專利名稱：一種基于壓力的新型發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于壓力的新型發(fā)電方法，屬壓力發(fā)電和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)今能源問題已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的問題，能源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。隨著能源危機(jī)日益臨近，人們迫切需要尋找各種清潔、經(jīng)濟(jì)的可再生能源代替那些日益枯竭的不可再生能源，新能源必將成為今后世界上的主要能源。生活中有著各種各樣的能量沒有得以充分利用，白白浪費(fèi)掉了，例如人在路面上走路的壓力產(chǎn)生的能量。如果通過有效的方法將這些能量收集起來，轉(zhuǎn)換成電能加以利用，如果在樓道內(nèi)、步行街、商場、娛樂場所廣泛推廣此發(fā)電方法，能產(chǎn)生可觀的效益。壓力發(fā)電通常的設(shè)計(jì)思路為壓電材料和慣性輪機(jī)械裝置，但兩者各自存在一定缺陷。壓電材料可以通過壓力在瞬時(shí)產(chǎn)生高電壓，但高電壓持續(xù)時(shí)間很短，在生活中很難被加以利用。慣性輪機(jī)械裝置同樣可以實(shí)現(xiàn)壓力發(fā)電，但能源利用率較低并且噪聲較大。本發(fā)明的方法是利用液壓原理把壓力能最終轉(zhuǎn)化為電能，適用于各種平整路面， 將人作用于地面的分散的、微弱的壓力能量集中利用，使其轉(zhuǎn)換為電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種能將生活中廣泛存在的分散的壓力能轉(zhuǎn)換成電能的基于壓力的新型發(fā)電方法。從最初的人步行踩踏地面到蓄能器將壓力能量轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽埽?再到最后發(fā)電帶動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電液的一體化。本發(fā)明提出的基于壓力的新型發(fā)電方法，采用發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)，所述發(fā)電裝置由油箱1、第一單向閥2、彈簧復(fù)位液壓缸3、第二單向閥4、蓄能器5、兩位兩通換向閥6、液壓馬達(dá)7、機(jī)械傳動(dòng)裝置8、發(fā)電機(jī)9、穩(wěn)壓裝置10、超級(jí)電容11和蓄電池12組成，油箱1通過第一單向閥2和管道連接彈簧復(fù)位液壓缸3，彈簧復(fù)位液壓缸3通過第二單向閥4和管道連接蓄能器5，蓄能器5通過兩位兩通換向閥6和管道連接液壓馬達(dá)7，液壓馬達(dá)7連接機(jī)械傳動(dòng)裝置8，機(jī)械傳動(dòng)裝置8連接發(fā)電機(jī)9的轉(zhuǎn)軸，發(fā)電機(jī)9通過穩(wěn)壓裝置10、超級(jí)電容11連接蓄電池12;具體步驟如下
將彈簧復(fù)位液壓缸3置于地面下，人行走時(shí)作用在彈簧復(fù)位液壓缸3上，腳踩下微小位移，由于第一單向閥2的作用，兩位兩通換向閥6右位工作，油路不導(dǎo)通，彈簧復(fù)位液壓缸3 中的液壓油進(jìn)入蓄能器5中，人腳離開時(shí)，彈簧復(fù)位液壓缸3在彈簧的作用下使活塞復(fù)位， 在第一單向閥2的作用下吸進(jìn)油箱1中的液壓油；如此反復(fù)，直到蓄能器5中的壓力到達(dá)目標(biāo)最大值時(shí)，兩位兩通換向閥6左位工作，油路導(dǎo)通，蓄能器5釋放能量，使液壓馬達(dá)7工作，并通過機(jī)械傳動(dòng)裝置8帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)電；當(dāng)蓄能器5中的壓力降低至目標(biāo)最小值時(shí)，兩位兩通換向閥6右位工作，油路不導(dǎo)通，蓄能器5又開始儲(chǔ)存能量，直到達(dá)到目標(biāo)壓力值再釋放，如此反復(fù)。本發(fā)明在路面之下安裝帶有彈簧復(fù)位液壓缸，使油液進(jìn)入蓄能器，通過換向閥控制蓄能器壓力的釋放，使油液推動(dòng)液壓馬達(dá)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能；發(fā)出的電能通過穩(wěn)壓裝置給超級(jí)電容充電，超級(jí)電容的輸出端連接負(fù)載并給蓄電池充電。所述的液壓缸將分散的壓力能收集起來轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫τ蛣菽軆?chǔ)存在蓄能器中，液壓缸的活塞桿上套有復(fù)位彈簧，使活塞能及時(shí)復(fù)位，液壓缸兩側(cè)設(shè)置單向閥，避免了油液的回流；所述的換向閥采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)換向閥的自動(dòng)控制，動(dòng)力及信號(hào)都取自系統(tǒng)自身管路的壓力；
所述的液壓馬達(dá)通過機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，通過機(jī)械構(gòu)件設(shè)計(jì)完成機(jī)械能和機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式的傳遞；所述的穩(wěn)壓裝置起穩(wěn)壓作用，是為了獲得平穩(wěn)可利用的直流電。 所述的超級(jí)電容是將電能收集并儲(chǔ)存起來，給負(fù)載供電；所述的蓄電池采用浮充工作方式， 正常情況下負(fù)載接受超級(jí)電容供電，應(yīng)急情況下由蓄電池供電。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果是本發(fā)明通過液壓的方法將人們?nèi)粘Ｉ钪凶詈鲆暤淖陨砩锬芗右岳茫⒆兂勺罘奖愕碾娔?，有效地減少了能量的浪費(fèi)，并且實(shí)施成本低， 適合在步行街、車站等人流量大的地方使用，為生產(chǎn)生活和工程實(shí)踐的節(jié)能效果提供很大的幫助。


圖1是本發(fā)明的一種基于壓力的新型發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明的一種基于壓力的新型發(fā)電方法的能量轉(zhuǎn)換示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)為1為油箱；2為第一單向閥；3為彈簧復(fù)位液壓缸；4為第二單向閥； 5為蓄能器；6為兩位兩通換向閥；7為液壓馬達(dá)；8為機(jī)械傳動(dòng)裝置；9為發(fā)電機(jī)；10為穩(wěn)壓裝置；11為超級(jí)電容；12為蓄電池。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1 本發(fā)明提供了一種利用踩踏壓力進(jìn)行發(fā)電的方法，是利用行人作用于路面的壓力，在路面之下安裝帶有彈簧復(fù)位液壓缸3，使油液進(jìn)入蓄能器5，通過兩位兩通換向閥6控制蓄能器5壓力的釋放，使油液推動(dòng)液壓馬達(dá)7并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)出電能；發(fā)出的電能通過穩(wěn)壓裝置10給超級(jí)電容11充電，超級(jí)電容11的輸出端連接負(fù)載并給蓄電池12 充電。參看附圖1，本發(fā)明中彈簧復(fù)位液壓缸3的數(shù)量可以根據(jù)具體情況任意設(shè)置，每個(gè)液壓缸兩端各設(shè)置一個(gè)單向閥，避免油液回流。參看附圖2，本發(fā)明方法的能量轉(zhuǎn)換過程如下將彈簧復(fù)位液壓缸3置于地面下， 人行走時(shí)作用在彈簧復(fù)位液壓缸3上，腳踩下微小位移，由于第一單向閥2的作用，此時(shí)換向閥6右位工作，油路不導(dǎo)通，彈簧復(fù)位液壓缸3中的液壓油進(jìn)入蓄能器5中，人腳離開時(shí)， 彈簧復(fù)位液壓缸3在彈簧的作用下使活塞復(fù)位，在第一單向閥2的作用下吸進(jìn)油箱1中的液壓油。如此反復(fù)，直到蓄能器5中的壓力到達(dá)目標(biāo)最大值時(shí)，兩位兩通換向閥6左位工作， 油路導(dǎo)通，蓄能器5釋放能量，使液壓馬達(dá)7工作，并通過機(jī)械傳動(dòng)裝置8帶動(dòng)發(fā)電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)電。當(dāng)蓄能器5中的壓力降低至目標(biāo)最小值時(shí)，兩位兩通換向閥6右位工作，油路不導(dǎo)通，蓄能器5又開始儲(chǔ)存能量，直到達(dá)到目標(biāo)壓力值再釋放，如此反復(fù)。第一單向閥2、第二單向閥4和彈簧復(fù)位液壓缸3共同組成液壓系統(tǒng)的液壓泵，動(dòng)力是由人力提供，代替原有電機(jī)驅(qū)動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的過程為分散的機(jī)械能一液壓能一機(jī)械能一電能。
本發(fā)明方法的能量儲(chǔ)存過程如下機(jī)械傳動(dòng)裝置8將液壓馬達(dá)7與發(fā)電機(jī)9轉(zhuǎn)軸相連接，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)將帶動(dòng)永磁體發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)。永磁體發(fā)電機(jī)內(nèi)線圈中心的磁通量不斷迅速變化，在線圈內(nèi)部產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)線輸出，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。永磁體發(fā)電機(jī)發(fā)電電流變化較大，不能直接被加以利用。穩(wěn)壓裝置10將發(fā)電機(jī)9輸出的變化電流變成平穩(wěn)的直流電，直流電再通過導(dǎo)線將電能輸送給儲(chǔ)能裝置。直流電首先為超級(jí)電容充電， 超級(jí)電容儲(chǔ)能能起到升壓作用，經(jīng)儲(chǔ)存輸出電能再為蓄電池充電(采用浮充工作方式)。負(fù)載和蓄電池并聯(lián)，在正常工作條件下，負(fù)載接受超級(jí)電容供電，在發(fā)電機(jī)發(fā)電不足或不發(fā)電的情況下蓄電池將參與為負(fù)載供電，保證負(fù)載正常平穩(wěn)工作。
權(quán)利要求
1. 一種基于壓力的新型發(fā)電方法，其特征在于采用發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)，所述發(fā)電裝置由油箱(1)、第一單向閥( 、彈簧復(fù)位液壓缸C3)、第二單向閥(4)、蓄能器( 、兩位兩通換向閥 (6)、液壓馬達(dá)(7)、機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)、發(fā)電機(jī)(9)、穩(wěn)壓裝置(10)、超級(jí)電容(11)和蓄電池 (12)組成，油箱(1)通過第一單向閥( 和管道連接彈簧復(fù)位液壓缸(3)，彈簧復(fù)位液壓缸 (3)通過第二單向閥(4)和管道連接蓄能器(5)，蓄能器( 通過兩位兩通換向閥(6)和管道連接液壓馬達(dá)(7)，液壓馬達(dá)(7)連接機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)，機(jī)械傳動(dòng)裝置(8)連接發(fā)電機(jī) (9)的轉(zhuǎn)軸，發(fā)電機(jī)(9)通過穩(wěn)壓裝置(10)、超級(jí)電容⑴⑴連接蓄電池(12)；具體步驟如下將彈簧復(fù)位液壓缸( 置于地面下，人行走時(shí)作用在彈簧復(fù)位液壓缸( 上，腳踩下微小位移，由于第一單向閥(2)的作用，兩位兩通換向閥(6)右位工作，油路不導(dǎo)通，彈簧復(fù)位液壓缸(3)中的液壓油進(jìn)入蓄能器(5)中，人腳離開時(shí)，彈簧復(fù)位液壓缸(3)在彈簧的作用下使活塞復(fù)位，在第一單向閥O)的作用下吸進(jìn)油箱(1)中的液壓油；如此反復(fù)，直到蓄能器(5)中的壓力到達(dá)目標(biāo)最大值時(shí)，兩位兩通換向閥(6)左位工作，油路導(dǎo)通，蓄能器(5) 釋放能量，使液壓馬達(dá)(7)工作，并通過機(jī)械傳動(dòng)裝置⑶帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)電； 當(dāng)蓄能器(5)中的壓力降低至目標(biāo)最小值時(shí)，兩位兩通換向閥(6)右位工作，油路不導(dǎo)通， 蓄能器( 又開始儲(chǔ)存能量，直到達(dá)到目標(biāo)壓力值再釋放，如此反復(fù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于壓力的新型發(fā)電方法，是利用行人作用于路面的壓力，在路面之下安裝帶有復(fù)位彈簧的液壓缸，使油液進(jìn)入蓄能器，通過換向閥控制蓄能器壓力的釋放，使油液推動(dòng)液壓馬達(dá)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能；發(fā)出的電能通過穩(wěn)壓裝置整流后給超級(jí)電容充電，超級(jí)電容的輸出端連接負(fù)載并給蓄電池充電。本發(fā)明通過液壓的方式不斷傳遞和收集微小的能量并蓄積起來，當(dāng)能量達(dá)到預(yù)定值后可整體持續(xù)平穩(wěn)釋放。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于提高了能源的利用率，實(shí)施成本低，適合應(yīng)用在步行街、車站等人流量大的場合。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102182651SQ201110107539
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者盧野, 徐曉龍, 楊鵬春, 王葉鋒, 簡小剛, 黃江昕 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)