風車高能壓縮物理儲能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風力發(fā)電機，特別是一種風車高能壓縮物理儲能發(fā)電系統(tǒng)，不僅可以作為小型儲能發(fā)電站或儲能路燈使用，在需要用電時釋放能量驅動發(fā)電機進行發(fā)電，并對空氣壓縮伴生的熱和壓縮空氣膨脹產(chǎn)生的冷，進行制冷、制熱的綜合利用。
【背景技術】
[0002]風力發(fā)電是當前較為廣泛采用的新能源之一，現(xiàn)有風電多為一組風葉直接驅動一臺發(fā)電機進行發(fā)電，小型風力發(fā)電機輸出的電源多為給蓄電池儲存，而大型風力發(fā)電機則可直接并入電網(wǎng)。
[0003]近幾年還出現(xiàn)幾種利用風力驅動的壓縮空氣儲能風力發(fā)電機，比如現(xiàn)有專利:申請?zhí)朇N201310081060.6 —種直接利用風力進行壓縮空氣儲能的方法，申請?zhí)朇N201320443861.8 一種壓縮空氣儲能并網(wǎng)風力發(fā)電裝置，申請?zhí)朇N201410025330.6用于壓縮空氣儲能的風力發(fā)電機塔架儲氣裝置，這些風力發(fā)電裝置的塔架上有與傘形齒輪同軸安裝的風葉，利用風力驅動風葉通過傘形齒輪帶動空氣壓縮機的主軸轉動，給儲氣罐充入壓縮空氣，再由儲氣罐放氣給氣動馬達驅動發(fā)電機進行發(fā)電輸出。
[0004]這里需要提到的是二個普遍存在的問題，1、運行負荷大:就是指儲氣罐內處于低壓力時，對壓縮機來說是處于低負荷下運行，一般風力就可以驅動空氣壓縮機，但隨著空氣壓縮機不斷給儲氣罐充氣，儲氣罐內壓力在增大，空氣壓縮機轉動負荷也隨之加大，直至轉不動，需要等待更大的風力才能繼續(xù)驅動；2、儲能量不足:由于普遍采用單級空氣壓縮機儲能，同時受到生產(chǎn)制造成本和安置空間的制約，一般儲氣罐不能做得很大，就造成壓縮空氣儲能不足，使儲能發(fā)電時間大大縮短，影響了正常用電，而且在無風的夜晚，不能提供壓縮空氣給儲氣罐，且現(xiàn)有的旋轉氣動馬達耗氣量大機械效率低，因此儲氣罐內的壓縮空氣量在短時間里耗盡。
【實用新型內容】
[0005]針對上述現(xiàn)狀存在不足的問題，本實用新型的目的是在于提供一種風車高能壓縮物理儲能發(fā)電系統(tǒng)，由風車驅動的多級壓縮氣缸組成高能量壓縮空氣儲存在儲氣罐，配套的機械效率和發(fā)電效率都很高的自激式長行程氣動直線發(fā)電機，有效地提高風能利用率和大幅度延長發(fā)電時間。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:風車高能壓縮物理儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括由風車、立桿、平衡塊曲軸、連桿、多級壓縮氣缸，高壓儲氣罐、放水閥、控制閥、自激式氣動直線發(fā)電機所構成，所述多級壓縮氣缸分別為大、中、小三種容積的氣缸，由低壓、中壓和高壓逐級倍增加壓組成的壓縮機，所述自激式氣動直線發(fā)電機是由自激式往復運動氣缸與直線發(fā)電機組合的，其特征是帶進氣口低壓氣缸位于中心活塞下端，中壓汽缸位于中心活塞上端，高壓氣缸位于中心活塞內，從高壓氣缸內固定活塞中心孔下端輸出給高壓儲氣罐后再經(jīng)控制閥與自激式氣動直線發(fā)電機連接。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:1、采用多級高能壓縮物理儲能系統(tǒng)，提高風車壓縮儲能的效率，優(yōu)化和延長了發(fā)電時間，更有利于解決發(fā)電與用電不同步的矛盾，解決風能時大時小至發(fā)電不均的不足，實現(xiàn)穩(wěn)定輸出；2、采用高效的自激式氣動直線發(fā)電機系統(tǒng)，集發(fā)動機自激驅動與高效直線發(fā)電機組合于一體，增大了活塞動子行程縮減了頻率(慣性)提高了機械效率，具有高能壓縮空氣觸發(fā)進氣爆發(fā)性驅動，結構簡單，成本較低；
3、提高儲氣罐容積的利用率，極大的增加了能量密度，縮小高壓儲氣罐的體積，節(jié)省生產(chǎn)制造成本；4、三級氣缸壓縮機往返都在做功，使風車運行更加平穩(wěn)，它可根據(jù)儲氣瓶內壓力由低到高漸變的實況，由預調壓力單向閥自動進行三級活塞并列充氣(儲氣罐初始充氣需要大流量)和逐級增壓的三級高壓(儲氣罐充到中壓后，要增大壓力)充氣，極大的提高了充氣效率。三級壓縮機產(chǎn)生的大流量和高壓氣源先儲存到儲氣罐里，然后經(jīng)電磁閥和管道供給自激式氣動直線發(fā)電機做功。
【附圖說明】
[0008]圖1、本實用新型多級壓縮氣缸結構示意圖。
[0009]圖2、本實用新型多級壓縮氣缸吸氣動作過程示意圖。
[0010]圖3、本實用新型多級壓縮氣缸中壓壓縮過程示意圖。
[0011]圖4、本實用新型多級壓縮氣缸高壓壓縮過程示意圖。
[0012]圖5、本實用新型多級壓縮氣缸輸出結束過程示意圖。
[0013]圖6、本實用新型風車高能壓縮物理儲能氣動馬達式發(fā)電機系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖7、本實用新型風車高能壓縮物理儲能自激式直線發(fā)電機系統(tǒng)示意圖。
[0015]圖8、本實用新型自激式氣動直線發(fā)電機結構示意圖。
[0016]圖9、本實用新型自激式氣動直線發(fā)電機上升排氣動作局部示意圖。
[0017]圖10、本實用新型自激式氣動直線發(fā)電機排氣結束動作局部示意圖。
[0018]圖11、本實用新型自激式氣動直線發(fā)電機觸發(fā)高能壓縮空氣輸入局部示意圖。
[0019]圖12、本實用新型風車高能壓縮物理儲能發(fā)電系統(tǒng)外形示意圖。
[0020]圖13、本實用新型用作LED路燈外形示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型做進一步描述。
[0022]參見圖1所示，與風車主軸(2)聯(lián)動的帶平衡塊曲軸(I)上一曲軸臂，連桿上端套于曲軸臂一銷軸(3)上，連桿(4)下端的球狀萬向接頭(609)安裝在多級壓縮氣缸(6)的伸縮桿(601)上端。
[0023]多級壓縮氣缸(6)容積最大的帶進氣口的低壓氣缸(607)位于多級壓縮氣缸(6)下端，容積中等的中壓汽缸(604)位于低壓氣缸(6)上端，容積最小的帶出氣口的高壓氣缸(602)位于中壓汽缸活塞(604)內，高壓氣缸(602)產(chǎn)生的高壓氣源經(jīng)固定活塞(606)內孔(614)輸出，中壓汽缸活塞(605)上端作為伸縮桿(601)部分，其下端作為低壓氣缸(607)的活塞面，多級壓縮氣缸(6)缸體￠03)內徑與活塞(605)之間有活塞環(huán)￠18)。
[0024]所述低壓氣缸(607)進氣口 ￠08)、低壓氣缸(607)與中壓氣缸(604)之間、高壓氣缸(602)輸出口 ￠17)、高壓氣缸(602)負壓釋放孔均有單向閥，其中低壓氣缸(607)公用通道單向閥(615)與中壓氣缸(604)公用輸出通道(612)單向閥(610)與高壓空氣輸出(617)內部相通。
[0025]參見圖8所示，垂直安裝的自激式氣動直線發(fā)電機(12)結構示意圖，至少5個環(huán)狀定子線圈(1217)安裝在由矽鋼片疊起的環(huán)狀軛鐵(1216)之間，環(huán)狀軛鐵(1216)安裝在磁回路鐵制套內(1207)，構成直線發(fā)電機定子部分，在定子上、下兩端面各固定有帶吸熱片的驅動氣缸(1205)、(1205，)和氣缸頭(1209)、(1209，)，并用螺絲(1222)緊固。
[0026]安裝于定子中心孔內至少10個可在中心導桿(1214)滑動鐵套(1218)上的磁環(huán)(1219)，磁環(huán)(1219)極性交替以間隔套(1221)排列于滑動鐵管(1218)上，構成一串可以在導桿(1214)上滑動的磁環(huán)動子，在磁環(huán)(1219)動子上、下兩端各設有活塞片(1215)(1215’)，分別位于上、下兩端的氣缸(1205)、(1205’)內，在靠近定子兩端處還設有放氣孔
(1206)、(1206，) ο
[0027]導桿(1214)兩端固定在定子兩端氣缸頭(1209)和(1209’ )的