本實(shí)用新型是涉及一種基于流體壓強(qiáng)的能量收集及穩(wěn)定裝置，具體地說是運(yùn)用真空儲(chǔ)能的思想，將外界不穩(wěn)定的機(jī)械能儲(chǔ)存在真空區(qū)域中，然后釋放出穩(wěn)定的機(jī)械能，從而收集并轉(zhuǎn)化不穩(wěn)定的能量為穩(wěn)定的能量。

背景技術(shù)：

波浪能、風(fēng)能等能源是可再生能源的重要部分，因儲(chǔ)量大、清潔、再生性強(qiáng)而極具開發(fā)前景。我國的內(nèi)蒙古等地區(qū)的風(fēng)力資源豐富，同時(shí)長長的海岸線能為我國提供大量的波浪能資源。在石油煤炭等不可再生能源日益緊缺，環(huán)境污染問題日益突出的情況下，開發(fā)這些清潔可再生能源非常具有戰(zhàn)略意義。

然而這些能量并不穩(wěn)定，例如波浪能，波浪能的能量密度雖大，但是由波浪動(dòng)能直接轉(zhuǎn)化而來的電流時(shí)大時(shí)小，呈波動(dòng)狀態(tài)。這種波動(dòng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊而帶來不良影響。同時(shí)，波浪能的高峰和用電高峰并不一定同步，需要將波浪能轉(zhuǎn)化而來的電能收集起來，在用電高峰使用。

將不穩(wěn)定的機(jī)械能穩(wěn)定或收集，傳統(tǒng)的做法是先將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能進(jìn)行濾波整流后，再充入蓄電池或轉(zhuǎn)化為交流電使用。這種方式對(duì)電能的損耗較大，如果直接將機(jī)械能穩(wěn)定或收集起來使用，不僅能減少能量損耗，還能降低對(duì)電路的要求。目前的一些能量穩(wěn)定裝置存在能量輸入與輸出不能同時(shí)進(jìn)行、控制復(fù)雜、能量輸出

仍受能量輸入的影響而導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于流體壓強(qiáng)的能量收集及穩(wěn)定裝置，這種裝置配合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、波浪能發(fā)電設(shè)備等使用，可將不穩(wěn)定的機(jī)械能收集并轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的機(jī)械能釋放出來。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于流體壓強(qiáng)的能量收集及穩(wěn)定裝置，包括活塞一、活塞二、密閉條一、密閉條二、傳動(dòng)桿一、傳動(dòng)桿二、動(dòng)力軸一、動(dòng)力軸二、活塞三、活塞四、密閉條三、密閉條四、傳動(dòng)桿三、傳動(dòng)桿四、軸、殼體和殼體上開設(shè)的缺口；所述動(dòng)力軸一、動(dòng)力軸二同心套設(shè)在軸上，密閉條一、密閉條二和密閉條三、密閉條四相貼合，活塞一和活塞三相貼合，活塞二和活塞四相貼合之后裝入殼體中；

當(dāng)外力作用在動(dòng)力軸一上使其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則動(dòng)力軸一為主動(dòng)動(dòng)力軸，活塞一、活塞二為主動(dòng)活塞；動(dòng)力軸二則為被動(dòng)動(dòng)力軸，活塞三和活塞四為被動(dòng)活塞；外力通過傳動(dòng)桿一和傳動(dòng)桿二驅(qū)動(dòng)活塞一、活塞二逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)活塞一和活塞三分離之后，由于密閉條一和密閉條三貼合部堵住了活塞一和活塞三之間的缺口，活塞一和活塞三之間形成真空區(qū)域。與此同時(shí)，由于活塞和密閉條不相接，存在一個(gè)缺口，海水可以通過這個(gè)缺口流進(jìn)活塞一和活塞四之間，導(dǎo)致其中充滿著海水，從而將海水的壓強(qiáng)作用于活塞一和活塞四與流體接觸的一面。

所述真空區(qū)域由主動(dòng)活塞、殼體、上下貼合的密閉條和被動(dòng)活塞圍成。圍成真空區(qū)域的主動(dòng)活塞和被動(dòng)活塞稱為活塞對(duì)，一對(duì)活塞對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)真空區(qū)域。所述活塞對(duì)可以為一對(duì)、兩對(duì)或者多對(duì)。

所述密閉條與一個(gè)活塞連接，與下一個(gè)活塞或者該活塞的背面不相連，形成一個(gè)大小合適的缺口，容許外界流體通過環(huán)形缺口進(jìn)入殼體，使流體對(duì)真空區(qū)域之外的地方產(chǎn)生壓強(qiáng)。

主動(dòng)動(dòng)力軸接受不穩(wěn)定的外力，帶動(dòng)主動(dòng)活塞順時(shí)針或逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)活塞在外界流體壓強(qiáng)的作用下跟著主動(dòng)活塞同向運(yùn)動(dòng)，再帶動(dòng)所述被動(dòng)動(dòng)力軸運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)動(dòng)力軸輸出穩(wěn)定的力。

只要能量輸入(扣除機(jī)械能損失之后)大于能量輸出，且作用在主動(dòng)動(dòng)力軸上的外力大于主動(dòng)活塞需要克服的阻力(摩擦、外界流體作用在活塞一側(cè)的壓力)，即可在被動(dòng)動(dòng)力軸上輸出穩(wěn)定的能量，實(shí)現(xiàn)能量的即時(shí)轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。只要通過機(jī)械的方法固定被動(dòng)動(dòng)力軸，裝置即可進(jìn)入儲(chǔ)能狀態(tài)，需要時(shí)再松開被動(dòng)動(dòng)力軸，即可放能。

裝置內(nèi)儲(chǔ)存的能量可由真空區(qū)域大小表示W(wǎng)＝pV

W表示裝置中儲(chǔ)存的能量，p表示外界流體的壓強(qiáng)，V表示真空區(qū)域大小。W增大表現(xiàn)為儲(chǔ)能，W減小表現(xiàn)為放能。

在較短時(shí)間內(nèi)，靜態(tài)流體(靜止的空氣、靜止的水等)作用在物體表面的壓強(qiáng)p恒定，利用外界流體壓強(qiáng)作為驅(qū)動(dòng)被動(dòng)活塞的動(dòng)力，可保證輸出的能量穩(wěn)定，且不受能量輸入時(shí)的波動(dòng)影響。在液體中(例如海水)，作用在活塞上的壓強(qiáng)隨深度變化，深度越大，壓強(qiáng)p越大，真空區(qū)域中的能量密度W/V越大，裝置能儲(chǔ)存的機(jī)械能W越多，因此只要改變安裝深度即可改變裝置儲(chǔ)存能量的能力(對(duì)裝置的強(qiáng)度要求也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化)。在較長的時(shí)間尺度下，氣壓也會(huì)發(fā)生變化，如晴天時(shí)氣壓高，陰天時(shí)氣壓低?？梢栽跉鈮盒〉臅r(shí)候(記為p1)給裝置儲(chǔ)能，真空區(qū)域體積為V，保持體積不變；氣壓p大的時(shí)候(記為p2)放能，可獲得額外的氣壓差能(p2-p1)*V。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

該實(shí)用新型可以將不穩(wěn)定的機(jī)械能輸入積蓄在真空區(qū)，然后通過動(dòng)力輸出軸輸出穩(wěn)定的機(jī)械能。動(dòng)力的輸入輸出可以同時(shí)進(jìn)行，使得能量轉(zhuǎn)換的過程即時(shí)而又連續(xù)。當(dāng)動(dòng)力輸出軸被固定時(shí)，該裝置就成了能量收集裝置。外界壓強(qiáng)有時(shí)會(huì)發(fā)生緩慢變化，可以在外界壓強(qiáng)較小時(shí)固定動(dòng)力輸出軸，裝置不斷蓄能；在外界壓強(qiáng)大時(shí)松開動(dòng)力輸出軸釋放能量，利用壓強(qiáng)差可以給裝置提供額外的一部分機(jī)械能(壓強(qiáng)差能)。或者在用電低谷時(shí)蓄能，在用電高峰時(shí)釋放能量并通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的上半動(dòng)力部件；

圖2是本實(shí)用新型的下半動(dòng)力部件；

圖3是本實(shí)用新型的軸；

圖4是本實(shí)用新型的外殼；

圖5是本實(shí)用新型的俯視剖面圖；

圖6是本實(shí)用新型裝配圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1-6所示，該裝置用于波浪能發(fā)電，安裝在海面以下的海水中，安裝深度合適，即深度足夠深以保證安裝處不受海面波浪影響，但又能保證裝置在運(yùn)作過程中不被外力損壞。海面用點(diǎn)頭鴨裝置捕獲的波浪能通過液壓能的形式傳遞到裝置安裝處，并用低速大扭矩液壓泵轉(zhuǎn)化為扭矩作用在動(dòng)力軸一7上，發(fā)電機(jī)通過齒輪組與動(dòng)力軸二8傳動(dòng)。以能量的即時(shí)轉(zhuǎn)化過程為例。

當(dāng)外力作用在動(dòng)力軸一7上使其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則動(dòng)力軸與7為主動(dòng)動(dòng)力軸，活塞一1，活塞二2為主動(dòng)活塞；動(dòng)力軸二8則為被動(dòng)動(dòng)力軸，活塞三9和活塞四10為被動(dòng)活塞。外力通過傳動(dòng)桿一5和傳動(dòng)桿二6驅(qū)動(dòng)活塞一1和活塞二2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)活塞一1和活塞9分離之后，由于密閉條一3和密閉條三11貼合部分堵住了活塞一1和活塞三9之間的環(huán)形缺口17，活塞一1和活塞三9之間會(huì)形成真空區(qū)域。與此同時(shí)，由于活塞四10和密閉條三11不相接，存在一個(gè)缺口，海水可以通過這個(gè)缺口流進(jìn)活塞一1和活塞四10之間，導(dǎo)致其中充滿著海水，從而將海水壓強(qiáng)作用于活塞一1和活塞四10與流體接觸的一面。由對(duì)稱性可知，活塞二2和活塞四10之間為真空區(qū)域，活塞二2和活塞三9之間與外界連通。當(dāng)主動(dòng)活塞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，被動(dòng)活塞在海水的驅(qū)動(dòng)下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)被動(dòng)動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)。被動(dòng)動(dòng)力軸帶動(dòng)齒輪組將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定的電流。

本實(shí)用新型中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。