專利名稱：液壓能量發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓能量發(fā)電機(jī)，特別涉及利用物體重力勢能轉(zhuǎn)化為流體動能進(jìn)
而驅(qū)動發(fā)電的液壓能量發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)大致有兩大類，一類是利用燃料燃燒釋放熱能轉(zhuǎn)化為動能進(jìn) 而驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，主要包括燃油發(fā)電機(jī)和蒸汽發(fā)電機(jī)；另一類利用風(fēng)能、水力勢能、潮汐 能、太陽能等自然能源驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、水力發(fā)電機(jī)、太陽能發(fā)電機(jī)； 燃油發(fā)電機(jī)消耗油資源，蒸汽發(fā)電機(jī)燃燒煤，而油和煤均屬于不可再生資源，并且此類發(fā)電 機(jī)利用燃料燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量廢氣排放到大氣中，污染環(huán)境，也正是造成目前面 臨能源枯竭和環(huán)境惡化兩大問題的根源之一 ；風(fēng)力、水力、太陽能發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模較 大，靈活性不高，并且維護(hù)維修技術(shù)較高，成本較高，不適宜小規(guī)模和小范圍內(nèi)使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保的液壓能量發(fā)電機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的液壓能量發(fā)電機(jī)，由液壓動力裝置和液壓發(fā)電機(jī)構(gòu) 成，所述的液壓動力裝置由儲液箱和至少一個液壓缸構(gòu)成；其中，所述液壓缸上方設(shè)置有配 重錘，所述液壓缸內(nèi)設(shè)置有活塞，所述配重錘與活塞之間設(shè)置有活塞桿連接；活塞上至少設(shè) 置有兩個出油口，所述的出油口向下呈口徑漸大的喇叭形；液壓缸壁上部設(shè)置有至少三個 回油口 ，所述回油口通過回油管分別與設(shè)置有儲液箱底部的排油口連接，出油口小徑端通 過直徑遠(yuǎn)小于所述回油管直徑的出油管分別連接液壓發(fā)電機(jī)壓力口，所述液壓發(fā)電機(jī)排油 口通過排油管與儲液箱底部連通，其中，所述配重錘在外力作用下帶動活塞上行，所述回油 口的位置高度低于所述活塞上行的最高位置；所述回油口和出油口分別設(shè)置單向閥。
特別是，所述的出油口沿其喇叭形孔壁向下延伸并伸出所述活塞下端面，形成繞 所述活塞中心呈環(huán)形分布的環(huán)形壁，所述環(huán)形壁內(nèi)側(cè)部分下端設(shè)置有下端面板。所述下端 面板與所述環(huán)形壁一體設(shè)置或固定或密封連接。 進(jìn)一步地，所述的活塞桿至少為兩個，所述活塞桿內(nèi)分別設(shè)置有通道，所述配重錘 上設(shè)置有分別與所述通道上端連通的通孔，所述的回油口分別對應(yīng)與所述通道下端連通， 所述通孔分別連接所述出油管。 其中，所述的儲液箱內(nèi)部容置腔縱截面呈漏斗形。 進(jìn)一步地，所述的液壓缸分別沿所述儲液箱長度方向兩側(cè)排列設(shè)置，所述塔架和 起重設(shè)備均為兩個，分別設(shè)置在儲液箱兩側(cè)。 特別是，所述的配重錘沿直線軌道在起重設(shè)備作用下向上移動，所述液壓缸上設(shè) 置有塔架，所述起重設(shè)備設(shè)置在所述塔架上。 其中，所述的活塞上設(shè)置有彈性壓力緩沖裝置，所述的彈性壓力緩沖裝置具體為 通過至少三根彈簧設(shè)置在活塞上的壓板，所述彈簧沿活塞周向均布設(shè)置。
進(jìn)一步地，所述儲液箱的位置高度高于所述液壓缸，所述的直線軌道為穿設(shè)在配 重錘上的導(dǎo)桿。 上述的結(jié)構(gòu)，配重錘在自重作用下下行，活塞以下的液壓缸內(nèi)體積減小，內(nèi)部液體 受壓力，出油口的單向閥處于打開狀態(tài)，液壓缸內(nèi)的液體在壓力作用下經(jīng)喇叭形出油口后 壓力增加，經(jīng)出油管進(jìn)入液壓發(fā)電機(jī)壓力口推動所述液壓發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)排油口和排油管 進(jìn)入儲液箱內(nèi)以供循環(huán)利用，配重錘下行至最低位置時，做功完畢；配重錘在外力(此處為 起重設(shè)備吊運(yùn)，消耗電能轉(zhuǎn)化為重力勢能)作用下上行至最高位置，在所述配重錘帶動活 塞上行過程中，出油口的單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，活塞以下液壓缸內(nèi)體積增大，壓力減小，回 油口的單向閥處于打開狀態(tài)，儲液箱內(nèi)的液體壓力大于液壓缸內(nèi)壓力，經(jīng)回油管及回油口 進(jìn)入液壓缸內(nèi)，完成回油過程；配重錘再進(jìn)行做功過程，依次循環(huán)。


圖1為本發(fā)明的第一具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的第二具體實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2沿A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的第三具體實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。 如圖l-4所示，本發(fā)明的第一具體實施例的液壓能量發(fā)電機(jī)，由液壓動力裝置和 液壓發(fā)電機(jī)構(gòu)成，所述的液壓動力裝置由儲液箱4和一個液壓缸2構(gòu)成；其中，所述液壓缸 上方設(shè)置有配重錘6，所述液壓缸內(nèi)設(shè)置有活塞3，所述配重錘與活塞之間設(shè)置有活塞桿5 連接；活塞上至少設(shè)置有兩個出油口 31，所述的出油口向下呈口徑漸大的喇叭形；液壓缸 壁上部設(shè)置有至少三個回油口 32，所述回油口通過回油管30分別與設(shè)置在儲液箱底部的 排油口連接，出油口小徑端通過直徑遠(yuǎn)小于所述回油管直徑的出油管分別連接液壓發(fā)電機(jī) 壓力口 ll，所述液壓發(fā)電機(jī)排油口 12通過排油管20與儲液箱底部連通，其中，所述配重錘 在外力作用下帶動活塞上行，所述回油口的位置高度低于所述活塞上行的最高位置；所述 回油口和出油口分別設(shè)置單向閥。 所述的配重錘沿直線軌道在起重設(shè)備(圖示1為電動葫蘆)作用下向上移動，所 述液壓缸上設(shè)置有塔架，所述起重設(shè)備設(shè)置在所述塔架上。進(jìn)一步地，所述儲液箱的位置高 度高于所述液壓缸，所述的直線軌道為穿設(shè)在配重錘上的導(dǎo)桿。 上述的結(jié)構(gòu)，配重錘在自重作用下下行，活塞以下的液壓缸內(nèi)體積減小，內(nèi)部液體 受壓力，出油口的單向閥處于打開狀態(tài)，液壓缸內(nèi)的液體在壓力作用下經(jīng)喇叭形出油口后 壓力增大，經(jīng)出油管進(jìn)入液壓發(fā)電機(jī)壓力口推動所述液壓發(fā)電機(jī)發(fā)電，經(jīng)排油口和排油管 進(jìn)入儲液箱內(nèi)以供循環(huán)利用，配重錘下行至最低位置時，液壓缸內(nèi)的液體做功推動液壓發(fā) 電機(jī)流入儲液箱內(nèi)；配重錘在外力(此處為起重設(shè)備吊運(yùn)，消耗電能轉(zhuǎn)化為重力勢能)作用 下上行至最高位置，在所述配重錘帶動活塞上行過程中，出油口的單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，活 塞以下液壓缸內(nèi)體積增大，壓力減小，回油口的單向閥處于打開狀態(tài)，儲液箱內(nèi)的液體壓力 大于液壓缸內(nèi)壓力，經(jīng)回油管及回油口進(jìn)入液壓缸內(nèi)，完成回油過程；配重錘再進(jìn)行做功過程，依次循環(huán)。 上述結(jié)構(gòu)的喇叭形出油口可以直接設(shè)置在活塞內(nèi)，所述的喇叭形出油口還可以相 對所述活塞上下端面分別向上或向下延伸，內(nèi)壁為圓錐狀、漸開曲線的旋轉(zhuǎn)曲面、多棱錐或 其他不規(guī)則錐狀曲面，或多個平面之間以及平面與曲面之間的組合，具體形狀在此不限。
液壓缸內(nèi)的液體介質(zhì)(采用液壓油、水或其他流體，在此不限)流經(jīng)喇叭形出油口 時，隨著出油口 口徑逐漸減小而壓力增大，提高重力勢能轉(zhuǎn)換為液體的動能，繼而提高液壓 發(fā)電機(jī)壓力口的壓力，提高發(fā)電量和發(fā)電效率。 所述的回油管的直徑(實施過程中可采用4 6寸管)是所述出油管直徑的幾十 倍(10 90)，目的是為了增加回油量，縮短回油過程耗用的時間，提高有效發(fā)電量。所述儲 液箱位置高度高于所述液壓缸也是為此目的。 為了使配重錘在電動葫戸的吊運(yùn)過程中平穩(wěn)運(yùn)行，在地面上立置至少兩根導(dǎo)桿 60，所述配重錘設(shè)置穿設(shè)孔，所述導(dǎo)桿穿設(shè)于所述孔內(nèi)，配重錘桿所述導(dǎo)桿方向直線運(yùn)行。
為了緩沖活塞底面所受液壓油反作用推力造成活塞和油缸以及配重錘之間的沖 擊，損壞設(shè)備，其中，所述的活塞上設(shè)置有彈性壓力緩沖裝置，所述的彈性壓力緩沖裝置具 體為通過螺栓9將至少三根彈簧7固定在活塞上的壓板8上，所述彈簧沿活塞周向均布設(shè) 置。 第二具體實施例，如圖2、3所示，液壓缸活塞設(shè)置有四個出油口 31，每個出油口均 設(shè)置一臺液壓發(fā)電機(jī)，所述的出油口沿其喇叭形孔壁向下延伸并伸出所述活塞下端面，形 成繞所述活塞中心呈環(huán)形分布的環(huán)形壁，所述環(huán)形壁內(nèi)側(cè)部分下端設(shè)置有下端面板。所述 下端面板與所述環(huán)形壁一體設(shè)置或固定或密封連接。 進(jìn)一步地，所述的活塞桿至少為兩個，所述活塞桿5內(nèi)分別設(shè)置有通道10，所述配 重錘上設(shè)置有分別與所述通道上端連通的通孔，所述的回油口分別對應(yīng)與所述通道下端連 通，所述通孔分別連接所述出油管。 所述通道或通孔直徑與所述出油口直徑相當(dāng)，所述出油口直徑與回油口直徑之比 在O. 1 0.01之間，目的增加出油口壓力，減小回油口壓力，減小能量過程損失，增加回油 量，縮短回油時間，提高發(fā)電效率。 上述的結(jié)構(gòu)，液壓缸直徑在2. 5 3. 5米之間，高度在17 19米之間，配重錘設(shè) 置重量大于600Kg，即能帶動四臺功率均為50KW，入口壓力在40 45Mpa之間的液壓發(fā)電 機(jī)，在短時間內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大電流，適宜于啟動大功率的設(shè)備，其次，靈活性較高，液壓油的流量 可以通過配重錘的重量以及活塞面積和進(jìn)出油口徑的大小得到控制，從而調(diào)整液壓發(fā)電機(jī) 的輸入壓力參數(shù)，以滿足不同時間的發(fā)電量需求，充分利用低峰用電，補(bǔ)償緩沖高峰時間用 電。 第三具體實施例，所述的液壓缸2為十八臺，配重錘6均設(shè)置在液壓缸上方，分別 沿所述儲液箱4長度方向兩側(cè)排列設(shè)置，所述塔架91、92和起重設(shè)備均為兩個，分別設(shè)置在 儲液箱4兩側(cè)。 其中，所述的儲液箱4內(nèi)部容置腔沿其長度或?qū)挾确较虻目v截面呈漏斗形。
所述的儲液箱內(nèi)部容置腔縱截面呈漏斗形與口徑大小一致的柱形或方形儲液箱 相比，即便儲液箱內(nèi)液體較少時液面也不會太低，增加液體內(nèi)部壓力，能夠全部回流進(jìn)入液 壓缸內(nèi)，液體內(nèi)的雜質(zhì)便于沿漏斗尖部排出，清洗方便；
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另外，頂部較寬，適合于帶動較多(圖示4為十八臺)的液壓缸和液壓發(fā)電機(jī)同時 共用，這樣，通過同一電動葫蘆在塔架上移動能夠合理控制處于儲液箱同側(cè)的不同的液壓 缸活塞依次上行回油，同一時間段內(nèi)，與儲液箱連接的排油管和回油管同時工作，即上端經(jīng) 液壓發(fā)電機(jī)回油的同時，底部通過排油管向液壓缸內(nèi)進(jìn)油，有效利用流體動能，并且節(jié)約液 體介質(zhì)的用量，儲液箱的容量相對設(shè)置的較小，節(jié)約能源和材質(zhì)。 本發(fā)明不局限于上述實施方式，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上做任何變化，凡是利用上 述的物體重力勢能轉(zhuǎn)化為流體動能，進(jìn)而驅(qū)動發(fā)電的液壓能量發(fā)電結(jié)構(gòu)都是本發(fā)明的一種 變形，均應(yīng)認(rèn)為落在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種液壓能量發(fā)電機(jī)，由液壓動力裝置和液壓發(fā)電機(jī)構(gòu)成，其特征在于，所述的液壓動力裝置由儲液箱和至少一個液壓缸構(gòu)成；其中，所述液壓缸上方設(shè)置有配重錘，所述液壓缸內(nèi)設(shè)置有活塞，所述配重錘與活塞之間設(shè)置有活塞桿連接；活塞上至少設(shè)置有兩個出油口，所述的出油口向下呈口徑漸大的喇叭形；液壓缸壁上部設(shè)置有至少三個回油口，所述回油口通過回油管分別與設(shè)置有儲液箱底部的排油口連接，出油口小徑端通過直徑遠(yuǎn)小于所述回油管直徑的出油管分別連接液壓發(fā)電機(jī)壓力口，所述液壓發(fā)電機(jī)排油口通過排油管與儲液箱底部連通，其中，所述配重錘在外力作用下帶動活塞上行，所述回油口的位置高度低于所述活塞上行的最高位置；所述回油口和出油口分別設(shè)置單向閥。
2. 如權(quán)利要求1所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述的出油口沿其喇叭形孔壁 向下延伸并伸出所述活塞下端面，形成繞所述活塞中心呈環(huán)形分布的環(huán)形壁，所述環(huán)形壁 內(nèi)側(cè)部分下端設(shè)置有下端面板。
3. 如權(quán)利要求2所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述的儲液箱內(nèi)部容置腔縱截 面呈漏斗形。
4. 如權(quán)利要求3所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述的活塞桿至少為兩個，所述 活塞桿內(nèi)分別設(shè)置有通道，所述配重錘上設(shè)置有分別與所述通道上端連通的通孔，所述的 回油口分別對應(yīng)與所述通道下端連通，所述通孔分別連接所述出油管。
5. 如權(quán)利要求4所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在，所述的液壓缸分別沿所述儲液箱 長度方向兩側(cè)排列設(shè)置，所述塔架和起重設(shè)備均為兩個，分別設(shè)置在儲液箱兩側(cè)。
6. 如權(quán)利要求5所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述的配重錘沿直線軌道在起 重設(shè)備作用下向上移動，所述液壓缸上設(shè)置有塔架，所述起重設(shè)備設(shè)置在所述塔架上。
7. 如權(quán)利要求6所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述的活塞上設(shè)置有彈性壓力 緩沖裝置，所述的彈性壓力緩沖裝置具體為通過至少三根彈簧設(shè)置在活塞上的壓板，所述 彈簧沿活塞周向均布設(shè)置。
8. 如權(quán)利要求l-7任一所述的液壓能量發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述儲液箱的位置高度 高于所述液壓缸，所述的直線軌道為穿設(shè)在配重錘上的導(dǎo)桿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓能量發(fā)電機(jī)，為解決現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)發(fā)電污染等問題而發(fā)明。由液壓動力裝置和液壓發(fā)電機(jī)構(gòu)成，液壓動力裝置由儲液箱和至少一個液壓缸構(gòu)成；液壓缸上方設(shè)置有與活塞連接的配重錘，活塞上至少設(shè)有兩個向下呈口徑漸大的喇叭形出油口；液壓缸壁上部設(shè)有至少三個口徑遠(yuǎn)大于所述出油口的回油口，所述回油口和出油口分別設(shè)置單向閥，出油口與液壓發(fā)電機(jī)壓力口連接，回油口和液壓發(fā)電機(jī)排油口均與儲液箱連接。通過配重錘重力做功將重力勢能轉(zhuǎn)化為流體動能進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能，通過外力或機(jī)械能將配重錘抬升回位循環(huán)發(fā)電，環(huán)保、無污染，緩沖用電高峰，喇叭形出油口增加出口介質(zhì)壓力，出油口較回油口小，增加壓差、提升流速和流量，發(fā)電效率較高。
文檔編號F03C1/32GK101699060SQ200910222320
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者張保金 申請人:張保金