一種利用氣體為能源的發電設備及其發電方法

2023-06-02 22:30:56

專利名稱：一種利用氣體為能源的發電設備及其發電方法
技術領域：
本發明涉及一種利用氣體為能源的發電設備及其發電方法，具體地說是 屬於《可再生能源》領域的氣能發電機。
技術背景目前，人們對清潔能源有了更高的要求，風能作為再生能源已成為人們 開發的熱點。風力發電技術應用的範圍，基本都在沿海、草原、大平原等富 風區地帶；能源緊缺急需替代能源，為保護環境急需發展清潔能源，或因地 理環境及資源等原因無法通達電網，至今還未使用上電源的地區迫切需要解 決生活、生產用電，對於人口密集用電要求量巨大的城市幾乎都是忽略不提 的，這是因為城市裡的風力資源是無法滿足現有任何類型的風力發電機的運 營要求造成的。在已有技術中，現有風力發電設備、太陽能製造發電設備較多。風力發 電設備主要由風輪、發電機組及支撐架等組成。或採用在機架上設置多個空 心杆，並安裝多個風輪，每個風輪再通過驅動軸共同驅動一個變速箱，由變 速箱變速驅動發電機工作。太陽能製造發電設備主要由太陽能電池裝置及支 架等組成。上述機械結構複雜，製造成本高，使用安裝維修不方便。由於太陽能制 造發電設備和風能製造發電設備在連續陰雨天和微風天氣時，會造成能源斷 缺。因此，在使用場合、能源的區域環境受到限制，從而不能正常發電。 發明內容本發明的目的在於克服上述不足之處，從而提供一種利用氣體為能源的 發電設備及其發電方法，其主要採用微量的壓縮氣體作為發電的主要能源， 確保穩定的正常發電；將儲氣罐中的壓縮氣體對準氣能發電機上的氣輪噴放 氣體，使氣能發電機上的氣輪旋轉、產生電能；將電能中一部分功率用於生 產壓縮氣體，生產的壓縮氣體繼續對準氣輪噴放氣體，確保氣輪正常旋轉、 循環生產電能；將多餘的電能服務於需要用電的地方。本發明的主要解決方案是這樣實現的本發明利用氣體為能源的發電設備主要包括發電機、氣力機、空氣壓縮 機、壓力儲氣罐等；特徵是採用預注有壓力和氣體容積的儲氣罐通過管道連 接出氣口截止閥，出氣口截止閥通過管道連接水氣分離器，水氣分離器的另 一端通過管道與恆氣流量閥連接，恆氣流量閥通過管道連接噴氣嘴；噴氣嘴 口對準氣輪釋放壓力氣體；氣輪一端用軸與氣力機連接，氣力機的另一端與 發電機連接；發電機直接或分別與逆變器或負載電網連接後；空氣壓縮機連 接發電機或逆變器或負載電網電源；空氣壓縮機出氣口通過管道連接單向閥， 單向閥通過管道連接儲氣罐。所述的空氣壓縮機上安裝電氣控制開關、壓力表、壓力開關、安全閥及 進氣口和出氣口。所述的儲氣罐下端連接第一截止閥，水氣分離器的下端連接第二截止 閥，第一截止閥出口處設有第一自動放水閥，第二截止閥出口處設有第二自 動放水閥，第一自動放水閥和第二自動放水閥分別通過管道連接淨化器。所述的淨化器一端通過管道與淨水池連接。本發明一種利用氣體為能源的發電設備的發電方法，釆用以下工藝步驟1、 將預注有壓力氣體容積的儲氣罐上的出氣口截止閥打開；2、 儲氣罐內的壓力氣體迅速向水氣分離器釋放，壓縮氣體通過水氣分離 器後進入恆氣流量閥；壓縮氣體又通過恆氣流量閥經噴氣嘴對準氣輪釋放壓 力氣體、吹動氣輪旋轉；3、 氣輪旋轉的速度由恆氣流量閥來控制；氣輪旋轉帶動氣力機，氣力機 帶動發電機生產電能；4、 發電機所生產電能直接或通過逆變器或者併入電網轉換成交流電電能 後，將部分電能提供給空氣壓縮機，空氣壓縮機從進氣口中吸收空氣生產氣 體循環提供給氣輪，確保氣輪正常旋轉，循環生產電能；將多餘的電能服務 於需要用電的地方。所述的壓力氣體、其壓力為0.01 40MPa。 所述的氣輪l旋轉的速度5-2000r/min。 所述的壓力氣體流速為3-150m/S。 本發明與已有技術相比具有以下優點本發明結構簡單、緊湊，合理；適應性廣泛、不受能源制約和區域環境影響；便於室內安裝、運輸、維修和保養方便；氣能具有穩定性和安全性，始終保持額定氣體流量；可以採用結構簡單的垂直軸風力機作為氣力機使用； 由於氣能速度便於控制穩定，氣能轉變成的電能的電壓和頻率可直接被負載 (電網)利用；利用氣能發電，實現自產自銷服務於第三方的循環節能理論； 副產水源、服務於缺水地區的用水；氣能發電機可製造成氣能汽車等行走機 械、氣能飛行機械、氣能空氣壓縮機及各種獨立行走氣能機械。


圖1為本發明結構示意圖。
具體實施方式
下面本發明將結合附圖中的實施例作進一步描述本發明利用氣體為能源的發電設備主要由氣輪1、氣力機2、發電機3、 逆變器4、負載電網5、空氣壓縮機6、電氣控制開關7、壓力表8、壓力開 關9、安全閥10、單向閥ll、儲氣罐12、第一自動放水閥13、第二自動放 水閥14、淨化器15、淨水池16、出氣口截止閥17、水氣分離器18、恆氣流 量閥19、噴氣嘴20、進氣口 21、第二截止閥22及第一截止閥23、壓縮機出 氣口 24等組成。將預注有一定壓力氣體容積(確保正常循環發電所用氣量)的儲氣罐12 通過管道連接出氣口截止閥17，出氣口截止閥17通過管道連接水氣分離器 18，水氣分離器18的另一端通過管道與恆氣流量閥19連接，恆氣流量閥19 通過管道連接噴氣嘴20;噴氣嘴口對準氣輪l釋放壓力氣體；氣輪l一端用 軸與氣力機2連接，氣力機2的另一端與發電機3連接；(發電機3也可分別 與逆變器4或負載電網5連接；)空氣壓縮機6用電線與發電機3或與逆變器 4或與負載電網5連接；空氣壓縮機6的出氣口 24通過管道連接單向閥11, 單向閥11通過管道連接儲氣罐12。所述的空氣壓縮機6上安裝電氣控制開 關7、壓力表8、壓力開關9、安全閥IO及進氣口 21和出氣口 24。所述的儲 氣罐12下端連接第一截止閥23，水氣分離器18的下端連接第二截止閥22, 第一截止閥23出口處設有第一自動放水閥13，第二截止閥22出口處設有第 二自動放水閥14，第一自動放水閥13和第二自動放水閥14通過管道分別連 接淨化器15;淨化器15通過管道連接淨水池16。本發明一種利用氣體為能源的發電設備的發電方法，採用以下工藝步驟:1、 將預注有壓力氣體的儲氣罐12上的出氣口截止閥17打開；2、 儲氣罐12內的壓力氣體迅速向水氣分離器18釋放氣體，壓縮氣體通 過水氣分離器18後進入恆氣流量閥19;壓縮氣體又通過恆氣流量閥19經噴 氣嘴20吹轉氣輪1旋轉；噴氣嘴口對準氣輪1均勻釋放壓力氣體；3、 氣輪1旋轉的速度由恆氣流量閥19來控制；氣輪1旋轉帶動氣力機 2，氣力機2帶動發電機3生產電能；4、 發電機3所生產電能直接或通過逆變器4或者併入電網轉換成交流電 電能後，將部分電能提供給空氣壓縮機6，空氣壓縮機從進氣口 21中吸收空 氣生產氣體循環提供給氣輪1，確保氣輪1正常旋轉，從而將氣能轉變成機 械能，機械能轉變成電能，利用一部分電能轉變成氣能，氣能再變成機械能、 機械能轉變成電能……的循環生產氣能和電能；將多餘的電能服務於需要用 電的地方。本發明實施例中所述的壓力氣體壓力為0.6MPa。 所述的氣輪l旋轉的速度1 600r/min。 所述的壓力氣體流速為20 m/S。
權利要求
1. 一種利用氣體為能源的發電設備，包括發電機(3)其特徵是預注有壓力和氣體容積的儲氣罐(12)通過管道連接出氣口截止閥(17)，出氣口截止閥(17)通過管道連接水氣分離器(18)，水氣分離器(18)通過管道與恆氣流量閥(19)連接，恆氣流量閥(19)通過管道連接噴氣嘴(20)；氣輪(1)一端用軸與氣力機(2)連接，氣力機(2)的另一端與發電機(3)連接；發電機(3)分別與逆變器(4)、負載電網(5)及空氣壓縮機(6)連接；空氣壓縮機(6)上的出氣口(24)通過管道連接單向閥(11)，單向閥(11)通過管道連接儲氣罐(12)。
2、 根據權利要求1所述的利用氣體為能源的發電設備，其特徵在於所述 的空氣壓縮機(6)上安裝電氣控制開關(7)、壓力表(8)、壓力開關(9)、 安全閥(10)及進氣口 (21)。
3、 根據權利要求1所述的利用氣體為能源的發電設備，其特徵在於所述 的儲氣罐(12)下端連接第一截止閥(23)，水氣分離器(18)的下端連接第 二截止閥(22),第一截止閥(23)出口處設有第一自動放水閥(13)，第二 截止閥(22)出口處設有第二自動放水閥(14)，第一自動放水閥(13)和第 二自動放水閥(14)分別通過管道連接淨化器(15)。
4、 根據權利要求1所述的利用氣體為能源的發電設備，其特徵在於所述 的淨化器(15) —端通過管道與淨水池(16)連接。
5、 一種生產利用氣體為能源的發電設備的發電方法，其特徵是採用以下 工藝步驟(1) 、先將預注有壓力氣體(壓縮氣體)的儲氣罐(12)上的出氣口截 止閥(17)打開；(2) 、儲氣罐(12)內的壓力氣體向水氣分離器(18)釋放氣體，壓力 氣體通過水氣分離器(18)後進入恆氣流量閥(19);壓力氣體又通過恆氣流 量閥(19)經噴氣嘴口對準氣輪(1)釋放壓力氣體、使氣輪(1)旋轉；(3) 、氣輪(1)旋轉的速度由恆氣流量閥(19)來控制；氣輪(1)旋轉帶動氣力機(2)，氣力機(2)帶動發電機(3)生產電能；(4) 、發電機(3)所生產電能直接或通過逆變器(4)或者併入電網轉換成交流電電能後，將部分電能提供給空氣壓縮機(6)，空氣壓縮機從進氣 口 (21)中吸收空氣生產氣體循環提供給氣輪(1)，確保氣輪(1)正常旋轉， 循環生產電能；將多餘的電能服務於需要用電的地方。
6、 根據權利要求1所述的利用氣體為能源的發電設備的發電方法，其特 徵在於所述的壓力氣體、其壓力為0.01 40MPa。
7、 根據權利要求1所述的利用氣體為能源的發電設備的發電方法，其特 徵在於所述的氣輪(1)旋轉的速度5-2000r/min。
8、根據權利要求1所述的利用氣體為能源的發電設備的發電方法，其特 徵在於所述的壓力氣體流速為3-150m/S。
全文摘要
本發明涉及一種利用氣體為能源的發電設備及其發電方法，屬於可再生能源技術領域。特徵是採用壓力氣體儲氣罐連接截止閥，截止閥連接水氣分離器，水氣分離器與恆氣流量閥連接，恆氣流量閥連接噴氣嘴；噴氣嘴口對準氣輪均勻釋放壓力氣體；氣輪與氣力機連接，氣力機與發電機連接；發電機也可分別與逆變器、負載電網連接；空氣壓縮機與發電機或與逆變器或者與負載電網連接；空氣壓縮機所生產的氣體通過管道連接單向閥，單向閥連接儲氣罐。本發明適應性廣泛、不受能源制約和區域環境影響；始終保持額定氣體流量；由於氣能速度穩定，氣能轉變成的電能的電壓和頻率可直接被負載(電網)利用；且可將多餘的電能服務於需要用電的地方。
文檔編號F03D9/02GK101251088SQ20081002010
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月25日 優先權日2008年3月25日
發明者勇 張 申請人:勇 張