本發(fā)明涉及動力獲取技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動力裝置、發(fā)電設(shè)備及動力獲取方法。

背景技術(shù)：

目前，電能被廣泛應(yīng)用于動能、照明、通信等各個技經(jīng)濟領(lǐng)域，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展、人民經(jīng)濟飛躍的主要動力。

現(xiàn)在電能主要以煤炭、核能發(fā)電為主，風(fēng)力、水力發(fā)電為輔。其中，煤炭、核能均為非自然資源，風(fēng)力、水力為自然資源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種動力裝置，包括獲取裝置、儲氣腔、壓力罐、開關(guān)閥組；

所述獲取裝置用于獲取外界物質(zhì)的動能并將該動能轉(zhuǎn)化為推動氣體的動力，以便將所述儲氣腔中的氣體推送至所述壓力罐；

當(dāng)向壓力罐內(nèi)推送氣體時，所述開關(guān)閥組處于第一工作狀態(tài)，所述儲氣腔與所述壓力罐連通，所述儲氣腔與外界氣源斷開；

當(dāng)推送氣體結(jié)束時，所述開關(guān)閥組處于第二工作狀態(tài)，所述儲氣腔與所述壓力罐斷開，所述儲氣腔與外界氣源連通。

可選的，所述獲取裝置包括至少一個長條形彈性氣囊，所述彈性氣囊的出氣口通過管路連通所述壓力罐，所述儲氣腔為所述彈性氣囊的內(nèi)腔。

可選的，所述彈性氣囊具有若干個，各所述彈性氣囊的出氣口通過相應(yīng)支管路匯集連接主管路一端部，所述主管路的另一端部連接所述壓力罐的進口，所述開關(guān)閥組設(shè)置于所述主管路。

可選的，還包括具有內(nèi)腔的彈性保護殼，所述彈性氣囊套設(shè)于所述彈性保護殼形成的內(nèi)腔中，所述彈性保護殼上設(shè)置有與地面機構(gòu)連接固定的安裝結(jié)構(gòu)。

可選的，所述彈性保護殼的兩側(cè)形成有向外延伸的板體，所述板體上設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)，以便相鄰兩所述彈性保護殼連接固定。

可選的，所述彈性氣囊的內(nèi)部還設(shè)置有回彈部件。

可選的，所述回彈部件包括氣囊柱，所述氣囊柱沿所述彈性氣囊的徑向延伸，并且所述彈性氣囊內(nèi)部間隔布置有多個沿徑向延伸的所述氣囊柱。

可選的，所述氣囊柱的進氣口連通外部的供氣源，所述氣囊柱位于所述彈性氣囊內(nèi)部的管段上設(shè)置有連通孔，所述氣囊柱的內(nèi)腔通過所述連通孔與所述彈性氣囊的內(nèi)部連通。

可選的，所述獲取裝置包括葉輪、伸縮缸和用于將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動的連桿機構(gòu)；所述葉輪上安裝有至少兩個葉片，所述葉輪的轉(zhuǎn)動軸通過連桿機構(gòu)連接所述伸縮缸的活塞，所述儲氣腔為所述伸縮缸的缸筒。

可選的，還包括變速箱，所述葉輪的轉(zhuǎn)動軸連接所述變速箱的輸入軸，所述變速箱的輸出軸通過所述連桿機構(gòu)連接所述伸縮缸的活塞。

可選的，還包括用于檢測葉輪轉(zhuǎn)動速度的檢測部件，根據(jù)檢測部件的檢測信號，調(diào)節(jié)變速箱輸出扭矩的倍率，以使葉輪保持在預(yù)定轉(zhuǎn)速范圍。

可選的，所述葉輪為風(fēng)輪或水輪，所述獲取裝置還包括安裝架，所述安裝架上設(shè)置有機艙，所述伸縮缸、所述變速箱和所述連桿機構(gòu)設(shè)置于所述機艙內(nèi)部，所述葉輪的葉片露置于所述機艙外部。

可選的，所述壓力罐包括至少兩級，根據(jù)氣流方向依次定義為初級壓力罐和高級壓力罐，所述高級壓力罐的額定壓力高于所述初級壓力罐的額定壓力，當(dāng)所述初級壓力罐到達極限壓力時，所述初級壓力罐和所述高級壓力罐之間的開關(guān)閥打開，所述初級壓力罐中的氣體向高級壓力罐充氣；所述儲氣腔與所述初級壓力罐連通或斷開。

可選的，所述初級壓力罐和所述高級壓力罐的個數(shù)均為多個，每一個所述初級壓力罐通過相應(yīng)開關(guān)閥與所有所述高級壓力罐連通或斷開。

可選的，所述高級壓力罐具有至少兩級，前一級的額定壓力小于后一級的額定壓力，當(dāng)前一級高級壓力罐的內(nèi)部壓力大于極限壓力時，所述前一級高級壓力罐向后一級高級壓力罐充氣。

可選的，還包括過程儲氣罐，最后一級的所述高級壓力罐的出口連通所述過程儲氣罐的入口，所述過程儲氣罐的出口連通動力裝置的氣體入口；輸出動力工作過程中，維持所述過程儲氣罐內(nèi)部氣壓不低于額定氣壓。

本發(fā)明還提供了一種發(fā)電設(shè)備，包括氣體推動發(fā)電工作的發(fā)電機以及上述任一項所述的動力裝置，所述發(fā)電機的進氣管路與所述動力裝置的壓力罐的出氣口連接，所述發(fā)電機和所述壓力罐的連通管路上還進一步設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

此外，本發(fā)明提供了一種動力獲取方法，該方法包括：

利用獲取裝置獲取外界物質(zhì)的動能并將該動能轉(zhuǎn)化為推動氣體的動力，以便將儲氣腔中的氣體推送至壓力罐。

可選的，所述壓力罐包括至少兩個，各所述壓力罐的進氣口與所述儲氣腔連通管路上均設(shè)置有開關(guān)閥，按以下方式對各所述壓力罐進行充氣：先向內(nèi)部壓力小于并且與所述儲氣腔內(nèi)部壓力最接近的壓力罐進行充氣。

可選的，當(dāng)所述儲氣腔對壓力最接近的壓力罐充氣完畢后，關(guān)閉與該壓力罐相對應(yīng)的開關(guān)閥，還同時進行以下步驟：判斷儲氣罐是否完成完整做功，如果否，則打開小于且與當(dāng)前狀態(tài)所述儲氣腔內(nèi)部壓力最接近的所述壓力罐繼續(xù)進行充氣。

可選的，所述儲氣腔對壓力罐充氣完畢通過以下條件判斷：所述儲氣腔與該壓力罐連通管路內(nèi)部的氣流速度趨向于零；或者所述壓力罐的內(nèi)部壓力達到預(yù)先設(shè)定的極限壓力；或者所述儲氣腔與連通的所述壓力罐之間的壓力差小于兩者連通管路上所述開關(guān)閥的預(yù)設(shè)打開壓力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一種實施例中動力裝置的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實施例中獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中彈性氣囊封閉狀態(tài)下汽車對其完整做功時，彈性氣囊內(nèi)氣體的氣體狀態(tài)曲線示意圖；

圖4為汽車完整做功情形下，氣囊封閉狀態(tài)下氣體狀態(tài)曲線，以及氣囊對一壓力罐完整做功狀態(tài)下，氣囊氣體狀態(tài)曲線的示意圖；

圖5為汽車完整做功，氣囊封閉狀態(tài)下氣壓曲線、以及氣囊相續(xù)對同級兩個壓力罐做功時，氣囊內(nèi)部氣體的氣體狀態(tài)曲線示意圖；

圖6為本發(fā)明第二種實施例中動力裝置的原理示意圖；

圖7為本發(fā)明一種具體實施例中動力獲取方法的流程圖。

其中，圖1、圖2、圖6中：

彈性氣囊10、保護殼11、連接結(jié)構(gòu)11a、氣囊柱12、支管路13；

初級壓力罐20、第一高級壓力罐30、第二高級壓力罐31、過程儲氣罐40、氣壓閥41、發(fā)電機50、接口60、接口61、接口62、單向閥70；

葉輪10’、伸縮缸20’、壓力罐30’。

具體實施方式

如背景技術(shù)所述，無論是非自然資源發(fā)電，還是自然資源發(fā)電，對于發(fā)電設(shè)備的設(shè)計要求均比較高，即要求發(fā)電設(shè)備具有高耦合性，相應(yīng)地造價成本也相對比較昂貴。

對于上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本文進行了深入研究，進而提出了一種可以降低發(fā)電設(shè)備耦合性，并且便于拓展和維護的發(fā)電設(shè)備及方法。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明第一種實施例中動力裝置的原理示意圖。

本發(fā)明提供了一種動力裝置，主要包括獲取裝置、儲氣腔、壓力罐、開關(guān)閥組。獲取裝置主要用于獲取外界物質(zhì)的動能并將該動能轉(zhuǎn)化為推動氣體的動力，以便將儲氣腔中的氣體推動至壓力罐的內(nèi)部。

本發(fā)明中的開關(guān)閥組至少具有兩個工作狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)閥組處于第一工作狀態(tài)時，所述儲氣腔與所述壓力罐連通，所述儲氣腔與外界氣源斷開，此時儲氣腔中的氣體可以推送至壓力罐內(nèi)部；當(dāng)開關(guān)閥組處于第二工作狀態(tài)時，儲氣腔與所述壓力罐斷開，所述儲氣腔與外界氣源連通，此時推送氣體結(jié)束。

儲氣腔可以具有兩個工作口，即具有與外界氣源連通的進氣口和與壓力罐連通的出氣口，該外界氣源可以為大氣，也可以為其他供氣裝置，在此不做具體介紹。相應(yīng)地，開關(guān)閥組包括第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，分別設(shè)置于儲氣腔的進氣口和出氣口，兩開關(guān)閥的打開和關(guān)閉是通過控制器控制實現(xiàn)的。

具體地，當(dāng)向壓力罐內(nèi)推送氣體時，關(guān)閉第一開關(guān)閥，打開第二開關(guān)閥，即斷開儲氣腔與外界氣源，連通儲氣腔與壓力罐，以便將儲氣腔內(nèi)的氣體推送至壓力罐內(nèi)部。

當(dāng)推動氣體結(jié)束時，關(guān)閉第二開關(guān)閥，打開第一開關(guān)閥，即斷開儲氣腔與壓力罐的連接，連通儲氣腔與外界氣源，這樣外界氣源可以對儲氣腔進行充注氣體，以便下次向壓力罐內(nèi)充氣。

當(dāng)然，開關(guān)閥組還可以為一個組合閥，儲氣腔具有一個工作口，通過開關(guān)閥處于不同的工作狀態(tài)，使儲氣腔的工作口與壓力罐或者外界氣源連通。

本文中的外界氣源可以為大氣，也可以為其他供氣源。

通過本發(fā)明中所提供的動力裝置可以不斷將外界物質(zhì)的動能轉(zhuǎn)化為壓縮氣體的能量，使氣體源源不斷的充注至壓力罐中形成具有一定壓力的壓力罐。壓力罐可以應(yīng)用于發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，即本發(fā)明提供的發(fā)電設(shè)備可以包括發(fā)電機50和上述動力裝置，對于內(nèi)部設(shè)置有風(fēng)管的發(fā)電機，壓力罐的出氣口可以與發(fā)電機50的進氣管路連接，壓力罐內(nèi)的壓力氣體將推動發(fā)電機50轉(zhuǎn)動進行發(fā)電?？梢栽诎l(fā)電機50和壓力罐的連通管路上進一步設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，以根據(jù)發(fā)電機50的功率，調(diào)節(jié)壓力罐出口氣體的流量。

對于內(nèi)部不設(shè)置有風(fēng)管的發(fā)電機，發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上可以安裝有風(fēng)輪，最后一級壓力罐為風(fēng)輪提供轉(zhuǎn)動動力，風(fēng)輪和壓力罐的連通管路上還進一步設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

這樣，可以避免被太陽能加熱后的氣體中的熱量傳導(dǎo)至發(fā)電機轉(zhuǎn)子，導(dǎo)致發(fā)電機轉(zhuǎn)子過熱損壞現(xiàn)象的發(fā)生。

當(dāng)然，本發(fā)明所提供的動力裝置不局限于應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域，還可以作為驅(qū)動力用于其它領(lǐng)域。本文以動力裝置應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域為例，繼續(xù)介紹技術(shù)方案和技術(shù)效果。

本發(fā)明所提供的動力裝置可以將外界各種物質(zhì)的動能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能存儲于壓力罐中，然后利用壓力罐中的氣體推動發(fā)電機50進行發(fā)電。即因氣體內(nèi)能具有流動性，在實現(xiàn)過程中可將能源集中起來再轉(zhuǎn)化為電能，通過裝置/設(shè)備共用的方式大幅度降低了自然能源開發(fā)對于財力物力的需求。在此過程中，通過氣體為能量載體實現(xiàn)松耦關(guān)系，實現(xiàn)一種高度集中的低成本無污染可再生的發(fā)電方式，本質(zhì)上是一種對自然能源與非自然能源的一種采集利用。

整體系統(tǒng)容災(zāi)能力更強，即任何一個環(huán)節(jié)出問題都不影響整體運行，個別能源獲取裝置毀壞不影響整體設(shè)備運轉(zhuǎn)，氣體儲存裝置(壓力罐)毀壞或破損時可切換為備用裝置；發(fā)電機50組故障時可切換為備用發(fā)電機。該動力裝置投入小，損失?。耗茉词占筠D(zhuǎn)移到異地轉(zhuǎn)化，本地沒有核心部件尤其是大功率發(fā)電機50。

本發(fā)明中的動力裝置拓展性好：擴大規(guī)模時，任何裝置都可以接入原有系統(tǒng)，無需單獨投入。

在制造成本上，采用了能源集中再處理的工作方式，實現(xiàn)能源采集-能量轉(zhuǎn)化的多對一的解耦，省略了一般風(fēng)力水力發(fā)電設(shè)備中大部分監(jiān)控裝置，防災(zāi)裝置，伸至節(jié)省了發(fā)電機50本身，大幅度降低了生產(chǎn)成本，也極大降低了自然能源的入門要求。

同時，本發(fā)明可以實現(xiàn)多種物質(zhì)動能的收集，實現(xiàn)多種勢能的集成轉(zhuǎn)化。即多種形式動能轉(zhuǎn)化方式，組合自由，能適應(yīng)更復(fù)雜的自然環(huán)境。從原則上說，任何能夠轉(zhuǎn)化成氣壓形式的內(nèi)能的能源都可以接入到已經(jīng)建設(shè)好的系統(tǒng)中。

以下介紹了幾種不同種類外界物質(zhì)動能的獲取，詳見以下描述。

請結(jié)合圖2，圖2為本發(fā)明一種實施例中獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

在第一種具體實施方式中，獲取裝置主要用于對汽車等運動部件能量的收集。獲取裝置包括至少一個長條形彈性氣囊10，彈性氣囊10的出氣口通過管路連通壓力罐，儲氣腔為彈性氣囊10的內(nèi)腔。彈性氣囊10的數(shù)量通常為多個，各彈性氣囊10可以在平面內(nèi)依次并排布置。若干長條形氣囊可以設(shè)置于馬路上，優(yōu)選的設(shè)置于減速路口位置。

當(dāng)汽車駛過設(shè)置有彈性氣囊10的路面時，車輛通過非完全彈性碰撞的原理將自身動能轉(zhuǎn)化為彈性氣囊10內(nèi)部氣體的內(nèi)能，彈性氣囊10內(nèi)部氣體將通過輸氣管路輸送至壓力罐內(nèi)部。

汽車在減速過程中，每個彈性氣囊10所受到的力是不一樣的，假定每個氣囊收到的力為f，行駛到該彈性氣囊10正上方時刻的速度為v1，氣囊寬為s，汽車行駛在上一個氣囊正上方的速度為v2，汽車質(zhì)量為m,由能量守恒定律可知汽車在該氣囊上最大做功為：

w＝fs＝1/2m(v2²-v1²)s；

彈性氣囊10做功分兩個階段：

一、氣囊增壓至與壓力罐同等值階段：

該過程是縮小固定摩爾體積的氣體體積達到增壓目的的，準(zhǔn)靜態(tài)過程的功：

dw＝fdl＝psdl＝pdv,

該過程中，

其中，d表示微積分中“微分”，w為氣囊整個所的做功，dw表示準(zhǔn)靜態(tài)過程的功，s為容器內(nèi)部底部面積，l為容器內(nèi)部高度，f為力的大小，v為容積；v3為t3時刻氣囊內(nèi)部體積。

二、輸出階段：

情景一：汽車離開彈性氣囊10時，彈性氣囊10氣壓大于或等于壓力罐氣壓值，該狀態(tài)表示汽車已完成完整輸出。

該過程中，壓力罐獲得的功為：

如圖4所示，以儲氣腔為彈性氣囊為例，其中曲線s1表示氣囊封閉時，氣囊內(nèi)部氣體的氣體狀態(tài)曲線；s2表示在氣囊被壓縮過程中對與其相連的一個壓力罐完整做功時，氣囊內(nèi)部氣體的氣體狀態(tài)曲線。其中，曲線s1和曲線s2在v0至v3區(qū)域具有重合段，v3表示氣囊打開時刻的內(nèi)部體積。也就是說，氣囊由v0變化至v3過程，氣囊與壓力罐不連通，v3至v4階段氣囊對壓力罐充氣，并且當(dāng)氣囊內(nèi)部氣體變化至(p4，v4，t4)時，氣囊對壓力罐充氣完畢，兩者之間的開關(guān)閥關(guān)閉。

情景二：汽車離開氣囊前，氣囊等于壓力罐氣壓值，該狀態(tài)表示汽車無法完成完整輸出，如果汽車繼續(xù)壓縮氣囊，氣囊能氣體壓力必然繼續(xù)升高。

初始氣壓值：如圖5所示，動能轉(zhuǎn)化過程分為兩個部分：1.增壓部分，2.輸出部分。圖5中曲線s3為在氣囊被壓縮過程中，依次對兩個壓力罐充氣的氣體狀態(tài)曲線。其中曲線s3中v0至v3區(qū)域為氣囊封閉增壓部分，v3至v’段為對第一個壓力罐充氣過程，氣囊內(nèi)部氣體的氣體狀態(tài)曲線，v’至v5段為氣囊對第二各壓力罐充氣過程，其內(nèi)部氣體的氣體狀態(tài)曲線。其中曲線v’所對應(yīng)的狀態(tài)點為對第一壓力罐充氣結(jié)束，開始對第二壓力罐充氣。

其中v5為第二壓力罐充氣結(jié)束時，氣囊內(nèi)氣體體積。

最大做功為已知數(shù)，增壓部分做功越小，輸出部分做功越大；此時要求初始氣壓值無限接近于輸出氣壓值。輸出氣壓值由車輪(或動能載體)接觸氣囊時的質(zhì)量與速度決定。

壓力罐大小(以汽車為例)：一般情況下，一條路段上汽車流量在固定范圍內(nèi)，該路段上汽車轉(zhuǎn)化的空氣內(nèi)能總量也在相應(yīng)范圍內(nèi)。壓力罐容積與流動頻率成反比，該比例系數(shù)由發(fā)電機50組根據(jù)自身承載力決定并分配的。

當(dāng)汽車完全行駛過彈性氣囊10后，彈性氣囊10出口和壓力罐進口位置的壓力大致相等，故獲取裝置還可以設(shè)置用于檢測在彈性氣囊10出口和壓力罐進口位置氣壓的檢測部件，當(dāng)檢測部件彈性氣囊10出口和壓力罐進口兩位置壓力大致相等時，彈性氣囊10和壓力罐之間的第二開關(guān)閥關(guān)閉，第一開關(guān)閥連通，以對彈性氣囊10內(nèi)部進行充氣，使得彈性氣囊10快速回彈。

進一步地，如上所述彈性氣囊10的數(shù)量可以為若干，各彈性氣囊10的出口通過相應(yīng)支管路13匯集連接主管路的一端部，主管路的另一端部連接壓力罐的進口，第二開關(guān)閥設(shè)置于主管路。

這樣有利于彈性氣囊10和壓力罐之間管路的布置。

為了避免各彈性氣囊10之間的相互磨損，還可以進行以下設(shè)置。

獲取裝置還可以包括具有內(nèi)腔的彈性保護殼11，彈性保護殼11可以為塑膠材料管，彈性氣囊10套設(shè)于彈性保護殼11形成的內(nèi)腔中，彈性保護殼11上設(shè)置有與地面機構(gòu)連接固定的安裝結(jié)構(gòu)。安裝結(jié)構(gòu)可以為螺栓孔。

進一步的彈性保護殼11的兩側(cè)形成有向外延伸的板體，板體上設(shè)置有連接結(jié)構(gòu)11a，以便相鄰兩彈性保護殼11連接固定。即相鄰的兩彈性保護殼11可以通過連接結(jié)構(gòu)11a配合固定，以形成多排管路，便于鋪設(shè)于路面。

為了提高彈性氣囊10的回彈速度，彈性氣囊10的內(nèi)部還設(shè)置有回彈部件。在一種具體實施方式中，回彈部件可以為氣囊柱12，氣囊柱12沿所述彈性氣囊10的徑向延伸，彈性氣囊10內(nèi)部間隔布置有多個沿徑向延伸的所述氣囊柱12，氣囊柱12可以至少外端部抵靠彈性氣囊10。

當(dāng)汽車碾壓彈性氣囊10時，氣囊柱12同時也被壓縮，但是因氣囊柱12內(nèi)的氣體不減少，在汽車碾壓過后，氣囊柱12可以快速回彈，氣囊柱12回彈對彈性氣囊10的空間起到支撐作用，有利于外界氣源快速充注至彈性氣囊10的內(nèi)部。

對于氣囊柱12的設(shè)置可以由多種方式，例如彈性氣囊10與氣囊柱12可以一體成型。氣囊柱12的進氣口連通外部的供氣源，氣囊柱12位于彈性氣囊10內(nèi)部的管段上設(shè)置有連通孔，氣囊柱12的內(nèi)腔通過連通孔與彈性氣囊10的內(nèi)部連通。這樣氣囊柱12中的氣體可以部分充注于彈性氣囊10內(nèi)部，有助于彈性氣囊10快速回彈。

請參考圖6，圖6為本發(fā)明第二種實施例中動力裝置的原理示意圖。

在第二種具體實施方式中，獲取裝置主要用于對風(fēng)力和水力等運動部件能量的收集。獲取裝置包括葉輪10’、伸縮缸20’和用于將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動的連桿機構(gòu)。葉輪10’上安裝有至少兩個葉片，葉輪10’的轉(zhuǎn)動軸通過連桿機構(gòu)連接伸縮缸20’的活塞，儲氣腔為伸縮缸20’的缸筒。

即缸筒上設(shè)置有工作口，開關(guān)閥組設(shè)于缸筒的工作口。例如缸筒的工作口包括進氣口和出氣口，進氣口管路上設(shè)置有第一開關(guān)閥，缸筒的出氣口管路設(shè)置有第二開關(guān)閥。

葉輪10’可以為風(fēng)輪或水輪，獲取裝置還包括安裝架，安裝架上設(shè)置有機艙，伸縮缸20’、變速箱和所述連桿機構(gòu)設(shè)置于機艙內(nèi)部，葉輪10’的葉片露置于機艙外部。

對于風(fēng)力獲取而言，獲取裝置可以在現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行改進，利用現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力發(fā)電機組的塔架、機艙、葉輪10’、變速箱等部件，只需將機艙中的發(fā)電機替換為伸縮缸20’即可。

例如在原有風(fēng)力發(fā)電機基礎(chǔ)上進行改進，用4缸或其它數(shù)目的多缸活塞式空氣壓縮機代替發(fā)電機部分，保留原有的基本結(jié)構(gòu)，

風(fēng)力獲取裝置不局限于傳統(tǒng)的3葉片，可以為四個或者更多葉片。

該獲取裝置可以方式在風(fēng)力較大的地理位置，小到房屋巷道，大到山頂、自然風(fēng)壩、海綿等場合。

當(dāng)空氣流動時帶動葉輪10’轉(zhuǎn)動，通過機械做功使伸縮缸20’的活塞運動，將伸縮缸20’缸筒內(nèi)部的空氣擠壓通過開發(fā)閥組進入壓力罐30’。

同理，對于外界物質(zhì)為水而言，獲取裝置的結(jié)構(gòu)與風(fēng)力獲取裝置的結(jié)構(gòu)基本相似，只不過將葉輪10’替換為水輪。水輪安裝于具有水流的位置，例如河床、海底，當(dāng)水流發(fā)生流動或者波動時，葉輪10’發(fā)生轉(zhuǎn)動，通過變速箱、連桿機構(gòu)使伸縮缸20’的活塞往復(fù)運動，從而將伸縮缸20’的缸筒內(nèi)的氣體擠壓入壓力罐30’內(nèi)部。

在水流方向、流速明確，n葉n缸/n葉n缸比例(氣體總量/氣體總內(nèi)能)恒定的條件下，通過裝置的偏航道角度、變速箱倍率、葉片力矩共同決定轉(zhuǎn)化率。

對于設(shè)置于海底的伸縮缸20’，其缸筒的工作口可以通過管路連接于海面上，以連通大氣。

水力勢能意義在于提供更高的單次做功能量，也就是提供同等體積下更高的氣體壓力能。

如上所述，本發(fā)明中的獲取裝置還可以包括變速箱，葉輪的轉(zhuǎn)動軸連接變速箱的輸入軸，變速箱的輸出軸通過連桿機構(gòu)連接伸縮缸的活塞。

受環(huán)境影響，風(fēng)葉輪做功產(chǎn)生的空氣壓力能小于壓力罐的氣壓值時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速過慢或者無法轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)變速箱輸入輸出扭矩的倍率，葉輪可保持在正常轉(zhuǎn)速。

上述實施例中，獲取裝置還可以包括用于檢測葉輪轉(zhuǎn)動速度的檢測部件，根據(jù)檢測部件的檢測信號，調(diào)節(jié)變速箱輸出扭矩的倍率，以使葉輪保持在預(yù)定轉(zhuǎn)速范圍。這樣有利于實現(xiàn)機械自動化。

上述各實施例中，壓力罐包括至少兩級，前一級的額定壓力小于后一級的額定壓力，當(dāng)前一級高級壓力罐的內(nèi)部壓力大于極限壓力時，所述前一級高級壓力罐向與之相鄰的后一級高級壓力罐充氣。各級壓力罐的個數(shù)均為多個，各級中所有壓力罐的額定壓力和極限壓力相等，每一個前一級壓力罐通過相應(yīng)開關(guān)閥與和它相鄰的后一級中的所有壓力罐連通或斷開。前、后為根據(jù)氣流方向定義，氣流先流入的壓力罐為前。

根據(jù)氣流方向依次定義為初級壓力罐和高級壓力罐，初級壓力罐的額定壓力高于高級壓力管的額定壓力，當(dāng)初級壓力罐到達極限壓力時，初級壓力罐和高級壓力罐之間的開關(guān)閥打開，初級壓力罐中的氣體向高級壓力罐充氣。

儲氣腔與初級壓力罐20連通或斷開。最后一級高級壓力罐的出口連通外部發(fā)電機等動力部件，以提供空氣能量。

這樣，先將獲取裝置獲得的氣體集中一次，然后高級壓力罐運輸。減少裝置在分別運輸氣體過程中的設(shè)備成本以及便于高級壓力罐的監(jiān)控和管理。初級壓力罐對于能量集中的意義在于提供更大的氣體體積基礎(chǔ)，而非等體積更大的氣壓值。

高級壓力罐集中各初級壓力罐20過來的能源，并且整合不同類型能源獲取裝置所獲取的空氣壓力能，是能源呈階梯狀分布。即高級壓力罐可以整合汽車動能、風(fēng)力動能、水力動能，實現(xiàn)同體積更高的氣體壓力能。

進一步地，高級壓力罐又可以包括至少兩級，前一級的額定壓力小于后一級的額定壓力，當(dāng)前一級高級壓力罐的內(nèi)部壓力大于極限壓力時，所述前一級高級壓力罐向后一級高級壓力罐充氣。為了便于描述本文給出了具有兩級高級壓力罐的具體實施方式，分別定義為：第一高級壓力罐30和第二高級壓力罐，31第一高級壓力罐30和第二高級壓力31罐通過開關(guān)閥彼此連通。

第二高級壓力罐31可以進一步將第一高級壓力罐30獲得的氣體集中，將集中的空氣壓力值進一步提升，第二高級壓力罐31的出氣口可以輪流或者組合為發(fā)電機供能發(fā)電。

高級壓力罐從工作開始到結(jié)束有明顯的氣壓值下滑與風(fēng)速下降，當(dāng)多個壓力罐替換對發(fā)電機等部件供氣時，回壓明顯的氣壓值與風(fēng)速上升，為避免該現(xiàn)象，動力裝置還可以進行以下優(yōu)化。

最后一級高級壓力罐與發(fā)電機之間還可以增加過程儲氣罐40，過程儲氣罐40在接受大量氣體時通過氣壓閥將流速控制在額定范圍內(nèi)，過程儲氣罐40氣壓衰減接近額定氣壓時，高級壓力罐進行補氣。即輸出動力工作過程中，維持所述過程儲氣罐40內(nèi)部氣壓不低于額定氣壓。過程儲氣罐40中輸出氣壓可以通過氣壓閥41等部件控制。為了增強最后一級壓力罐或過程儲氣罐40內(nèi)的壓力，還可以利用太陽能或者其他熱能對最后一級儲氣罐或壓力罐中的氣體進行升溫加熱。

密閉儲氣罐溫度與功關(guān)系方程式：理想氣體狀態(tài)方程為：△pv＝nr△t(p為氣壓值；v為容器容積，不變量；n為氣體物質(zhì)的量，不變量；r為常量；△t為溫差)由公式可知，容器內(nèi)的氣壓值與溫度上升量成正比。

各級壓力罐之間的接口61、接口62以及彈性氣囊與初級壓力罐之間的接口60可以參考圖1。壓力罐的出口還可以色繪制單向閥70，避免氣體回流。

在上述動力裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種動力獲取方法，具體包括：利用獲取裝置獲取外界物質(zhì)的動能并將該動能轉(zhuǎn)化為推動氣體的動力，以便將儲氣腔中的氣體推送至壓力罐。

對于上述多個壓力罐的具體實施方式，儲氣腔的出氣口與至少兩個壓力罐連接，并且各壓力罐的進氣口與儲氣腔連通管路上均設(shè)置有開關(guān)閥，按以下方式對各壓力罐進行充氣：先向內(nèi)部壓力小于并且與儲氣腔內(nèi)部壓力最接近的壓力罐進行充氣。

如圖7所示，步驟s1、利用獲取裝置獲取外界物質(zhì)的動能并將該動能轉(zhuǎn)化為推動氣體的動力，使儲氣腔中的壓力增加至p1；

步驟s2、選取與p1最接近且小于p1的壓力罐，打開該壓力罐與儲氣腔之間的開關(guān)閥，儲氣腔向該壓力罐內(nèi)部充氣。

壓力罐的選取可以通過現(xiàn)有程序?qū)崿F(xiàn)，在此不做過多介紹。

步驟s3、當(dāng)儲氣腔對壓力最接近的壓力罐充氣完畢后，關(guān)閉與該壓力罐相對應(yīng)的開關(guān)閥，還同時進行以下步驟：判斷儲氣罐是否完成完整做功，如果否，則打開小于且與當(dāng)前狀態(tài)儲氣腔內(nèi)部壓力最接近的壓力罐繼續(xù)進行充氣。

如圖5所示，假設(shè)步驟s2中壓力為p’1的壓力罐(以下定義為p’1壓力罐)與p3最接近，則p’1壓力罐與儲氣腔之間的開關(guān)閥打開，儲氣腔對p’1壓力罐充氣。當(dāng)儲氣腔對p’1壓力罐充氣完畢后，儲氣腔內(nèi)部壓力由p3變?yōu)閜’，p’1壓力罐內(nèi)部壓力由p’1升高至極限壓力。

在p’1壓力罐充氣完畢后，關(guān)閉p’1壓力罐與儲氣腔之間的開關(guān)閥關(guān)閉，同時判斷儲氣罐是否完成完整做功，如果儲氣罐沒有完成完全做功，則選取與當(dāng)前狀態(tài)儲氣腔壓力p’最接近的壓力罐，對該壓力罐進行充氣。假設(shè)此時壓力為p’2的壓力罐內(nèi)部壓力小于且與p’最接近，那么p’2壓力罐與儲氣強之間的管路連通，儲氣腔繼續(xù)對p’2壓力罐進行充氣。

依次重復(fù)上述步驟s3，最終使儲氣腔完整做功。

當(dāng)然，當(dāng)步驟s3中判斷儲氣腔完整做功，則儲氣腔完成對壓力罐的一次充氣，請再次參考圖4，其中(p3,v3,t3)點為儲氣腔氣壓與壓力罐氣壓的臨界值。

其中，判斷儲氣腔對壓力罐充氣完畢可以根據(jù)以下幾種方式判斷：第一種方式：儲氣腔與該壓力罐連通管路內(nèi)部的氣流速度趨向于零，則認為儲氣腔對該壓力罐充氣完畢；氣流速度可以通過安裝于管路內(nèi)部的檢測部件獲取。

第二種方式：壓力罐的內(nèi)部壓力達到預(yù)先設(shè)定的極限壓力；即實時檢測壓力罐內(nèi)部壓力信號，并根據(jù)所檢測的壓力信號計算壓力罐內(nèi)部壓力，當(dāng)壓力罐內(nèi)部壓力大于或者等于極限壓力時，則認為該壓力罐充氣完畢。

第三種方式：儲氣腔與連通的壓力罐之間的壓力差小于兩者連通管路上開關(guān)閥的預(yù)設(shè)打開壓力。此方式中開關(guān)閥為具有預(yù)定打開壓力的閥，可自動關(guān)閉。

對于上述動力裝置中壓力罐包括至少兩級的情形，后一級壓力罐的額定壓力高于前一級壓力罐的額定壓力，當(dāng)前一級壓力罐到達極限壓力時，前一級壓力罐和與之相鄰的后一級壓力罐之間的開關(guān)閥打開，前一級壓力罐中的氣體向后一級壓力罐充氣；所述儲氣腔與第一級壓力罐連通或斷開。

相鄰兩級所述壓力罐按以下方式進行充氣：先向內(nèi)部壓力小于并且與所述極限壓力最接近的后一級壓力罐進行充氣，并且在對后一級壓力罐充氣結(jié)束后，判斷所述前一級壓力罐是否完整做功，如果否，則控制該前一級壓力罐對另一個與其壓力最接近的后一級壓力罐進行充氣，直至該前一級壓力罐完整做功。以初級壓力罐與高級壓力罐為例，當(dāng)初級壓力罐對高級壓力罐充氣結(jié)束時，進一步判斷初級壓力罐是否完整做功，如果非完整做功，則繼續(xù)控制該初級壓力罐對與其壓力最接近的另一高級壓力罐充氣，直至初級壓力罐完整做功。

以上對本發(fā)明所提供的一種動力裝置、發(fā)電設(shè)備及動力獲取方法進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。