CN2110720U - 无能源应急发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种无能源人力储能的发电 装置。具体结构中包括一个弹簧式储能机构，靠弹力 驱动的升速机构，靠擒纵器控制的速度调节机构和设 置有惯性轮与稳速轴速度稳定机构。加上微型发电 机支撑壳体组成一个完整的发电装置，该装置用人力 将卷簧卷紧，储存的弹性势能在擒纵器控制下缓慢释 放弹力势能，一般情况下可以带动8—12W灯泡应 急照明30—45分钟。有很强应急性能和实用价 值。

Description

本实用新型属于一种依赖弹簧的照明装置，确切地说它是一种人力驱动的电能转换机构。

科学技术发展已经造就发达的能源结构和照明装置，但在特殊的场合或应急状态人们仍然不免要借用原始的照明手段——蜡烛。这对于生活在现代化社会则显得不协调。为解决这一问题发明家设计了许多种应急式照明装置，如充电式应急灯。然而应急灯必竟还要充电，而且携带不便。如果遇上长时间的无电力补充的情况，则就成为一个废物。要想无限制扩大应急灯的使用时间也是不实际的，因而人们转向高储能式电池的研究，但其价格昂贵，且目前还不能达到实用化程度。如何在无任何能源情况解决应急照明问题已成为人们所热心的一个课题。

本实用新型的目的即是提供一种靠人力驱动储能，可以在较长时间内反复应用的应急发电装置。

本实用新型的基本构思是利用人力把能量储存于强力弹簧之中，然后依赖弹簧的缓慢释放转化为电能。这样构思实现的最关键的问题是两个：一个是如何调节转速，另一个是如何稳速，且结构又不能过于复杂，以保证其实用性和便携。为实现以上的构思，本实用新型中巧妙地借用钟表机构中的擒纵器调节释放速度，并借用惯性轮稳速，从而可以实现本实用新型的目的。具体结构中包括以下几部分：弹性储能机构，它依靠人力驱动使弹性势能存贮下来；调速机构，它主要用来控制弹性势能的释放速度，并可实现速度调节使其达到与发电机转速相匹配；升速机构，它把弹性势能引起的旋转运动提高到发电机额定转数范围；稳速机械，它主要使机械传动中的间歇产生速度弥补；还包括微型发电机和支撑各机构转动部件的壳体；各机构之间依靠齿轮啮合实现传动连接。这样可以用人力把弹性势能存贮并在调速机械协调和稳定机构的作用下将弹性势能稳定释放出来驱动发电机转动，发出照明电力，从而产生较长时间的照明效果。每次使用时间可达30－45分钟，中间如恰当补充即可连续使用。下面结合附图进一步来说明本实用新型的目的是如何实现的。

图1为本设计的结构示意图。

其中1为本装置的壳体，2为带状卷簧，3为卷簧轴，4为卷簧轴上的棘轮，5为棘轴逆止器，6为卷簧轴上的传动齿轮，7为定位轴，8为游丝，9为游丝调节片，10为擒纵摆轮，10A，10B为摆轮上的擒纵杆，11－15为升速机构各级齿轮轴，16为惯性轮，17为稳速小齿轮轴，17A为稳速轴上的小齿轮，18为升速机构中的小齿轮，19为升速机构中的大齿轮，20为动力轮，21为微型发电机，22为发电机的从动轮。

从图1可以看出弹性储能机构由带状卷簧2、卷簧轴3、定位轴7、固定卷簧轴及传动轮6上的棘轮机构（棘轮4，棘轮逆止器5）和传动齿轮6组成。卷簧轴3的一端加工一个缺口，以便与摇把配套，摇把转动可以方便地使带状卷簧储存一定的弹性势能。

调速装置是本设计的一个关键部件，它实际上用来控制弹性势能释放速度。否则，卷簧会不可控加速释放能量，从而难以达到实用程度。这里的调速机构借用了类似钟表机构中的游丝摆轮式擒纵器，具体结构中包括游丝8，游丝调节片9，擒纵摆轮10。游丝与摆轮轴固定在一起，摆轮轴则固定在壳体1上，摆轮上有两个擒纵杆10A，10B，与变速机构中第一级升速转动齿轮相配合，依靠擒纵杆的往复起落控制第一级传动轴转速从而控制卷簧释放的速度，这与摆轮10的频率有关，调节片9可改变游丝的固有频率，用来实现释放速度的调节。

发电装置中的升速机构主要是将转速调至到发电机21的额定转速。这个机构可做成3－6级升速齿轮组构成，每级升速比为1：4－1：6，每级由大小两个同轴齿轮组成，固定在壳体1上。11－15即为各级齿轮轴。图1给是5级升速比结构。第一级与储能机构中的传动齿轮相啮合，最末一级的转轴上设置有动力轮20，最末级中的大齿轮与稳速机构中的小齿轮17A相啮合。

由图1看出，稳速机构中包括一个惯性轮16和稳速小齿轮轴17，惯性轮16设置在升速机构中的第三级以后的任一转动轴上。稳速小齿轮轴17上设有一个稳速小齿轮17A，它与最后一级升速级上的大齿轮相匹配。通过惯性和限速使得传到发电机的最终速度不但具有额定的速度，而且有较小的波动。

发电机21与升速机构中最后一级转动轴上的动力轮20靠小皮带连动，动力轮20与发电机上从动轮转速比为1：3－1：5。

应用时先将带状发条拧紧，在卷簧回复力的作用下机构开始转动，调节好摆轮的频率即可适当控制住转速，经各级升速之后到达微型电机上的速度已达到额定转速，由于惯性轮的补充和稳速轴的弥补，其转速基本平稳，使微型电机开始均匀转动发出相应的电能。用以上机构制成样品表明，选用适量的带状卷簧，一般用摇把摇10－15下即可保证8－12W灯泡正常发光30－45分钟。每次加力都十分方便，因而在一般场合下，可理想实现不依靠任何能源的应急照明，而其制作成本不及充电式应急灯的1／5，可重复使用。显然，这对电源不正常，或者是长时间野外作业是十分可靠的应急照明装置。

Claims (6)

1、一种无能源应急发电装置，其特征在于结构中包括：弹性储能机构，调速机构，升速机构，稳速机构，微型发电机和支撑各机构部件的壳体，各机构之间用齿轮实现连接。

2、根据权利要求1所说的发电装置，其特征在于弹性储能机构由带状卷簧2、卷簧轴3、定位轴7、棘轮机构（4、5）和传动齿轮6组成，卷簧轴3一端加工有与摇把匹配的缺口。

3、根据权利要求1所说的发电装置，其特征在于调速机构为游丝摆轮式擒纵器，由游丝8，游丝调节片9和擒纵摆轮10组成，摆轮轴上固定有游丝，摆轮轴固定在壳体1上，摆轮10上的擒纵杆（10A，10B）与变速机构中第一级升速传动齿轮相配合，依靠擒纵杆（10A，10B）的往复动作控制第一级传动轴转速。

4、根据权利要求1所说的发电装置，其特征在于升速机构由3－6级齿轮组构成，每级升速比为1：4－1：6，每级由大小两个齿轮（18，19）组成同轴固定在壳体1上，第一级与储能机构中的传动齿轮相啮合，最未一级的转轴上设置有动力轮20，其大齿轮与稳速机构中的小齿轮17A相啮合。

5、根据权利要求1所说的发电装置，其特征在于稳速机构包括一个惯性轮16和稳速小齿轮轴17，惯性轮16设置在升速机构中的第三级升速以后的任一转动轴上，稳速小齿轴轴17上设置有稳速小齿轮17A并与最后一级升速机构上的大齿轮相匹配。

6、根据权利要求1所说的发电装置，其特征在于微型发电机21与升速机构最后一级传动轴上的动力轮20靠小皮带连动，动力轮20与发电机21上的从动轮之间升速比为1：3－1：5。