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]本發(fā)明涉及一種風力發(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。

【發(fā)明內容】

[0005]針對上述現(xiàn)狀存在不足的問題，本發(fā)明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，本發(fā)明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，本發(fā)明的優(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。三級壓縮機產生的大流量和高壓氣源先儲存到儲氣罐里，然后經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、本發(fā)明多級壓縮氣缸結構示意圖。
[0009]圖2、本發(fā)明多級壓縮氣缸吸氣動作過程示意圖。
[0010]圖3、本發(fā)明多級壓縮氣缸中壓壓縮過程示意圖。
[0011]圖4、本發(fā)明多級壓縮氣缸高壓壓縮過程示意圖。
[0012]圖5、本發(fā)明多級壓縮氣缸輸出結束過程示意圖。
[0013]圖6、本發(fā)明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、本發(fā)明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、本發(fā)明自激式氣動直線發(fā)電機結構示意圖。
[0016]圖9、本發(fā)明自激式氣動直線發(fā)電機上升排氣動作局部示意圖。
[0017]圖10、本發(fā)明自激式氣動直線發(fā)電機排氣結束動作局部示意圖。
[0018]圖11、本發(fā)明自激式氣動直線發(fā)電機觸發(fā)高能壓縮空氣輸入局部示意圖。
[0019]圖12、本發(fā)明風車高能壓縮物理儲能發(fā)電系統(tǒng)外形示意圖。
[0020]圖13、本發(fā)明用作LED路燈外形示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。
[0022]參見圖1所示，與風車主軸⑵聯(lián)動的帶平衡塊曲軸⑴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)產生的高壓氣源經固定活塞(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’ )的中心，導桿兩端還設有單向閥驅動小氣