[发明专利]一种低压差气动发电装置

说明书

本发明属于能源利用领域，公开了一种低压差气动发电装置，能够大大提高对天然气压差的转化效率，包括驱动部；电机部；驱动部机械连接；发电管控部；蓄电池及电能管控部。驱动部包括驱动叶轮和驱动壳体，驱动叶轮通过驱动部机械连接到电机部，电机部与发电管控部通过电气连接，发电管控部通过电气及控制线与蓄电池及电能管控部连接。当一定低压差的气流通过叶轮并驱动叶轮旋转时，叶轮通过机械连接驱动电机旋转发电，发出的电通过发电管控部、蓄电池及电能管控部的控制、管理，实现对外供电，多余的电用来给蓄电池充电，实现了为仪器、仪表连续不间断供电。

技术领域

本发明属于能源利用领域，具体涉及一种低压差气动发电装置。

背景技术

天然气作为优质清洁能源广泛应用在生产、生活中。随着生产绿色化及人民生活水平提高，天燃气的应用范围及数量不断扩大，天燃气应用关键设备天燃气调压站应用数量不断增长，使用范围不断扩大。

天燃气调压站包括驱动叶轮和发电机，其原理通过存在预定气压压差的环境中相对形成的外部天燃气流过驱动叶轮，使得驱动叶轮进行转动，从而向发电机输入转矩，使得发电机向外释放转化电能。

这种模式在实践中已被大规模的使用，且具有一定的效果。

但就目前为止，这种模式的使用范围仅限于预定压差必须大于0.4MPa的环境中，因此，在很多场景中就不能利用其进行能源转化利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种低压差气动发电装置，该低压差气动发电装置通过对驱动叶轮及相关壳体的结构参数进行特定设计，从而能够大大提高对天然气压差的转化效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：

一种低压差气动发电装置，通过外部气流发电，其特征在于，包括：驱动部；电机部，与驱动部机械连接；电机部用于生成转化电能；以及发电管控部，与电机部电气连接，发电管控部用于存储并管控转化电能，其中，驱动部包括驱动叶轮和驱动壳体，驱动叶轮包括轮毂和多个叶片，多个叶片以轮毂的中心为圆心呈圆形均匀设置，并且多个叶片均沿轮毂的高度方向设置，叶片具有弧形连接的叶盆面和叶背面，叶盆面呈弧形且朝向外部气流设置，叶背面由弧形连接的前缘部和导流部组成，前缘部与导流部均呈弧形，且导流部较前缘部靠近轮毂的中心，叶盆面的曲率半径为导流部的70％-90％，前缘部的曲率半径为导流部的4.3％-5.5％，叶盆面的表面具有第一预定点，导流部的表面具有第二预定点，第一预定点和第二预定点均位于轮毂的同个横截面上，且均位于一个以轮毂的中心为圆心的圆周上，将经过第一预定点并与叶盆面表面相切的直线作为第一切线，将经过轮毂的中心和第一预定点的直线作为参照线，将经过第二预定点并与导流部表面相切的直线作为第二切线，第一切线和第二切线形成的锐角范围为6°-8°，第一切线与参照线形成的锐角范围为30°-33°，驱动壳体内具有进气通道、出气通道以及叶轮容纳腔，进气通道和出气通道均与外部连通且轴线的延伸方向均沿外部气流的方向设置，进气通道通过部分叶轮容纳腔与出气通道连通，叶轮容纳腔呈圆柱状，驱动叶轮配合并可旋转地安装在叶轮容纳腔内并与叶轮容纳腔同轴，叶轮容纳腔的半径范围为45mm至50mm，驱动叶轮的边缘与最接近的叶轮容纳腔的间隙范围为0.2-0.5mm，进气通道和出气通道沿叶轮容纳腔的径向分布的延伸方向均与叶轮容纳腔的轴线垂直，当外部气流通过进气通道流过驱动叶轮时，外部气流的流向与叶盆面形成的切角范围为40°至60°。

优选地，将与进气通道与出气通道均连通连续的部分叶轮容纳腔的内壁作为过气弧面，进气通道的内壁与过气弧面的交界线与叶轮容纳腔的母线的距离范围为0.2mm至0.6mm，过气弧面包络的叶片的数量为4至6个，对应驱动叶轮形成的扇形包角范围为30°至35°。