CN107002827B - 一种kvsv即时能源系统 - Google Patents

Abstract

无污染、无危险气体排放的混合发电系统设置有液压驱动缸。直线运动驱动缸的一端连接至容纳供入驱动缸中的流体的流体存储器。在与设置在流体存储器顶端的马达电连接的机械泵的作用下，来自储存器中的液体通过入口管加压。线性运动驱动缸的另一端设置有输出构件，以将所述液体回收至流体存储器中，使液压缸进行线性运动。液压缸的线性运动通过竖直方向设置的齿条组件实现，齿条组件包括由弯曲端部连接的相对、间隔开的纵向部分，以排列形成基本连续的接合表面和小齿轮组件。齿轮由液压驱动缸的线性和竖直的直线机械运动驱动，将机械能转化为电能。

Description

一种KVSV即时能源系统

下面的说明书具体地描述了本发明及其实施方式。

技术领域

本发明涉及能源产生领域，更特别地涉及基于机械/液压和压差原理及反向齿轮机构的能源产生系统和方法。

背景技术

多年来，将能源转化为用于发电的有效功率的设备和系统已得到广泛应用。用于发电的常见配置是大型发电设备，大型发电设备通过长距离输送线路将发出的电力输送给终端用户。众所周知，这些发电设备及其复杂并且成本昂贵，需要在发电设备和输送线路上大量的投资。当前，大部分大型发电设备依赖传统能源来发电，如石油、天然气、煤炭、核能、储水等来发电。向动力机提供备选的设备或系统是非常有利的，特别向用于发电的发电机提供，其该动力机利用对环境没有影响或极小影响的能源，一般为更加容易得到的、清洁的并且优选地可再生的能源。例如，一些人和组织已经尝试使用风能、太阳能、潮汐能和地热能作为驱动产生电量的发电机的能量。虽然这些能源是众所周知的并且甚至在一定程度上应用多年，只有相对较近的时期，才大力增加努力来指向提高这些能源系统的效率从而产生更多的电力。当前，这样的备用能源系统在整个电力生产中占有的比例相对较小。

电力需求的增加不得不通过可用的这些设备或系统得以提供，至少目前，这些设备或系统主要依赖烃基燃料来提供所需的能量。随着电力需求的增加，用于发电的化石燃料的供应量将进一步减少，其对环境的影响恶化，并且用电成本增加。即使预计电力成本增加并且可能存在可用性问题，许多专家预测，在不久的将来，电力需求将大幅增加。事实上，消费者普遍认为当其需要用电时，无论是操作电器、向灯源通电或启动机器，存在可用的电力。

因此，需要一种利用零化石燃料和可再生资源来连续生产能量的系统和方法，优选地将机械能和动能转化为电能。通过分析各种专利文献的分析提供了专利“JP2008063888”，其公开了一种混合型结构的机器，当切换成驱动再生控制时，能够有效地使惯性体的动能再生，而在启动或停止液压执行器时，不会在液压系统或电气系统中产生冲击。来自可变排量泵的压力油经由来自开关控制阀的管路A和B供给到旋转液压马达并从其排出。发电电动机的旋转轴与液压马达的旋转轴机械地接合，并与减速齿轮机构相接合，还与作为旋转惯性体的旋转基座接合。当旋转底座减速或制动时，开关阀由来自控制装置的控制信号Sd置于打开状态，并且将旋转底座的动能储存在电容器中作为通过驱动作为发电机的马达驱动发电机而产生电能。马达驱动发电机与液压马达在制动中的制动扭矩比例由与压力PA和PB之间的压差相关性来确定。

同样，JPH03229082的专利文献公开了一种设置在双层布置中的电动液压扭矩发电机，以及在第一层上，设有电动马达、液压泵、安全阀、压力罐和摆动马达，同时，提升式电磁阀及配件设置在第二层。对于摆动马达，采用机械效率优异的齿轮齿条式摆动马达，并且在液压泵中设有活塞泵。此外，压力缸附接到压力罐，并且该罐中的工作流体总是加压至约0.5kg/cm。由于每个单独阀门处封装有液压系统，位于内部液压管道工作无法使用，而且，用于液压源的动力将会小型化，因此，噪声低的系统是可以安全的。

但是，这些发明都没有公开带有液压缸的系统，液压缸通过齿条和小齿轮组件移动用于将线性和垂直运动转化为驱动力，驱动力为通过齿轮和双循环操作缸之间的流体压力流动来驱动齿轮产生电力和连续的双循环操作缸所需的力。

发明内容

无污染、无危险气体排放的发电混合系统设置有液压驱动缸。线性运动驱动缸的一端与容纳待供应到驱动缸的流体的流体储存器连接。来自储存器的流体通过与设置在所述储存器顶部的马达电连接的机械泵流过入口管得到加压。线性运动驱动缸的另一端设置有将所述流体收集到流体储存器的出口装置，以供液压缸进行线性运动。

液压缸的线性运动通过设置齿条组件来实现，该齿条组件包括由弯曲端部连接的相对、间隔开的纵向部分，排列形成在垂直方向上基本连续的接合表面以及在竖直方向上的小齿轮组件。驱动缸中的累积液压使其产生沿齿条和小齿轮组件的竖直向下运动。液压驱动缸的反向运动由连接在机架装置后端的连杆机构控制。

小齿轮组件机械联接至传动齿轮和装配在包围齿条和小齿轮组件的框架中的驱动齿轮。齿轮由用于将机械能转换成电能的液压驱动缸的机械式线性和竖直运动驱动。将产生的电能储存并通过传动齿轮输送至需求的目的地。驱动齿轮将所产生的电力的一部分耦合到安装在流体储存器上的电动马达，用于使流体自动从储存器供应到液压驱动缸。

本发明的另一实施例包括至少两个以双循环模式工作以产生电能的液压缸。两个液压缸通过飞轮机构连接，飞轮机构在其中心与连接杆接合。两个液压缸之间的流体流动产生双循环运动从而使用于发电的系统连续运行。

发明目的

本发明的目的是将发电系统与具有液压入口和出口的液压驱动装置适当地混合，以允许其抵抗和通过外部流体压力进行操作。此外，本发明的另一目的是提供一种最适于混合的液压驱动缸。

本发明的另一目的是提供一种具有用于协助发电的液压驱动缸的水平和垂直运动能力的系统。

本发明的另一目的是提供一种包围在框架中的齿条和小齿轮组件，用于液压缸在垂直线性方向上的自由流动。

本发明的另一个目的是提供齿轮机构，用于驱动控制储存器泵的电力马达，并且用于将机械能转化为电能，将电能储存并输送给需求的地区。

本发明的最后一个目的是至少利用两个液压缸，两个液压缸通过第一缸的入口与第二缸出口之间的流体流动实现以联动式持续地运行，反之亦然。

一种用于生产并传输能量的具有液压驱动缸的无污染的人力混合动力竖直机，包括：

i)机械驱动泵(1a)，其连接至装配有驱动马达和/或驱动链(1c)的流体储存器(1b)，用于通过导管注入所述流体；

ii)立式液压缸(2)，其具有用于从所述储存器引入所述流体的下输入构件和用于使所述流体返回到所述流体储存器的顶部封闭输出构件，并且从而通过入口、出口负载实现对所述立式液压缸进行延伸和收缩；

iii)用于支撑竖直发电机的立式框架(3)，其在顶端包围所述立式液压缸；

iv)齿条组件，包括由弯曲端部连接的相对、间隔开的纵向部，以排列形成大致连续的接合表面，以及在垂直于所述立式液压缸(2)下方的所述框架(3)中的齿条和小齿轮组件(4)，促进所述立式液压缸在液压的作用下向下运动；

v)设置在齿条和小齿轮组件(4)的底部处的连杆机构(5)，用于阻止立式液压缸(2)反向向上运动；

vi)设置在所述齿条和小齿轮组件(4)的后端的传动齿轮(6)，用于储存并传输通过所述立式液压缸(2)的机械运动所产生的电能；

vii)通过电驱动马达(1c)驱动所述机械驱动泵(1a)的驱动齿轮(7)，从而自动控制所述流体流入和流出所述流体存储器。

一种用于生产并输送能量的具有双液压驱动缸的无污染的人力混合动力水平机，包括：

i)至少两个水平液压缸(2a，2b)，其具有接收来自流体存储器(1b)中的液体的入口机构；

ii)设置在所述水平液压缸(2a，2b)的任一端部的至少两个入口和两个出口；

iii)至少两条柔性连接导管，其将气缸(2a)的入口和气缸(2b)的连通并且将气缸(2a)的出口和气缸(2b)的入口连通；

iv)设置在所述至少两个水平液压双缸(2a，2b)之间的连杆(8)；

v)与所述连杆结合的飞轮(9a，9b)用于为所述双缸提供联动式机械运动；

vi)容纳位于所述液压缸(2)的第一端处的流体的流体储存器(1b)，该流体由所述泵(1a)机械地驱动；

vii)电连接至所述机械驱动泵(1a)的电动马达和/或驱动链(1c)，其通过所述驱动齿轮(7)供电；

viii)与所述齿条和小齿轮组件(4)驱动接触的传动齿轮(6)，用于将所述水平液压缸(2)的机械运动转变为电能。

一种通过液压缸的机械运动无污染地产生电能的方法，包括以下步骤：

i)手动操作手压泵(1a)，以通过入口构件供应储存在流体存储器(1b)中的流体；

ii)通过在入口构件上的流体输入逐渐增加液压缸(2)中的液压；

iii)通过齿条组件使所述液压缸(2)作机械运动，齿条组件包括由弯曲端部连接的相对的、间隔开的纵向部分，以排列形成基本连续的接合表面，以及设置在所述框架(3)中的齿条和小齿轮组件(4)；

iv)通过连杆机构(5)控制所述液压缸(2)的位置和运动；

v)最后，驱动传动齿轮组件(6)和驱动齿轮组件(7)来储存并输送所产生的电能，同时实现所述机械驱动泵(1a)的自动操作。

附图说明

图1是利用液压缸产生电能的系统的立体图；

图2是该系统的后视图；

图3是该系统的侧视图；

图4和图5是该系统中突出齿轮机构的系统的示意性布局图；

图6示出在系统中所提供的手压泵的结构；

图7示出了利用机械驱动手泵和在齿条和小齿轮组件中的液压驱动双缸的发电系统的备选实施例，该驱动双缸在压差下以联动模式执行；

图8是备选实施例的系统的俯视图。

具体实施方式

参考附图，为便于读者对本发明的理解，其中已经用相同的数字标号对类似元件进行表示，下面阐述本发明的优选实施例。所附的文本和附图仅仅是对优选实施例的说明，并表示配置本发明的若干不同方式之一。尽管示出了具体的部件、材料、结构和用途，但是应当理解为，在不改变本发明的范围和功能的情况下可以对本文和附图中描述的部件和部件的配置进行多种变化。例如，尽管这里提供的附图和描述通常直接将本发明用作双缸平衡发电机，但是本领域技术人员容易理解的是，这仅仅是为了简化本公开的目的，并且本发明并不限于此。

图1和图7概括地示出了按照本发明的优选实施例的材料和结构制作出的电力发电机。电力发电机和发电系统同样得到利用，并且电力发电机作为本发明的发电方法的一个部件来产生输出电能，如图4和图5所示，该部件可以有益地用于操作各种电力设备。为了便于理解该系统的结构，图1至图3示出了该电力发电机的三个不同视图。如上所述，本领域技术人员将容易理解，本发明不限于此，并且其可以在如图7和8所示的各种其它实施例中实现。与其他发电机一样，本发明的电力发电机可以用作电厂主电源或备用电源。根据制造商和/或终端用户的选择，电力发电机组件及其尺寸的选择可以变化，以提供至少1MW的所需量的输出电力。

本发明是一种发电设备，其包括新型高效的通过基于机械装置的液压系统提取并转换能量的系统和方法。优选地，其提供了恒定的电功率，必要时一天工作长达24小时。将其设计成以提供交流电(AC)、直流电(DC)或其他期望类型的电力，以及直接机械力来执行工作或其组合。本发明可以看作一种围绕液压系统的装置，下面将进一步详细说明。本发明是模块化设备，其中在本文中描述的多个实施例可以相互结合以形成更复杂的系统，可以将该复杂的系统更适当地归类为多冲程系统。因此，使用术语冲程是为了解释说明而且仅仅是出于解释的目的，并且不应该被视为限制所要求保护的发明。

图1至图6阐述了一种用于生产并传输能量的具有液压驱动缸无污染的人力混合动力竖直机的实施例，包括连接到装配有驱动马达和/或驱动链1c的流体存储器1b的机械驱动泵(1a)，用于通过导管注入所述流体。柔性导管设置于从所述流体储存器的底端出口，以使液体无摩擦地流入液压缸中；以及通过安装在储存器和液压缸的顶端和处的导管使液体回流至储存器。立式液压缸2包括下部的从所述储存器引入该液体的输入构件和供所述液体回流至流体存储器的顶部密封式输出构件，因此，立式液压缸允许由输入、输出负载进行延伸和压缩。在压差的作用下，流体流过系统执行工作。可以执行的工作中的其中两个示例就是发电和泵送流体。依据用途和工况，必要时可以直接进行机械工作。

将立式框架结构3设置用于支撑立式发电机，立式发电机包括位于顶端的液压缸、齿条和小齿轮组件4，齿条组件包括由弯曲端部连接的相对的间隔开的纵向部分，以排列形成基本连续的结合表面，以及齿条和小齿轮组件4，小齿轮组件设置在垂直于所述立式液压缸2下方的所述框架3的中心处，以使所述液压缸在液压的作用下能够向下运动。进一步，结构式框架用于支撑发电装置、支撑架、以及机械系统、电气设备和用于操作该系统的通用控制系统，虽然没有对其进行描述但暗含其中。本发明给出的应用中，需要采用控制系统对各个系统、泵、多个返回站等的时序进行协调操作。控制系统和电气设备包括但不限于操作所需的计算机、微型面板、马达、微波设备、传感器和螺线管、泵、发电机连接件和其他操作系统。再者，这些系统和设备的设计在相关领域技术人员的能力范围内，不需要过度的试验或进一步发明，并且可以依据本发明正在实施的具体应用而产生变化。

设置在所述齿条和小齿轮组件4的底部的连杆机构(5)，用于阻止立式液压缸2自动反向向上运动。设置于齿条和小齿轮组件4的后端的传动齿轮6通过所述立式液压缸2的机械运动储存并传输产生的电能；并且驱动齿轮7通过电力驱动马达和/或链条1c驱动所述机械驱动泵1a，用于自动控制液体流入和流出流体存储器。无污染的具有液压驱动缸的人力混合动力竖直机用于能量生成及输送系统，包括将位于所述齿条和小轮齿组件4的上部的依靠液压驱动的立式液压缸2的机械驱动转化为电能，以及驱动齿轮7通过电力驱动马达和/或链条1c提供能量用于机械驱动泵的自动运行。所述框架3围绕齿条和小齿轮组件4、连杆机构5、传动齿轮6和驱动齿轮7。传动齿轮(6)将产生的电能传输到输送线路和蓄电池。

在压差的作用下，流体流过系统执行所需的工作。执行的这种工作中的其中两个示例就是发电和泵送流体。依据应用和工况，根据需要可以直接进行机械操作。这些计算和测试均属于发电和流体动力学领域的技术人员的能力范围内，其不需要过多的试验和进一步发明即可实现本发明公开的内容。另外，此处示出的图表仅用于对本发明系统的工作原理及其各种操作方法进行说明，并不意味着暗含由于特殊目的而实施的具体设计的确切范围。各种动力设备部件的相对体积和结构依据各自需求和某种应用而变化，其对最终的效率具有特别重要的作用。为了更清楚地解释本公开所教导的原理，对下文图中描述的某些特征的物理尺寸进行了扩大，因此，应当理解的是，此处的功能性描述不能认定为是对物理尺寸的限制。本发明可应用在各种环境(例如但不限于开放式环境)中、各个环境的组合和其他环境中。将本发明放置于机械/液力机构中使这种发电设备运行。一旦该系统被适当地填料和启动，其可以是完全自供应的而不再需要额外的工作流体或溶液。该类型的系统所占据的外部尺寸取决于本公开目的中所需的功率的大小和电量，术语机构应当理解为包括任何器件，无论是开放的、封闭的或者自然形成的或人类制造而成的。

通过液压缸的机械运动而无污染地产生电能的系统通过手动操作手压泵1a来运行，手压泵用于通过输入构件供应流体存储器中储存的液体，通过输入构件处的流体输入使得液压缸2中的液压逐渐增大，逐渐激活齿条组件上的所述液压缸2产生机械运动，其中，齿条组件包括由弯曲端部连接的相对的间隔开的纵向部分，以排列形成基本连续的结合表面，以及设置于所述框架3中的齿条和小齿轮组件4，通过连杆机构5控制所述液压缸2的位置和运动，并因此驱动传动齿轮组件6和驱动齿轮组件7来用于储存和传输产生的电能，并用于启动所述机械驱动泵1a自动运行。以上所公开的通过液压缸的机械运动无污染地产生电能的系统，其中的液压缸的运动方向可以是竖直的也可以是水平的。

图7至图8描述了本发明的可替代实施例，其中，液压缸2a，2b分别为单圆形双作用缸，其中连接杆的一端通过飞轮装置连接到液压缸，并且在第一个实施例中，它们的尺寸互不相同，如图7所示，它们由相似的驱动液压流体来驱动。因此，除非另外区分，以动臂缸的驱动液压流体为例进行说明，而关于另一液压缸的驱动液压流体，这里只描述不同点。

无污染的人力混合动力水平机具有双液压驱动缸，用于能量的生产及传输，包括具有接收来自流体储存器1b中的流体的入口机构的至少两个水平液压缸2a，2b，设置在所述水平液压缸2a，2b的任一端部的至少两个入口和两个出口，用于连接液压缸2a的入口和液压缸2b的出口以及连接液压缸2a的出口和液压缸2b的入口的至少两条柔性导管，布置在至少两个水平液压双缸2a，2b之间的连杆8，与所述连杆结合的飞轮9a，9b使所述液压双缸具有联动机械运动，流体储存器(1b)含有分布在所述液压缸2的第一端并受机械驱动泵1a机械驱动的流体，电连接到所述机械驱动泵1a的电动机和/或驱动链1c由驱动齿轮7和与所述齿条和小齿轮组件4驱动接触的传动齿轮6供给动力，用于将所述水平液压缸2的机械运动转换为电能。

将存储在流体储存器中的油最初通过设置在流体储存器上部的机械泵1a从储油器1b进入其中一个双液压缸中。由机械手压泵加压的流体通过所述双液压缸2a，2b之间的至少两条柔性导管传输。液压缸2a，2b分别为单活塞双作用液压缸，连接杆的一端通过飞轮机构连接到液压缸，并且在第一实施例中，它们的尺寸互不相同，如图7所述，它们由相似的驱动液压流体驱动。因此，除非另外区分，以动臂缸的驱动液压流体为例进行说明，而关于另一液压缸的驱动液压流体，这里只描述不同点。

由所述双液压缸内的流动液体产生的平衡压力通过安装在飞轮上的连杆使所述液压缸在水平方向上运动。双液压缸的这种机械运动以联动的模式进行，从而在所述两个液压缸之间保持有恒定的压差。具有液压缸的无污染人力混合动力水平机用于能量的生成及输送，如图7和图8所示，其中，来自储存器中的液体，尤其通过所述柔性管路输送到所述双液压缸之间，该系统提供了一种用于发电的联动机构在液压缸之间通过所述飞轮将杆和液压缸连接来产生电能。

为了持续发电，此备选实施例中的运行模式以相互连接的双液压驱动缸之间的液体压力平衡为基础，双液压驱动缸通过与二者之间的飞轮结合的连杆连接，从而使液压缸之间的机械运动容易进行，机械运动不经意地使齿轮旋转用来持续发电。流体进入液压缸的流动由在每个所述气缸中提供至少两个用于进出气缸的入口和出口的双弹性导管执行。液压缸内部和双液压缸之间的流体流动产生了使所述液压缸之间持续联动运动的压力，从而使得与所述双作用液压缸连接的齿轮机构旋转。该联动操作模式由光滑的连接杆和液压缸之间的飞轮保持在一起。

尽管本说明书公开的发明为了特定应用主要采用液压操作，但是其对环境无不良影响。这种类型的动力设备建立并作为实现电能分布式分配的动力运行，允许其向电网系统提供电能。本发明连接到电网系统将允许发电设备向大的区域供电，例如但不限于城镇、城市、国家、地区、省州。本发明也可以作为交互单元系统中的独立单元实施，以为特定设施供电，例如但不限于制造工厂、商场、店铺、写字楼、医院、军事基地、多用户住宅以及其他设施。另外，本发明可以实施为便携式装置，用于向类似集市和建筑工地、私人露营和休闲的商业功能提供电力，也可以向其他实体和其他功能提供电力。该系统在大小上可扩展，例如向下缩小为发明容器的工作供电。无论是外部还是自包含均能使该系统应用于各种环境中，用作电能分布式分配的动力，或者作为一个独立的单元或组合系统。

本发明的任何实施例可以包括本发明的其他实施例中的任何可选的或优选的特征。这里公开的示例性实施例不是全部的，且没有对本发明及其范围形成不必要的限制。选择和描述的示例性实施例的目的在于对本发明的一些原理进行解释，以便于本领域技术人员实施该发明。已经示出和描述了本发明的示例性实施例，本领域的技术人员将意识可以对描述的发明进行修改和改动。这些修改和改动均产生同样的结果，并且落入所要求保护的发明的精神之内。因此，仅通过权利要求书的范围来限制本发明。本发明创造和保护相同的技术设备，同样的技术内容和相同的技术原理，结构和模型要求获得同样的知识产权保护。本发明建立了一种新型的能源动力机器，能源消耗低，零排放，低燃料成本。最关键的作为其外部形状的技术设备，技术结构和技术内容。因为有各种各样的形状，关键在于其技术结构、设备、内容有自己的特色。因此，本发明创造的技术设备、结构、内容是最关键技术，要求其获得同等的知识产权保护。

Claims (3)

1.一种无污染的具有双液压驱动缸的用于能量产生并传输的人力混合动力水平机，包括：

i)至少两个水平液压缸(2a，2b)，其具有接收来自流体储存器(1b)中的流体的入口机构；

ii)设置在所述水平液压缸(2a，2b)的任一端部的至少两个入口和两个出口；

iii)至少两条柔性连接导管，其连接第一液压缸(2a)的入口和第二液压缸(2b)的出口以及连接第一液压缸(2a)的出口和第二液压缸(2b)的入口；

iv)布置在所述至少两个水平液压缸(2a，2b)之间的连杆(8)；

v)与所述连杆接合的飞轮(9a，9b)，用于使液压缸进行联动机械运动；

vi)流体储存器(1b)，容纳在所述第一液压缸(2a)的第一端处的由机械驱动泵(1a)机械驱动的流体；

vii)电连接至所述机械驱动泵(1a)的电动马达和/或驱动链(1c)，其通过驱动齿轮(7)提供能量；

viii)与小齿轮组件(4)驱动接触的传动齿轮(6)用于将所述第一液压缸(2a)的机械运动转变为电能。

2.如权利要求1所述的无污染的具有双液压驱动缸的用于能量产生并传输的人力混合动力水平机，其中，所述流体储存器(1b)中的所述流体为油。

3.如权利要求1所述的无污染的具有双液压驱动缸的用于能量产生并传输的人力混合动力水平机，其中，

i)所述流体储存器中的流体尤其通过所述柔性连接导管在液压缸之间传输；

ii)系统在液压缸之间设置有用于发电的联动机构，其通过所述飞轮与连杆和所述水平液压缸连接。