专利名称：齿轮力偶矩与增力盘的无能源自动发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电装置设备，具体的说，是一种齿轮力偶矩与增力盘的无能源自动发电机。
电是现代社会的生产、生活领域不可缺少的方便能源。人们为得到电能，需要从石油、煤炭及自然界的水力、风力等等能源的转换来获取，同时石油、煤炭的使用对环境造成了破坏。
本发明的任务是提供一种不需任何能源的转换，对环境不造成任何影响，可以连续提供电能的发电装置。
本发明是在一个大齿轮的轴心线将双台电动机输出轴配齿轮对称布置，直线两点同时做功以力偶的作用力推动大齿轮，使大齿轮的中心主轴输出效率增加；并在同轴上安装一个拉伸弹簧变形能的增力盘，以动能和势能的叠加同轴运转，以扭矩增大的大齿轮中心主轴的输出功率，带动匹配的发电机发电。在增力机构的作用下，电动机消耗的电能小于匹配发电机发出的电能量，把发电机的电流输送给电动机做功，将剩余电流量对外输出。机构在开始运行时需借助外部电流启动电动机运转，在发电机发出电流后，将电动机输入电流的开关切换到发电机电流上，本机构装置依靠自体的能量转换循环连续运转。
以相同的性能、同等功率、同一转速和同一旋转方向按轴线对称安装的双台电动机是机构旋转的主动力。定位固定安装电动机，输出轴的齿轮主动功率的自转，传递给大齿轮绕中心主轴的旋转产生力偶。电动机输出轴齿轮的齿数少于大齿轮齿数，由此，大齿轮中心主轴转速低于电动机输出轴的转速。大齿轮的齿数以偶数为妥，用外齿型和内齿型效果相同，内齿型的装置结构紧凑。转速的基础计算举例以2极电动机的转速及相应齿数配比大齿轮的齿数倍差，使大齿轮中心主轴转速变至8极或10极，以此转速匹配低转速的(水轮)发电机。
大齿轮中心主轴润滑轴承位轴段的半径与大齿轮齿部节线位的半径距离长度为力偶臂，其半径倍数是力偶作用达到的大齿轮中心主轴增矩后的输出功率。齿轮强度的规格以电动机的转矩大小确定模数和高度。
大齿轮中心主轴上同轴置装的增力盘，在大齿轮中心主轴两支点座的上润滑轴承座圈外侧增置另组润滑轴承，以轴承的外圈旋转安装增力盘，即同轴度，不同支撑点。在圆形结构的增力盘底座平面均布装配多组拉伸长度定位的拉伸弹簧，弹簧的环钩在平行的上、下横杆上定位，横杆头部在增力盘底座以孔、销松动安装。其中的上横杆轴心位端力点在大齿轮中心主轴安装。拉伸弹簧对拉的双向作用力的上、下横杆在增力盘底座上的支点力，受增力盘底座刚性结构的约束得以平衡，对增力盘不产生任何方向的转动效应。
在大齿轮中心主轴上设置安装增力盘上横杆孔位的销柱座。根据拉伸弹簧组数量，区分成每组两力点双销柱的脚座，其脚座的形状位置按旋转方向偏轴心线。将拉伸弹簧上横杆靠中心主轴一端以同样双点力的孔与销柱座的销柱松动连接，此位的销柱不与增力盘同一支座，不受增力盘刚性结构的约束，由此产生拉伸弹簧的静变形能按要求的旋转方向，对大齿轮中心主轴的偏轴心压轴作用力。此位增力盘上横杆头部位的两力点为不同孔型，以大齿轮中心主轴为圆心的不同半径上，在外半径线位是长槽孔型；内半径线位是圆孔型，是对中心主轴的主导压轴力点。外半径线位长槽孔的外侧壁与销柱接触，销柱在长槽孔中有上、下移动的空间。长槽孔对销柱的上、下方向不产生作用力，但对增力盘边圈有一个推力存在；其横杆平行线在轴心线上方，与增力盘的旋转顺方向。
在此，上横杆以增力盘边圈的力点圆心到同横杆长槽孔长度中线的半径圆，跨过长槽孔中的销柱以大齿轮中心主轴为圆心半径圆范围的装配结构，是横杆对大齿轮中心主轴的偏轴心压力的折转点。以大齿轮中心主轴为圆心内半径线位的圆孔圈，对同位销柱主导压轴作用力，同时使外半径线位长槽孔中的销柱向下移(滑)动，对增力盘边圈的推力由此产生；双力点结构作用是限制大齿轮中心主轴在压轴作用力下按旋转方向的自由转动，但同时保持压轴作用力势能的存在。增力盘上横杆的孔圈与大齿轮中心主轴上的销柱配装结构，大齿轮中心主轴转动时带动增力盘同步旋转，增力盘的旋转产生一个转动惯量。在电动机原始动力旋转前导下，增力盘始终存在恒定持有的势能量，对大齿轮中心主轴得以持续地量化，与大齿轮中心主轴的转速度呈顺加状态输出扭矩功率，满足匹配的发电机发电。
以发电机所需的扭矩功率为基数，增力盘对大齿轮中心主轴上销柱产生的偏轴心压轴势能，依据增力盘上按底盘圆径尺寸的最大置装数的拉伸弹簧规格与数量的拉伸载荷；具体计算以旋转方向作用力的上横杆的拉伸弹簧变形能量，在增力盘底座边圈位销柱分配一个力，大齿轮中心主轴销柱座脚座压轴主导作用力的销柱上一个力，以及两点力销柱结构的折转点对增力盘外边圈的推力损耗；增力盘的质量在旋转初始，有滞后现象，进入连续运转时产生转动惯量，不计拉伸弹簧变形势能的分配，由此，拉伸弹簧载荷的作用势能量以三分之一计算。结合大齿轮力偶的主动力增力倍数，加权双增力机构的增力扭矩效率后，最后配装额定功率数的双台电动机，其额定功率比匹配的发电机额定功率小数倍。
根据电动机额定输入电流量及发电机额定输出电流量的功率因素，本装置超越了常规原动机用电动机电能输入转换成机械功匹配发电机的电能功率比，增力机构的作用效果使本装置所消耗的电流量只占匹配发电机发出电流的少量部分。在现有发电机、电动机制造技术的基础上，结合拉伸弹簧材料与制造技术达到的载荷性能，本发明的齿轮力偶矩与增力盘的无能源自动发电机可以在几百瓦到几百千瓦的范围制造，适合集群并网发电。
齿轮力偶矩与增力盘的无能源自动发电机所具有不用任何能源的转换而提供的清洁电能，成本极其低廉，其运行没有废气、高噪音和废弃物产生，装置的运行操作不受气候、地域的限制。
图1是齿轮力偶矩与增力盘的无能源自动发电机的透视图。
图2是齿轮力偶矩与增力盘的无能源自动发电机的立面剖视图。
图3是图2的A-A位增力盘结构径向的剖视图。
图4是图2的B-B位传动齿轮箱径向的剖视图。
图5是图2的C-C位电动机安装径向的剖视图。
图6是增力盘底座平面的结构图。
图7是大齿轮中心主轴上偏轴心销柱座的零件图。
图8是增力盘拉伸弹簧的上横杆零件图。
图9是增力盘拉伸弹簧的下横杆零件图。
结合附图1-9的圆柱机型作以下实施例的具体说明从图2的剖视图整机体区分成机座(6)、电动机(5)、配电箱(4)、传动齿轮箱(3)增力盘(2)发电机(1)的部件。以从下到上的次序装配机座(6)的孔洞(6D)为机座固定的地脚螺栓孔。结合图5在底座(6B)对称垂直安装输出轴朝上的双台电动机(5)，外围有各自的屏蔽圈(5C)，在绝缘的圈座脚(5D)上定位，电动机(5)的空间位可以满足散热的要求。在底座(6B)边圈直立竖装带有搁脚的机座立柱(6A)，把传动齿轮箱(3)的下箱体(3D)在搁脚上对螺孔就位。从下齿轮箱体(3D)伸进的电动机(5)的输出轴安装齿轮(5A)，齿轮体轴肩位的密封圈(5B)，其作用是为齿轮在箱体以油浴润滑配套。
图2和图4的剖视图本机构是内齿型的大齿轮。大齿轮座(3A)与分体配套齿圈(3C)用螺栓组合，以轴孔在中心主轴(7)上安装，此轴下端部在下齿轮箱体(3D)中心位的润滑轴承座上安装，以下、上两支撑力点的上轴承在上齿轮箱盖(3B)的中心。上、下齿轮箱的盖(3B)、体(3D)与机座立柱(6A)的搁脚以螺栓紧固连体。
图2中在上齿轮箱盖(3B)的中心主轴(7)的轴承座圈外侧装另一组润滑轴承用以安装增力盘(2)，在此设有密封圈(2H)。在图3结合图6的增力盘底座(2A)结构，增力盘(2)径向平面以三角形均布安装拉伸弹簧(2B)组，图7、8、9是增力盘(2)零部件图。把拉伸弹簧上横杆(2E)头部孔(2F)松动套装在增力盘底座(2A)边圈同位的销柱(2F)上；拉伸弹簧下横杆(2G)为分叉式两力点孔，圆孔(2G/1)与(2G/2)同样松动套装在增力盘底座(2A)对位的销柱(2G/1)、(2G/2)上。在图2、图3中增力盘(2)拉伸弹簧上横杆(2E)中心轴端的长槽孔(2D)及同端头的圆孔(2D/1)，在中心主轴(7)的销柱座(2C)偏轴心脚座的销柱(2D)、(2D/1)上对位都以松动装配。之后，上、下横杆(2E)、(2G)上排列拉伸弹簧(2B)，增力盘(2)的装配完成。
增力盘(2)的上部是中心主轴(7)的顶端，安装法兰盘(8)。至此，将机座(6)的顶盖(6C)边圈与机座立柱(6A)螺孔对位紧固，在盖顶上安装发电机(1)，其轴头的法兰盘(1A)与下部中心主轴(7)上的法兰盘(8)对位，螺栓连接紧固。
图1中配电箱(4)上的电流线路区分(4A)是发电机(1)电流输出线，(4C)是电动机(5)输入电流的电源线，(4D)为借外电流原始启动电动机(5)的线路，(4B)是将剩余电流对外输出的线路。整机体安装完成，即可投入运行。
本实施例的发电机(1)参照水轮发电机TSN系列(59机座)型号。如发电机旋转方向改变，电动机的转动方向同时改变，并改变增力盘构件作用的方向性，整机构的功能、效率不变。配置为卧式发电机型本装置的原理相同，以同样的排列结构次序成卧式机型安装。
权利要求
1.一种不用任何能源转换的自动发电机，其特征在于以传动齿轮箱(3)中齿轮力偶矩机构的动能和增力盘(2)上拉伸弹簧产生的变形势能的增矩效应叠加同轴运转。
2.根据权利要求1所述的自动发电机，其特征在于力偶矩动能是以轴线对称布置同步做功的双台电动机(5)输出轴的齿轮(5A)传递给大齿轮(3A+3C)转动，增加大齿轮中心主轴(7)的输出效率。
3.根据权利要求1所述的自动发电机，其特征在于增力盘(2)以平面均布置装多组拉伸长度定位的拉伸弹簧(2B)产生的静变形能，即增矩作用的势能。
4.根据权利要求1或3所述的自动发电机，拉伸弹簧(2B)的静变形能对大齿轮中心主轴(7)始终存在恒定对旋转方向的压轴作用力，其特征在于增力盘(2)与大齿轮中心主轴(7)是同轴度分别各自内外两个润滑轴承座支撑的结构。
5.根据权利要求1或3所述的自动发电机增力盘(2)的拉伸弹簧(2B)的上横杆(2E)，同端部位的长槽孔(2D)和圆孔(2D/1)在大齿轮中心主轴(7)稍柱座(2C)的偏轴心脚座稍柱上(2D)、(2D/1)装配，其特征在于以两点力的结构限位大齿轮中心主轴(7)在拉伸弹簧(2B)势能作用下按旋转方向的自由转动，但同时并存压轴力的势能。
6.根据权利要求1所述的自动发电机需借助外电流启动，在发电机(1)发出电流后，主动力的电动机(5)接转自体装置的电流上，其特征在于依靠自体装置产生的能量相互转换循环连续运转，只消耗自体产生电流的少量部分，可将余量电流对外输出。
全文摘要
本发明公开的是一种以电动机为主动力，齿轮力偶矩机构加配增力盘双重增矩效应的自动发电装置，电动机输入少于装置自体发电机发出的电流做功，以电能与机械能的相互转换循环连续运转，同时向外输出多余的电流，本装置是不消耗和不利用自然界任何能源转换获取电能的环保型能源设备，功率可以在几百瓦到几百千瓦的范围制造，适合集群并网发电，提供廉价的电能。
文档编号H02K53/00GK1707926SQ200410024978
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者陈卫国 申请人:陈卫国