一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备的制作方法

本申请涉及能源机械，尤其涉及风力发电领域，具体是一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备。

背景技术：

1、人类社会发展进程中，化石能源加速消耗，仅依靠节能和资源调配还不能满足社会发展的需求，因此还需大力发展新能源，例如太阳能发电、风力发电等以作为对化石能源的补充，实现能源的可持续发展。

2、但在实际应用中发现，太阳能、风力、潮汐等可再生能源具有不稳定性，人类无法控制太阳能、风力、潮汐的持续供应，仅能根据自然现象顺势而为，当自然条件不满足发电条件时，设备无法正常运转发电，就会造成能源供应的中断。

3、发明人认识到，为了有效储存能量使之能稳定提供能够进入电网的有效电能，目前所采用的技术路线主要是通过开发超大容量的化学或物理电池，把动力转化得到的电能先转成直流电储存起来后，再转化成交流电向外输送。这种方法虽解决了可再生能源存在的供应不稳定的问题，但设备复杂、转换效率低、技术成本昂贵且技术难度高。除此之外，开发超大容量的化学或物理电池虽然能够有效储存能量，但是其在能量转化利用时，直接转化成交流电向外输送，因此，外部设备限于通过电能直接驱动的设备，然后外部设备得到电能转换为设备的机械能，即，超大容量的化学或物理电池直接作为电源来供电，整体消耗较高。因此，有必要提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，用以解决现有能量存储不便、存储成本高且转化效率低的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请提供一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，包括风力发电机组、重力输出装置、空气压缩机、压力容器、水力蓄能装置、水车和动力输出装置，其中：风力发电机组包括塔架以及安装在塔架顶端的风轮，风轮包括转动轴及设置在转动轴上的叶轮；重力输出装置包括与转动轴传动连接的传动杆，传动杆上设置有轮体框架，轮体框架的外缘上等间距设置若干个储水罐，储水罐内盛装半罐水，传动杆与空气压缩机的动力输入端相连，空气压缩机的出气口通过管道与一个或多个压力容器的进口相连，压力容器的出口与水力蓄能装置相连，水力蓄能装置包括多个蓄水池和与每个蓄水池对应的抽水模组，多个蓄水池的基础的高度逐渐增加，每个抽水模组在压缩空气的作用下对蓄水池抽水，水的势能逐渐递增，水力蓄能装置将积累势能的水排出并冲击水车，水车水平放置，水车的中心轴上设置第一轴承，第一轴承与动力输出装置传动连接。

4、上述技术方案中进一步的，所述叶轮为玫瑰型叶轮或风车状叶轮；玫瑰型叶轮包括以转动轴为中心呈放射状分布的多个螺旋形扇叶，转动轴通过支撑杆与每个扇叶连接固定，转动轴与风向平行，玫瑰型叶轮能够随风旋转，并将风能转化为旋转动力。

5、进一步的，风车状叶轮包括以转动轴为中心呈放射状分布的多个曲面扇叶，每个曲面扇叶由折起一角的三角形叶片构成，三角形叶片上折角的部分与转动轴相连，风车状叶轮能够随风旋转，并将风能转化为旋转动力。

6、进一步的，转动轴的两端通过轴承组件与塔架连接，转动轴的输出端与重力输出装置的传动杆直接相连或通过联轴器相连。

7、进一步的，轮体框架包括绕传动杆周向设置一圈的圆环形框架，圆环形框架通过沿传动杆径向设置的若干根连接杆与传动杆固定连接；若干个储水罐沿圆环形框架的外周面等间距排布。

8、进一步的，储水罐在圆环形框架上倾斜设置，储水罐为柱体结构，储水罐的中心轴线与圆环形框架的直径形成夹角，若干个储水罐均朝同一方向倾斜。

9、进一步的，空气压缩机包括压缩机件和一个或多个用以容纳并压缩气体的压缩腔，传动杆与压缩机件传动连接，传动杆用以驱动压缩机件运动并实现气体压缩。

10、进一步的，压缩机件为活塞式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机；传动杆通过与其相连的曲柄以及与曲柄相连的连杆带动活塞式压缩机的活塞往复运动，实现空气压缩；传动杆与螺杆式压缩机的主螺杆直接连接，带动主螺杆旋转，进而实现空气压缩；传动杆与离心式压缩机的转子相连，带动转子转动产生离心力，进而实现空气压缩。

11、进一步的，蓄水池包括第一蓄水池和第二蓄水池，第一蓄水池位于地面以下，第二蓄水池位于地面以上。

12、进一步的，第一蓄水池和第二蓄水池分别对应一个抽水模组，每个抽水模组与压力容器的出口相连。

13、进一步的，抽水模组包括引水管和设置在引水管内的气管，气管与压力容器的出口相连，通过气管向蓄水池中输送压缩空气，蓄水池中的水在压力作业下沿引水管上升。

14、进一步的，第一蓄水池内的水被抽送至第二蓄水池，第二蓄水池内的水被抽送至水车。

15、进一步的，水车设置在排水池中，自蓄水池排至排水池的水经管道循环至蓄水池中。

16、进一步的，动力输出装置包括外部设备、安装在外部设备的动力输入端的传动轴承、设置在水车的中心轴上的第二轴承，以及用以将传动轴承和第二轴承传动连接的传动皮带。

17、相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

18、本申请提供一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，主要由风力发电机组、重力输出装置、空气压缩机、压力容器、水力蓄能装置、水车和动力输出装置组成，风力发电机组通过叶轮(玫瑰型叶轮或风车状叶轮)收集自然风能并转化为转动机械能，通过重力输出装置利用水的偏重力为传动杆的旋转机械能进行加持，通过风能和水的偏重力能量驱动空气压缩机实现压缩空气储能，能量存储方便，只需若干压力容器即可有效保存；本申请通过压缩空气抽水蓄能后利用水的落差势能驱动水车，将水的落差势能转换为水车的转动机械能，因此，存储能量在转化利用时，直接用压缩空气抽水，转化效率高；本申请在转换到水车机械能后，即可通过任意形式的动力输出装置将水车与外部设备相连，实现机械能的传递利用，因此，本申请提供的动力发生设备不仅可以在闲时实现压缩空气储能，实现能量积蓄，还能在需要时通过压缩空气能量转化机械能，实现外部设备驱动，随用随取，使用方便。

技术特征：

1.一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，包括风力发电机组、重力输出装置、空气压缩机、压力容器、水力蓄能装置、水车和动力输出装置，其中：所述风力发电机组包括塔架以及安装在所述塔架顶端的风轮，所述风轮包括转动轴及设置在所述转动轴上的叶轮；所述重力输出装置包括与所述转动轴传动连接的传动杆，所述传动杆上设置有轮体框架，所述轮体框架的外缘上等间距设置若干个储水罐，所述储水罐内盛装半罐水，所述传动杆与所述空气压缩机的动力输入端相连，所述空气压缩机的出气口通过管道与一个或多个压力容器的进口相连，所述压力容器的出口与所述水力蓄能装置相连，所述水力蓄能装置包括多个蓄水池和与每个蓄水池对应的抽水模组，多个蓄水池的基础的高度逐渐增加，每个所述抽水模组在所述压缩空气的作用下对蓄水池抽水，水的势能逐渐递增，所述水力蓄能装置将积累势能的水排出并冲击水车，所述水车水平放置，所述水车的中心轴上设置第一轴承，所述第一轴承与所述动力输出装置传动连接。

2.根据权利要求1所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述叶轮为玫瑰型叶轮或风车状叶轮；

3.根据权利要求1所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述转动轴的两端通过轴承组件与所述塔架连接，所述转动轴的输出端与所述重力输出装置的传动杆直接相连或通过联轴器相连；

4.根据权利要求3所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述储水罐在所述圆环形框架上倾斜设置，所述储水罐为柱体结构，所述储水罐的中心轴线与所述圆环形框架的直径形成夹角，若干个所述储水罐均朝同一方向倾斜。

5.根据权利要求1所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述空气压缩机包括压缩机件和一个或多个用以容纳并压缩气体的压缩腔，所述传动杆与所述压缩机件传动连接，所述传动杆用以驱动所述压缩机件运动并实现气体压缩。

6.根据权利要求5所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述压缩机件为活塞式压缩机、螺杆式压缩机或离心式压缩机，

7.根据权利要求1所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述蓄水池包括第一蓄水池和第二蓄水池，所述第一蓄水池位于地面以下，所述第二蓄水池位于地面以上；

8.根据权利要求7所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述水车设置在排水池中，自所述蓄水池排至所述排水池的水经管道循环至所述蓄水池中。

9.根据权利要求1所述的基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，其特征在于，所述动力输出装置包括外部设备、安装在外部设备的动力输入端的传动轴承、设置在所述水车的中心轴上的第二轴承，以及用以将所述传动轴承和第二轴承传动连接的传动皮带。

技术总结本申请公开了一种基于风力发电实现能源采收的动力发生设备，由风力发电机组、重力输出装置、空气压缩机、压力容器、水力蓄能装置、水车和动力输出装置组成，风力发电机组通过叶轮收集自然风能并转化为转动机械能，重力输出装置利用水的偏重力为传动杆的旋转机械能进行加持，通过风能和水的偏重力能量驱动空气压缩机实现压缩空气储能，通过压缩空气抽水蓄能后利用水的落差势能驱动水车，将水的落差势能转换为水车的转动机械能，可通过任意形式的动力输出装置将水车与外部设备相连，实现机械能的传递利用，因此，本申请不仅可以在闲时进行压缩空气储能，还能在有需要时通过压缩空气转化机械能，实现外部设备驱动，随用随取，使用方便。技术研发人员：华兰涛受保护的技术使用者：华兰涛技术研发日：技术公布日：2024/6/20