压差发电系统持续循环运行，从而实现无物燃料、无排放及无污染发电。
[0017]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1:为本发明的动能倍增压差发电系统的结构示意图。
[0019]图2:为本发明的气缸总成的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种气动能倍增压差发电系统及其发电方法其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0021]参阅图1所示，为本发明的气动能倍增压差发电系统的结构示意图。该动能倍增压差发电系统包括动力气源压差分配系统1、传动倍增发电系统2及微电控制调配系统3。
[0022]其中，该动力气源压差分配系统I包括动力气源11和失重驱动装置12。该动力气源11包括空压机111、储气罐112、气压输出管113及储气罐输出管114。该空压机111用于对空气的压缩，具有输气口和电源线接口。该储气罐112具有接气口和输气口，用于储存压缩空气。该气压输出管113的一端与空压机111上的输气口连接，另一端与储气罐112上的接气口连接。该储气罐输出管114的一端与储气罐112上的输气口 1122连接，另一端与气套127的进气孔相连。
[0023]该失重驱动装置12包括轮盘架121、i^一根气缸总成122、总气电分配盘123、失重轮轴124、驱动轮座125、集电环126及气套127，其中该轮盘架121和该总气电分配盘123环套固定在失重轮轴124上，该失重轮轴124支撑固定在驱动轮座125上，而所述的轮盘架121、i^一根气缸总成122和总气电分配盘123通过螺丝固定在一起。该轮盘架121是一个圆形的支架，用于支撑固定所述的十一根气缸总成122，而所述的十一根气缸总成122均匀固定在轮盘架121上。该驱动轮座125分为左支架座1251和右支架座1252，借由左支架座1251和右支架座1252上固定的轴承座，失重轮轴124支撑固定在驱动轮座125上。该集电环126环套固定在失重轮轴124上，同时也加固在左支架座1251上，集电环126通过电源线与总气电分配盘123连接。
[0024]该气套127环设在失重轮轴124上，并由密封环作气密封闭，同时该气套127加固在右支架座1252上，不随失重轮轴124旋转。其中，该气套127上具有进气口，与储气罐输出管114的另一端连接，而气套127环设的失重轮轴124的一段是空心的，即形成气室，暂时储存压缩空气，该气室具有i^一个出气孔，分别为各个气缸总成122输送压缩空气。
[0025]参阅图2所示，为气缸总成122的结构示意图。在本发明中，该气缸总成122包括上气室1221、上进气管1222、下气室1223、下进气管1224、滑块1225、滑套1226及滑轨1227。其中该上气室1221和下气室1223内分别设有上限位减震器和下限位减震器，而上进气管1222的一端与上气室1221连接，另一端与电磁气阀1233的电磁气阀管连接，气缸总成122放气。该下进气管1224的一端与下气室1223连接，另一端也可与该电磁气阀1233的电磁气阀管连接，对气缸总成122充气。该滑块1225借由螺丝固定在滑套1226，而滑套1226固设在滑轨1227上，可以沿着滑轨1227上下滑动。在充气的过程中，滑块1225弹出，但在放气的过程中，滑块1225收回，而在滑块1225收回时，会有重力势能的释放，其借由传动倍增发电系统2可转化为电能。
[0026]另外，每一根气缸总成122的靠近下气室1223的一端固定在总气电分配盘123上。值得注意的是，本发明不限制气缸总成122的根数，可以依据实际需要而定，即可根据失重驱动轮12的转速和功率的需求，适当选择气缸总成122的根数，一般10-24根为宜。同样，本发明也不限定所述多根气缸总成122的固定方式，可以选用加固环固定，而不是轮盘架。
[0027]该总气电分配盘123上设有凸偏心轮控制盘1231、i^一个压合开关1232及i^一个电磁气阀1233。其中，该总气电分配盘123环套固定在失重轮轴124上，同失重轮轴124 —起旋转。所述的十一个压合开关1232均匀排列在总气电分配盘123的圆周，而所述的十一个电磁气阀1233分别固设在与上述十一个压合开关1232相应的圆周位置上。另外，所述的^^一个压合开关1232或^^一个电磁气阀1233的设置位置，与失重轮轴124的气室上的i^一个出气孔的位置相一致，同时，每一个电磁气阀1233的总进气孔和与之相应的出气孔借由气管连接。而每一根气缸总成122的靠近下气室1223的一端固定在总气电分配盘123上，即固设在与上述十一个压合开关1232或上述十一个电磁气阀1233相应的位置。
[0028]每一个电磁气阀1233和与之对应的压合开关1232是通过控制线连接，同时与集电环126连接，而每一个电磁气阀1233的电磁气阀管和与之对应的气缸总成122的上进气管1222或下进气管1224连接。简单来说，对气缸总成122的充气和放气是由电磁气阀1233控制的。即在本发明中，所述气缸总成、压合开关及电磁气阀的数量是相同的，并位于总气电分配盘的圆周的相应位置，分别依此连在一起，故本发明同样不限制压合开关和电磁气阀的数量，只要与气缸总成的数量对应即可。
[0029]该凸偏心轮控制盘1231是一个半圆轮形，固定在气套127上，不随总气电分配盘123旋转。实际上，该凸偏心轮控制盘1231与i^一个压合开关1232是配合使用的，即只有当凸偏心轮控制盘1231与压合开关1232接触，所述的压合开关1232才会闭合，否则保持打开。而当压合开关1232闭合时，电磁气阀1233的电磁气阀管会与下进气管1224连接，对气缸总成122进行充气；当压合开关1232打开时，电磁气阀1233的电磁气阀管会与上进气管1222连接，气缸总成122开始放气。在本发明中，该压合开关1232可以设置成压合开关轮的形式，当与该凸偏心轮控制盘1231相接触时，实质上是压合开关1232在半圆轮(凸偏心轮控制盘1231)上滚动的过程，这样可以避免压合开关1232或凸偏心轮控制盘1231的磨损。
[0030]该传动倍增发电系统2包括第一减速器21、扭力倍增器22、第二减速器23、发电机24和传动固定座25。其中，该第一减速器21、扭力倍增器22、第二减速器23和发电机24同时固定在传动固定座25上，该第一减速器21通过法兰盘与扭力倍增器22连接，而该扭力倍增器22的另一端又通过法兰盘与第二减速器23连接，同样该第二减速器23与发电机24通过法兰盘连接，该发电机24与配电柜31的一个端口连接，用于给配电柜31输送电源。该第一减速器21和第二减速器23依据实际的需求，用于调控轮轴的转速。而该扭力倍增器22调节扭矩的大小，即提高扭矩，保证发电机24实现相应的功率大小。在实际应用中，借由该扭力倍增器22可提高失重轮轴的扭力达到5倍以上，保证发电能力在50-5000千瓦之间。
[0031]该微电控制调配系统3包括配电柜31和备用蓄电池组32。该备用蓄电池组32用于对配电柜31供电，而该配电柜31用于对电的分配使用，具有多个端口，其中每一个端口有不同的作用。例如，其中一个端口与输入电缆线33的一端连接，而输入电缆线33的另一端与发电机连接，用于对配电柜31输送电源；另一个端口与输入电缆线34的一端连接，而输入电缆线34的另一端与集电环1231连接，用于输送电源；另一个端口借由充电输出线35与备用蓄电池组32连接，用于对备用蓄电池组32充电；另一个端口与空压机111的电源线接口连接，用于给空压机111提供电源；同时，该配电柜31还可以借由配电系统输出线36给用户输送电源。
[0032]下面对本发明的气动能倍增压差发电系统的发电方法进行简单的介绍。
[0033]在实际应用中，首先，动力气源压差分配系统I将气动能转化为重力势能。具体来说，空压机111对空气进行压缩，并将压缩空气存储到储气罐112中，再输送至失重轮轴124的气室。借由凸偏心轮控制盘1231、压合开关1232及电磁气阀1233，对每一个气缸总成122进行充放气，产生失重。其中，在失重的情况下，气缸总成122中的滑块1225会弹出或收回，继而产生重力势能；重力势能带动失重轮轴旋转，继而产生扭力。
[0034]其次，上述的重力势能转化为扭力后，传输至传动倍增发电系统2 ;传动倍增发电系统2接收到扭力后，在第一减速器21、扭力倍增器22、第二减速器23的共同作用下，输送至发电机24，并转化为电能。
[0035]最后，微电控制调配系统3对电能进行合理的分配，保证该气动能倍增压差发电系统持续循环运行的前提下，对外输送电能。
[0036]总的来说，本发明利用气压能量使气缸推动滑块重物运动到偏差上位置后，失去平衡重力自由落下起到杠杆压差原理作为驱动能源。而重力带动轮轴旋转，并且也带动扭力倍增器实现大扭矩旋转再带动发电机发电，即重力势能转化为电能。同时，产生的电能会进行有效合理的分配，使发电机发挥最大的能量并保证该气动能倍增压差发电系统持续循环运行，从而实现无物燃料、无排放又无污染的发电系统。
[0037]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许多变动或修饰为等同变化的等效实施例，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种气动能倍增压差发电系统，包括传动倍增发电系统及微电控制调配系统，其特征在于其还包括:动力气源压差分配系统； 该动力气源压差分配系统包括动力气源和失重驱动装置； 该动力气源包括空压机、储气罐、气压输出管及储气罐输出管，该空压机具有输气口和电源线接口，该储气罐具有接气口和输气口，该气压输出管的一端与空压机上的输气口连接，另一端与储气罐上的接气口连接，该储气罐输出管的一端与储气罐上的输气口连接，另一端与气套的进气孔相连； 该失重驱动装置包括轮盘架、多根气缸总成、总气电分配盘、失重轮轴、驱动轮座、集电环及气套；其中该轮盘架和总气电分配盘环套固定在失重轮轴上，该失重轮轴支撑固定在驱动轮座上，而所述的轮盘架、多根气缸总成和总气电分配盘固定在一起；该集电环环套固定在失重轮轴上，同时也加固在驱动轮座上，与总气电分配盘连接；该气套环设在失重轮轴上，并由密封环作气密封闭，同时该气套加固在驱动轮座上，该气套上设有进气孔，与储气罐输出管的另一端连接，而气套环设的失重轮轴的一段是空心的，与气套组成气室，该气室上设有多个出气孔，与总气电分配盘连接。
2.根据权利要求1所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该轮盘架是一个圆形的支架，而所述的多根气缸总成均匀固定在轮盘架上。
3.根据权利要求1所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该驱动轮座分为左支架座和右支架座，失重轮轴分别固定在左支架座和右支架座上，而集电环加固在左支架座上，气套加固在右支架座上。
4.根据权利要求1所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该气缸总成包括上气室、上进气管、下气室、下进气管、滑块、滑套及滑轨； 其中该上气室和下气室内分别设有上限位减震器和下限位减震器，而上进气管的一端与上气室连接，另一端与电磁气阀的电磁气阀管连接；该下进气管的一端与下气室连接，另一端与该电磁气阀的电磁气阀管连接；该滑块借由螺丝固定在滑套，而滑套固设在滑轨上；而每一根气缸总成的靠近下气室的一端固定在总气电分配盘上。
5.根据权利要求4所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该气缸总成的根数为10-24根。
6.根据权利要求1所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该总气电分配盘上设有凸偏心轮控制盘、多个压合开关及多个电磁气阀； 其中，所述多个压合开关均匀排列在总气电分配盘的圆周，而所述多个电磁气阀分别固设在与上述多个压合开关相应的圆周位置上，且与上述气室的出气孔的位置相对应，每一个电磁气阀的总进气孔和与之相对应的气室的出气孔连接； 该凸偏心轮控制盘是一个半圆轮形，固定在气套上，该凸偏心轮控制盘与多个压合开关配合在一起。
7.根据权利要求6所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该气缸总成、压合开关及电磁气阀的数量是相同的，并位于总气电分配盘的圆周的相应位置，分别依次连在一起。
8.根据权利要求1所述的气动能倍增压差发电系统，其特征在于其中该压合开关设置成压合开关轮。
9.一种应用权利要求1-8中任一项所述的气动能倍增压差发电系统的发电方法，其特征在于其包括以下步骤: 首先，动力气源的空压机对空气进行压缩，并将压缩空气存储到储气罐中，再输送至失重轮轴的气室；借由凸偏心轮控制盘、压合开关及电磁气阀，对每一个气缸总成进行充放气，进而产生失重；在失重的情况下，气缸总成中的滑块会弹出或收回，继而产生重力势能；重力势能带动失重轮轴旋转，继而产生扭力； 其次，上述的扭力传输至传动倍增发电系统，在第一减速器、扭力倍增器、第二减速器的共同作用下，输送至发电机，并转化为电能； 最后，微电控制调配系统对电能进行合理的分配。
【文档编号】F03G3/00GK104421115SQ201310362477
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】王景元 申请人:王景元