温差—风力发电装置 本发明涉及一种发电技术。具体说是一种利用温差创造风力而发电的温差—风力发电装置。现有的风力发电技术多数为借助于自然风力的,所以受气候、地区等多方面的限制,很难大量发电。
本发明的优点在于:它不受气候的限制,基本不消耗能源,不污染环境,发电量大,规模灵活。
本发明的任务是这样实现的:温差—风力发电装置包括几个大的空气加热箱(简称加热箱)、热空气冷缩装置、集水箱、流气管(进气管和排气管)、流气管外周(或里面)的诸多发电机。
在高温地热能处并列安装几个较大的空箱子作为空气加热箱。每个箱子的一面各安装一个进气管分管。进气管与加热箱连接处各安装一个温度控制风门,加热箱内空气温度升到一定程度时风门自动打开,温度降到一定程度时风门自动关闭。各进气管分管的直径与主进气管的直径相同并与之连接在一处。各进气管分管的对面各安装一个排气管分管。排气管与加热箱连接处各安装一个单向风门以阻止排气管内空气回流防碍风速。加热箱内空气压力大于排气管内空气压力时单向风门打开,加热箱内空气流入排气管。加热箱内空气压力小于排气管内空气压力时单向风门关闭,使整个流气管内空气按一定方向流动。各排气管分管的直径与主排气管地直径相同并与之连接在一处。
在流气管外周(或里面)安装诸多的由几个到十几个发电机组成的发电机圈。每一对发电机中间都有一组风叶片,风叶片的一部分凸出在流气管内,一部分露在流气管外面,在外面的部分用风叶片保护盖盖住。
当加热箱内空气足够加热后打开一个加热箱的进气管风门,进气管内的冷空气流入空气加热箱内,同时箱内热空气遇到冷空气迅速冷缩,压力急剧下降,进气管内高压空气继续流入加热箱内,再通过排气管排出。当进气管内空气和加热箱内空气温度和压力接近而减弱风速时关闭该加热箱进气管风门,同时打开另一个空气加热箱进气管风门。这样轮流打开和关闭各加热箱进气管风门直到第一个加热箱内空气重新达到原来的温度时第二轮开始。这样整个流气管内不断地向同一个方向起速度稳定的风,并带动流气管内凸出的诸风叶片,再通过风叶片中轴带动发电机转动部分发电。
如果打开进气管风门使冷空气流入加热箱后冷缩效果不够理想,那么可以利用加热箱上面的冷缩装置进行冷缩加热箱内热空气,使之内外产生较大的压力差,再打开进气管风门。冷缩用的水收集到集水箱里,再往外抽出或蒸发。如果冷、热空气流动效果好,就不需要冷缩装置。
下面结合说明书附图对本发明做详细介绍:
图1是温差—风力发电装置示意图。
图2是流气管外周安装发电机圈的侧视图。
图3流气管外周安装多个发电机圈的侧视图。
图4是外周安装发电机圈的流气管横截视图。
图5是风叶片组示意图。
图1里(1)为流气管进风口。为防止赃物进入,用网状盖盖住。进风口要放置在大气压相对高的地带。(2)为进气管。用耐久材料制作。可以把它放置在地下保护隧道里。进气管接近于空气加热箱的部分要真空处理,如此进气管内的空气进入加热箱以前基本不升温,能保持原来的密度。进气管(2)的长度根据发电量的需要而定。它越长,外周(或里面)安装的发电机数量越多,发电量也越大。假设在西藏的一个地热能处安装一套空气加热箱。流气管进风口(1)可以安放在几公里远的山口处,也可以安放在黑龙江天气较冷的地带,甚至可以安放在南极或北极。这样进气管外周(或里面)安装的发电机数量甚多,发出的电量可供几个国家甚至全世界使用。(3)为顺放在流气管(2)外周固定的发电机。由几个或十几个发电机组成一个发电机圈。一圈发电机的数量根据流气管和发电机的直径以及风叶片保护盖的宽度而定。一套流气管外周可安装许多圈发电机。其数量根据流气管(主要为进气管(2))的长度而定。(4)为风叶片保护盖。每两个发电机中间有一组风叶片,风叶片的一部分穿过流气管上的长方形孔凸出在流气管内,一部分露在流气管外面。用风叶片保护盖(4)盖住流气管上的长方形孔和风叶片组外露部分。(5)为固定在风叶片组中间的风叶片中轴,它透在保护盖(4)的两边。(6)为中轴齿轮,是横向齿轮,固定在风叶片中轴(5)的两端。(7)为电机齿轮,是纵向齿轮,固定在发电机转动轴上。当风叶片组在流气管(2)内凸出的部分受风力并带动中轴(5)时,其两端的齿轮(6)改变转向并带动一对发电机齿轮(7)发电。(8)为进气管分管。每一个空气加热箱与一个进气管分管(8)连接,在它们的连接处各有一个温度控制风门,当加热箱内空气温度升到一定程度时风门自动打开,当加热箱内空气温度降到一定程度时风门自动关闭,以保持和创造压力差。各进气管分管(8)与主进气管(2)直径相同并与之连接在一处。(9)为空气加热箱,它和离它远处的大气压组成动力源。由导热和防腐性能强的材料制成。加热箱的数量根据一轮工作完成的周期来定。即打开第一个加热箱进气管风门,开始通风到加热箱内空气温度和密度接近于进气管(2)内空气温度和密度而减弱风速时关闭该风门,同时打开第二、第三箱直到第一箱内空气足够加热时一周期的工作就完成,并开始下一轮的工作。(10)为冷缩装置。如果进气管(2)内空气进入加热箱(9)时的冷缩效果不够理想,就要先利用冷缩装置喷冷水,冷缩加热箱(9)内空气创造低压空间,同时打开进气管分管的风门。(11)为集水箱。各加热箱底下共同有一个集水箱(11)。若利用冷缩装置喷冷水,就把加热箱内喷入的水用集水箱(11)收集后抽出或蒸发出去。(12)为排气管分管。每一个加热箱,进气管分管(8)的对面与一个排气管分管(12)连接。在它们的连接处各有一个单向风门。加热箱(9)内空气压力大于排气管内空气压力时单向风门打开,加热箱(9)内空气压力小于排气管内空气压力时单向风门关闭,使空气向同一个方向流动。(13)为主排气管。主排气管(13)与排气管分管(12)直径相同并连接在一处。主排气管(13)不宜太长,其外周(或里面)安装的发电机数量也少。因为排气管(13)内空气的流动只靠从空气加热箱(9)挤出的空气作为动力,而前方没有明显的空气低压空间,所以空气的流动力不会太大。
图2里(2)为流气管。(3)为发电机。本设计图里六对十二个发电机组成一个发电机圈。一套流气管外周可以安装许多发电机圈。每一个发电机圈里的发电机数量根据流气管(2)和发电机(3)的直径以及风叶片保护盖(4)的宽度而定。(4)为风叶片保护盖。(5)为风叶片中轴。(6)为风叶片中轴(5)两端固定的中轴齿轮。(7)为发电机(3)旋转周上固定的电机齿轮。
图3里(1)为进风口。(2)为流气管。(3)为发电机。(4)为风叶片保护盖。(5)为固定在风叶片中间的风叶片中轴。(6)为风叶片中轴两端固定的中轴齿轮。(7)为发电机旋转周上固定的电机齿轮。
图4里(2)为流气管。(3)为发电机。(4)为风叶片保护盖。(5)为固定在风叶片中间的风叶片中轴。(6)为风叶片中轴两端固定的中轴齿轮。(7)为发电机旋转周上固定的电机齿轮。(14)为风叶片组。在流气管上每一对发电机中间都有一个长方形孔,叶片组(14)穿在此长方形孔当中,一部分凸出在流气管内,一部分露在流气管外面。每组风叶片(14)在流气管(2)外面露出的部分和流气管上的长方形孔用风叶片保护盖(4)盖住。流气管(2)内起风时风叶片组(14)在流气管(2)内凸出的部分受风力转动。本设计图里每一个发电机圈的横切面上都有六组风叶片。每组风叶片通过中轴(5)两端的齿轮(6)带动一对发电机齿轮(7)发电。中轴齿轮(6)和电机齿轮(7)还有改变转向作用。还可以用此两组齿轮调整发电机的转速。
图5里(5)为风叶片中轴。(14)为风叶片组。