專利名稱：一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電設(shè)備，特別是涉及一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電(包括煤炭燃燒和天然氣燃燒發(fā)電兩種)、太陽能發(fā)電、核電等都是目前世界上最常用的幾種發(fā)電方式。其中水力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、火力發(fā)電機(jī)組和核電機(jī)組都是較為大型的設(shè)備，在我國主要有國家來投資建設(shè)，應(yīng)用大功率發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電供全民大范圍使用。但在有些特殊地方，如我國的新疆和內(nèi)蒙地區(qū)，由于地域廣闊，人口稀少，鋪架電線成本過高，從而使電量無法輸送，就導(dǎo)致這些地區(qū)無電可用。但這些地區(qū)卻蘊(yùn)藏豐富的油氣資源，在資源的開采、開發(fā)過程中往往需要用到電能。在天然氣開采區(qū)，由于電能缺乏，影響了對(duì)天然氣資源開發(fā)產(chǎn)生能力。在天然氣資源的開采輸送過程中，存在大量可供利用的剩余動(dòng)力能量。如能利用天然氣資源開采輸送過程中剩余的動(dòng)力能量進(jìn)行發(fā)電，將會(huì)解決這些地區(qū)的用電難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備。該發(fā)電設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在天然氣上產(chǎn)過程中持續(xù)不斷地進(jìn)行發(fā)電，且其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、有效性強(qiáng)、生產(chǎn)成本低，便于推廣使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于包括安裝在天然氣生產(chǎn)管線中的非導(dǎo)磁材料管道，所述非導(dǎo)磁材料管道的一端設(shè)置有進(jìn)氣口，所述非導(dǎo)磁材料管道的另一端設(shè)置有出氣口，所述非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)且位于所述進(jìn)氣口的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支撐架一，所述非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)且位于所述出氣口的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支撐架二，所述非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)設(shè)置有渦輪，所述渦輪包括中心軸和設(shè)置在中心軸上的多個(gè)渦輪葉片，所述中心軸的一端與支撐架一轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中心軸的另一端與支撐架二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中心軸上靠近出氣口的一端安裝有永久磁鐵，所述永久磁鐵的外表面與非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)壁之間為間隙配合，所述非導(dǎo)磁材料管道的外表面設(shè)置有線圈骨架，所述線圈骨架位于永久磁鐵的上方，所述線圈骨架上纏繞有線圈繞組。上述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支撐架一上安裝有軸承一，所述支撐架二上安裝有軸承二，所述中心軸的一端與軸承一相連接，所述中心軸的另一端與軸承二相連接。上述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述進(jìn)氣口的孔徑由外至內(nèi)逐漸減小，所述出氣口的孔徑由內(nèi)至外逐漸增大。上述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支撐架一包括外表面緊貼在非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)壁上的外圈一和設(shè)置在外圈一中心的內(nèi)圈一，所述外圈一和內(nèi)圈一通過多個(gè)連接桿一連接；所述支撐架二包括外表面緊貼在非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)壁上的外圈二和設(shè)置在外圈二中心的內(nèi)圈二，所述外圈二和內(nèi)圈二通過多個(gè)連接桿二連接。上述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述連接桿一的數(shù)量為三個(gè)，且三個(gè)連接桿一互成120°夾角；所述連接桿二的數(shù)量為三個(gè)，且三個(gè)連接桿二互成120°夾角。上述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述渦輪葉片一體成型設(shè)置在中心軸上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎合理。2、本發(fā)明通過天然氣帶動(dòng)設(shè)置在非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，使得非導(dǎo)磁材料管道外的線圈繞組切割磁力線，從而在天然氣上產(chǎn)過程能夠持續(xù)不斷地進(jìn)行發(fā)電，高效無污染。3、本發(fā)明的非導(dǎo)磁材料管道設(shè)計(jì)為變徑管，使得天然氣減壓增速，提高了天然氣的流速，從而加快了渦輪的旋轉(zhuǎn)，提高了線圈繞組切割磁力線的速度。4、本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)成本低，使用效果好，便于推廣使用。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎合理，工作可靠性高，使用壽命長，能夠大大緩解氣井井場缺電的問題，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明左支撐架和右支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為與本發(fā)明線圈繞組相接的充放電電路的電路原理圖。附圖標(biāo)記說明1-非導(dǎo)磁材料管道；1-1-進(jìn)氣口；1-2-出氣口 ；2-支撐架一；2-1-外圈一；2-2-內(nèi)圈一；2-3-連接桿一；3-軸承一；4-渦輪葉片；5-中心軸；6-永久磁鐵；7-支撐架二 ；7-1-外圈二 ；7-2-內(nèi)圈二 ；7-3-連接桿二 ；8-軸承二 ；9-線圈骨架；10-線圈繞組；11-三端穩(wěn)壓器；12-蓄電池；13-放電保護(hù)電路。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，包括安裝在天然氣生產(chǎn)管線中的非導(dǎo)磁材料管道1(非導(dǎo)磁材料管道1可由玻璃鋼或鈦合金制成)，所述非導(dǎo)磁材料管道1的一端設(shè)置有進(jìn)氣口 1-1，所述非導(dǎo)磁材料管道1的另一端設(shè)置有出氣口 1-2，所述非導(dǎo)磁材料管道1內(nèi)且位于所述進(jìn)氣口 1-1的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支撐架一 2，所述非導(dǎo)磁材料管道1內(nèi)且位于所述出氣口 1-2的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支撐架二 7，所述非導(dǎo)磁材料管道1內(nèi)設(shè)置有渦輪，所述渦輪包括中心軸5和設(shè)置在中心軸5上的多個(gè)渦輪葉片4，優(yōu)選的做法是，所述渦輪葉片4 一體成型設(shè)置在中心軸5上，所述中心軸5的一端與支撐架一 2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中心軸5的另一端與支撐架二 7轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中心軸5上靠近出氣口的一端安裝有永久磁鐵6，所述永久磁鐵6的外表面與非導(dǎo)磁材料管道1內(nèi)壁之間為間隙配合，所述非導(dǎo)磁材料管道1的外表面設(shè)置有線圈骨架9，所述線圈骨架9位于永久磁鐵6的上方，所述線圈骨架9上纏繞有線圈繞組10。所述線圈繞組10的兩端分別為發(fā)電設(shè)備的交流輸出端一 Al 和發(fā)電設(shè)備的交流輸出端二 Bi。如圖1所示，優(yōu)選的做法是，所述支撐架一 2上安裝有軸承一 3，所述支撐架二 7上安裝有軸承二 8，所述中心軸5的一端與軸承一 3相連接，所述中心軸5的另一端與軸承二 8相連接。所述進(jìn)氣口 1-1的孔徑由外至內(nèi)逐漸減小，所述出氣口 1-2的孔徑由內(nèi)至外逐漸增大。如圖2所示，所述左支撐架2包括外表面緊貼在非導(dǎo)磁材料管道1內(nèi)壁上的外圈一 2-1和設(shè)置在外圈一 2-1中心的內(nèi)圈一 2-2，所述外圈一 2-1和內(nèi)圈一 2-2通過多個(gè)連接桿一2-3連接；所述右支撐架7包括外表面緊貼在非導(dǎo)磁材料管道1內(nèi)壁上的外圈二7-1和設(shè)置在外圈二 7-1中心的內(nèi)圈二 7-2，所述外圈二 7-1和內(nèi)圈二 7-2通過多個(gè)連接桿二 7_3 連接。優(yōu)選的做法是，所述連接桿一 2-3的數(shù)量為三個(gè)，且三個(gè)連接桿一 2-3互成120°夾角；所述連接桿二 7-3的數(shù)量為三個(gè)，且三個(gè)連接桿二 7-3成120°夾角。使用時(shí)，天然氣從非導(dǎo)磁材料管道1的進(jìn)氣口 1-1進(jìn)入，流過支撐架一 2進(jìn)入渦輪的前端，這時(shí)，由于氣體介質(zhì)快速通過渦輪表面流道，產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)扭矩，帶動(dòng)固定在中心軸5上的永久磁鐵6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使得非導(dǎo)磁材料管道1外的線圈繞組10切割磁力線，在線圈繞組10中就會(huì)產(chǎn)生電流，在天然氣流的持續(xù)作用下，線圈繞組10不斷切割磁力線，就會(huì)產(chǎn)生連續(xù)不斷的電流。該發(fā)電設(shè)備的線圈繞組10接充放電電路，如圖3所示，所述充放電電路包括整流電路、濾波電容C、三端穩(wěn)壓器11、單刀雙擲開關(guān)S、蓄電池12、整流二極管D、 放電保護(hù)電路13和負(fù)載R，所述整流電路的交流輸入端一 A2與發(fā)電設(shè)備的交流輸出端一 Al相接，整流電路的交流輸入端二 B2與發(fā)電設(shè)備的交流輸出端二 Bl相接，所述整流電路的一個(gè)直流輸出端與單刀雙擲開關(guān)S的投擲端一相接，整流電路的另一個(gè)直流輸出端與濾波電容C的正極、三端穩(wěn)壓器11的接地端、蓄電池12的負(fù)極和負(fù)載R的負(fù)極相接，所述濾波電容C的負(fù)極與三端穩(wěn)壓器11的輸入端相接，所述三端穩(wěn)壓器11的輸出端與單刀雙擲開關(guān)S的投擲端二相接，所述單刀雙擲開關(guān)S的公共端與整流二極管D的正極相接，所述整流二極管D的負(fù)極與放電保護(hù)電路13的輸入端相接，所述放電保護(hù)電路13的輸出端與負(fù)載R的正極相接。使用時(shí)，接通單刀雙擲開關(guān)S的投擲端一和公共端，此時(shí)電流大，對(duì)蓄電池12的充電效率高，對(duì)蓄電池12充電一段時(shí)間后，接通單刀雙擲開關(guān)S的投擲端二和公共端，此時(shí)的電壓穩(wěn)定，從而對(duì)蓄電池12進(jìn)行輔助充電。本發(fā)明借助于天然氣上產(chǎn)過程中的氣流及氣壓，以此為動(dòng)力，通過氣流帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)永久磁鐵6旋轉(zhuǎn)，使得非導(dǎo)磁材料管道1外的線圈繞組10切割磁力線，在線圈繞組10中就會(huì)產(chǎn)生電流，對(duì)于氣田區(qū)域來說，能量來源廣泛、充足，易于取用。優(yōu)選的做法是，所述非導(dǎo)磁材料管道1為變徑管，即所述進(jìn)氣口 1-1的孔徑由外至內(nèi)逐漸減小，所述出氣口 1-2的孔徑由內(nèi)至外逐漸增大，使得天然氣減壓增速，提高了天然氣的流速，從而加快了渦輪的旋轉(zhuǎn)，提高了線圈繞組10切割磁力線的速度。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本高低廉，易于廣泛應(yīng)用，且其安裝方便，選址靈活，可選在距離氣田井場較近的位置，既可滿足井口設(shè)備的用電需求，又能大大減少鋪架線路的成本，最終確保氣井配套設(shè)備的正常運(yùn)行，保證天然氣的正常生產(chǎn)。該發(fā)電設(shè)備在運(yùn)行中不產(chǎn)生任何污染，便于推廣應(yīng)用。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于包括安裝在天然氣生產(chǎn)管線中的非導(dǎo)磁材料管道(1)，所述非導(dǎo)磁材料管道(1)的一端設(shè)置有進(jìn)氣口(1-1)，所述非導(dǎo)磁材料管道(1)的另一端設(shè)置有出氣口(1-2)，所述非導(dǎo)磁材料管道(1)內(nèi)且位于所述進(jìn)氣口(1-1)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支撐架一 0)，所述非導(dǎo)磁材料管道(1)內(nèi)且位于所述出氣口(1- 的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支撐架二(7)，所述非導(dǎo)磁材料管道(1)內(nèi)設(shè)置有渦輪，所述渦輪包括中心軸(5)和設(shè)置在中心軸(5)上的多個(gè)渦輪葉片G)，所述中心軸(5)的一端與支撐架一( 轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中心軸(5)的另一端與支撐架二(7)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中心軸(5)上靠近出氣口的一端安裝有永久磁鐵(6)，所述永久磁鐵(6)的外表面與非導(dǎo)磁材料管道(1) 內(nèi)壁之間為間隙配合，所述非導(dǎo)磁材料管道(1)的外表面設(shè)置有線圈骨架(9)，所述線圈骨架(9)位于永久磁鐵(6)的上方，所述線圈骨架(9)上纏繞有線圈繞組(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支撐架一(2)上安裝有軸承一(3)，所述支撐架二(7)上安裝有軸承二(8)，所述中心軸(5)的一端與軸承一( 相連接，所述中心軸(5)的另一端與軸承二(8)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述進(jìn)氣口(1-1)的孔徑由外至內(nèi)逐漸減小，所述出氣口(1-2)的孔徑由內(nèi)至外逐漸增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支撐架一( 包括外表面緊貼在非導(dǎo)磁材料管道(1)內(nèi)壁上的外圈一(2-1)和設(shè)置在外圈一 0-1)中心的內(nèi)圈一 0-2)，所述外圈一 0-1)和內(nèi)圈一(2-2)通過多個(gè)連接桿一(2- 連接；所述支撐架二(7)包括外表面緊貼在非導(dǎo)磁材料管道(1)內(nèi)壁上的外圈二(7-1)和設(shè)置在外圈二(7-1)中心的內(nèi)圈二(7-2)，所述外圈二(7-1)和內(nèi)圈二(7-2) 通過多個(gè)連接桿二(7- 連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述連接桿一 0-3)的數(shù)量為三個(gè)，且三個(gè)連接桿一(2- 互成120°夾角；所述連接桿二(7-3)的數(shù)量為三個(gè)，且三個(gè)連接桿二(7- 互成120°夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述渦輪葉片(4) 一體成型設(shè)置在中心軸(5)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于天然氣生產(chǎn)管線氣流作用的發(fā)電設(shè)備，包括安裝在天然氣生產(chǎn)管線中的非導(dǎo)磁材料管道，非導(dǎo)磁材料管道的一端設(shè)置進(jìn)氣口，非導(dǎo)磁材料管道的另一端設(shè)置出氣口，非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)設(shè)置支撐架一，非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)設(shè)置支撐架二，非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)設(shè)置渦輪，中心軸的一端與支撐架一轉(zhuǎn)動(dòng)連接，中心軸的另一端與支撐架二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，中心軸上靠近出氣口的一端安裝永久磁鐵，永久磁鐵的外表面與非導(dǎo)磁材料管道內(nèi)壁之間為間隙配合，非導(dǎo)磁材料管道的外表面設(shè)置線圈骨架，線圈骨架上纏繞有線圈繞組。該發(fā)電設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在天然氣上產(chǎn)過程中持續(xù)不斷地進(jìn)行發(fā)電，且其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、有效性強(qiáng)、生產(chǎn)成本低，便于推廣使用。
文檔編號(hào)F16L9/00GK102278149SQ20111017383
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月25日
發(fā)明者張智勇, 杜淼, 王濤, 薛廣禮, 高浩亮 申請(qǐng)人:西安奧益達(dá)石油技術(shù)開發(fā)有限公司