一种利用闲置变化荷载发电的装置及方法与流程

本发明涉及新能源发电技术领域，具体的说是一种利用闲置变化荷载驱动液压马达发电的方法。

背景技术：

能源问题是亟待研究和开发的全球性问题，解决全球能源危机、改进当前能源开发和利用的技术是解决能源问题的关键所在，新能源应运而生；电力支撑着工业、农业、生活，其用量大、范围广，而来源却越来越少，由最初的火力发电和水力发电到当今的风力发电、太阳能发电、核电、地热能发电和潮汐能发电等，发电形式逐渐多样化，发电效率也随之提高，其来源也更清洁绿色；但是，高速发展的科技时代能源需求量远远大于能源供应量；因此，有必要充分利用现有的条件和资源，开发新技术新方法，将闲置的清洁能源利用高新技术方法转化为电能。

生活中不少建筑比如高速路收费站、火车站、地铁站、大型展厅等建筑其承载的载荷，随着不同的时间段，常常会发生剧烈的变化，但这些变化的载荷对地基的作用力中蕴含的能量并没有得到很好的利用，基于这一问题，本发明从常规建筑中广泛使用的管桩入手，在原有管桩基础上，改变连接方式，增加关键元件，在不破坏稳定性前提条件下，将建筑体变化的荷载转化为电能。

技术实现要素：

本发明是为了解决现实中不少建筑或场所承载的变化载荷对地基的作用力中蕴含的能量并没有得到很好的利用的问题。

本发明采用的技术方案是：一种利用闲置变化荷载发电的装置，包括预制管桩、油池、液压马达、发电机、液压管道；其特征在于：所述预制管桩分为上部预制管桩和下部预制管桩，上部预制管桩和下部预制管桩拼接处设有活塞体，所述活塞体包括活塞密封层、液压腔室、缸筒；活塞体两侧连有通向油池形成回路的液压管道，其中一侧的管道上依次连有止回阀和液压马达及压力控制阀，另一侧管道上也设有止回阀，液压马达上连接发电机，发电机所发交流电经电缆最终储存或利用。

进一步的，所述活塞密封体与上部预制管桩底面焊接连接。

进一步的，所述内液压腔室下部内径小于上部内径，以限制活塞密封体行程，避免行程过大影响上部建筑体稳定。

进一步的，所述缸筒与下部预制管桩通过焊接连接。

进一步的，所述液压马达有多个，并在液压管道串联安装；

本发明的有益效果和特点是：①该系统空间占用率低、适用性强；②充分利用了闲置的荷载，开发了新的能源途径；③系统施工简单、成本低、便如推广。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例撤去载荷时液压油流向示意图；

图3是图1中活塞体处的局部剖面图；

图4是图1中活塞体处的截面俯视图。

图中标号分别表示：1-地层、2-活塞体、2-1-活塞密封体、2-2-液压腔室、2-3-缸筒、3-预制管桩、3-1-上部预制管桩、3-2-下部预制管桩、4-油池、5-液压马达、6-止回阀、6-1-止回阀、6-2-止回阀、7-发电机、8-电缆、9-液压管道、10-压力控制阀。

说明：图中箭头表示液压油的流向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

如图1～图4所示，一种利用闲置变化荷载发电的装置，包括插入地面的预制管桩3、油池4、液压马达5、发电机7、液压管道9；其特征在于：所述预制管桩3分为上部预制管桩3-1和下部预制管桩3-2，上部预制管桩3-1和下部预制管桩3-2通过活塞体2连接，上部预制管桩3-1只做垂直运动，水平方向无位移变化，下部预制管桩3-2对荷载无位移和形变；

所述活塞体2包括活塞密封层2-1、液压腔室2-2、缸筒2-3(见图3)，其中，活塞密封体2-1与上部预制管桩3-1底面焊接连接，缸筒2-3与下部预制管桩3-2通过焊接连接，内液压腔室2-2下部内径小于上部内径(如图3)，以限制活塞密封体2-1行程，避免行程过大影响上部建筑体稳定。

活塞体2两侧连有通向油池4形成回路的液压管道9，其中一侧的管道上依次连有止回阀6和液压马达5及压力控制阀10，压力控制阀10的作用在于设定一个压力临界值，只有变化载荷引起的油压变化超过压力临界值时，油路才会形成循环通路进行发电，避免过小的载荷变化造成液压马达5或发电机7的反复开启，带来液压马达5或发电机7的寿命减损，另一侧管道上也设有止回阀6，液压马达5采用高速马达(大于500rpm)中的外啮合齿轮马达，其扭矩小而转速大的特点能提高发电机的工作效率，且正反转时性能不受影响；液压马达5上连接发电机7，发电机7所发交流电经电缆8并网。

所述液压马达5有多个，并在液压管道9串联安装，以梯级利用管路内的压差，提高系统的效率；

该利用闲置变化荷载发电的装置，其试验方法包括如下步骤：

a.根据具体建筑物或场所受载荷情况，在压力控制阀(10)上设定好压力临界值β；

b.建筑物或场所承受载荷时(建筑物或场所载荷撤去时，活塞体2变为抽吸液压油的装置，发电方法与承受载荷时类似,具体液压油流向可见图2)，压力由上部预制管桩3-1传递到活塞体2，带动活塞密封体2-1运动，将压力传递给活塞体2液压腔室2-2内的液压油；

c.液压油在压力作用下沿管道流出，(流经止回阀6-1处被挡住)，流经止回阀6-2，并将压力传递置压力控制阀10；

d.当压力控制阀10两边的压差小于压力临界值β时，压力控制阀门10保持关闭状态，装置不工作；当压力控制阀β两边的压差大于压力临界值β时，压力控制阀门10开启，进入下一步；

e.液压油经压力控制阀门10进入液压马达5，在液压马达5前后形成压差，驱使液压马达5转动；转动的液压马达5带动带动发电机7工作；

f.经过液压马达5的液压油回流到油池4完成循环。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。