CN102536600A

CN102536600A - 一种可独立运行的循环水发电机组

Info

Publication number: CN102536600A
Application number: CN2012100098157A
Authority: CN
Inventors: 梅长生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及一种水力发电装置，具体是提供一种可独立运行的循环水发电机组。其结构包括高位水箱、低位水箱、发电体单体及将其连接成一个循环通路的管路，其水流通过依次高位水箱、发电体单体、低位水箱，最后再回到高位水箱的流动循环，从而实现循环水发电的最终目的。本发明的一种可独立运行的循环水发电机组，可有效避免梯度、旋度、散度能量衰减，能使水循环利用，多次重复做功，大量发电。

Description

一种可独立运行的循环水发电机组

技术领域

本发明涉及一种水力发电装置，具体是提供一种可独立运行的循环水发电机组。

背景技术

现有的水力发电装置存在着工作范围窄、水能利用效率低、投资成本高和工作效率低等不足之处。大量的水资源一次性做功后白白的流掉，落后的技术设计使得投资成本过高、发电成本过高，且会造成水资源的极大浪费。

专利号为ZL01271038.5的发明专利“水力发电装置”所公开的技术方案，其提供了一种水力发电装置，其在制造时确有一定的不足和不便。例如，叶轮的双向推动，理论上是可以的，而在实际的制作和制造中却很难实现叶轮周围的水的密封。

发明内容

本发明是针对以上问题，提供一种可独立运行的循环水发电机组，可以使水能循环使用、多次利用、重复做功，其可以提供较稳定的电流、电压，水能利用率提高，工作效率提高，制造成本降低，安装维修方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可独立运行的循环水发电机组，包括高位水箱和低位水箱，所述高位水箱顶部设置有防尘盖和避雷装置，所述高位水箱及低位水箱之间通过安装有水泵的上水管相连通，高位水箱底部连接有锥体漏斗，所述锥体漏斗底端通过高压出水口连接高压输水管的一端，所述高压输水管的另一端通过高压输水管法兰连接总阀，所述总阀上设置总阀伺服电机，所述总阀通过高压输水管连接分流室，所述分流室分别通过左、右分水管连接发电体单体的进水口，所述发电体单体通过排水口连接排水管，所述排水管连通低位水箱，所述的左、右分水管上设置左、右分水管法兰，所述左、右分水管法兰上设置主控阀，所述主控阀上连接主控阀微调电机，所述排水管上设置排水阀。

高位水箱上设置有溢流管。

高压输水管上设置有除沙装置。

左、右分水管上设置备用阀。

发电体单体由四周的边板围成，所述边板之间设置中间支撑板，且发电体单体分为上下两层，上层为流体室，下层为发电机室，所述流体室内设置有多个按矩阵布置排列的叶轮，所述叶轮之间设置有横向阻流板，所述叶轮一侧设置有叶轮半圆形护板，所述流体室一端转弯处设置有弧形导流板，所述发电机室内设置有与所述叶轮同轴安装的永磁发电机。

发电体单体的进水口及排水口之间连接有管路，所述管路上设置有高压供水泵。

管路上设置有高压供水备用泵。

发电体单体的流体通道的截面形状为长方形。

发电体单体内横向阻流板设置在纵向排列的每个叶轮的中心处。

发电体单体的连接是由专用的截面形状为长方形的发电体连接管接头连接的。

排水阀上有排气开关，以利于机组初始加水时的进水排气。

本发明的一种可独立运行的循环水发电机组，具有以下优点：

1、本发明完全实现了“扩压引射”原理。

2、本发明做到了一次能量，倍压量增，多次利用，重复做功，提高了整机使用效能。

3、由于锥体漏斗的设置和发电体单体内叶轮的有序安装所形成的流体通道，有效避免了本发明中散度能量衰减问题。

4、由于流体工作室内的流体力发电用的可调速叶轮的矩阵排列，特别是导流板和横向阻流板的合理设置，使得叶轮在前有进水口、后有排水口的半封闭的特定环境中、在高压水力的作用下，既减少了旋度能量衰减，又能使原有能量重复利用，从而增加了叶轮的输出扭矩，相应地增加了发电机输出扭矩，提高了发电机输出功率。

5、由于叶轮的特殊结构和流体工作室的特定环境，使得每个叶轮在“液体不易压缩”原理的前提下，都得到了同样的转速，使得每个叶轮避免了梯度能量衰减，都能以同样的速度匀速同步运转，保证了与叶轮配套安装的多个永磁发电机都能以同样稳定的转速工作。大大避免了普通叶轮在普通环境中叶轮本身受水流冲击时所受到的反向阻力，从而提高了能量利用率。

6、由于左右分水管中备用阀的设置，使得本发明左右发电体在某一块发电体单体出现故障需要维修时，另一侧的发电体还能照常工作(自动提速)，保证了正常发电运转，保证了用电单元的不停机停电。

7、制造成本低，维修费用低。

8、节省自然资源，适用范围广，没有河流的地方也能使用。尤其是可避免因自然灾害造成的大电网大面积停电影响。

综上所述，与现有技术相比，本发明的一种可独立运行的循环水发电机组，可有效避免梯度、旋度、散度能量衰减，能使水循环利用，多次重复做功，大量发电。

附图说明

图1是一种可独立运行的循环水发电机组的整体结构主视图；

图2是一种可独立运行的循环水发电机组的整体结构右视图；

图3是一种可独立运行的循环水发电机组的整体结构俯视图(实施例1)；

图4是一种可独立运行的循环水发电机组的整体结构俯视图(实施例2)；

图5是一种可独立运行的循环水发电机组的发电体单体结构主视图；

图6是一种可独立运行的循环水发电机组的发电体单体结构仰视图；

图7是一种可独立运行的循环水发电机组的发电体单体连接管接头主视图；

图8是一种可独立运行的循环水发电机组的发电体单体连接管接头右视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的一种可独立运行的循环水发电机组作进一步的描述。

实施例1：

如附图1-3所示，本发明的一种可独立运行的循环水发电机组包括高位水箱1和低位水箱2，所述高位水箱1顶部设置有防尘盖3和避雷装置4，所述高位水箱1及低位水箱2之间通过安装有水泵5的上水管6相连通，高位水箱1底部连接有锥体漏斗7，所述锥体漏斗7底端通过高压出水口8连接高压输水管9的一端，所述高压输水管9的另一端通过高压输水管法兰10连接总阀11，所述总阀11上设置总阀伺服电机12，所述总阀11通过高压输水管13连接分流室14，所述分流室14分别通过左、右分水管15连接发电体单体16的进水口17，所述发电体单体16通过排水口18连接排水管19，所述排水管19连通低位水箱2，所述的左、右分水管15上设置左、右分水管法兰20，所述左、右分水管法兰20上设置主控阀21，所述主控阀21上连接主控阀微调电机22，所述排水管19上设置排水阀23。

本实施例中，高位水箱1上设置有溢流管24。高压输水管9上设置有除沙装置25。左、右分水管15上设置备用阀26。

如附图5、6所示，发电体单体16由四周的边板161围成，所述边板161之间设置中间支撑板162，且发电体单体16分为上下两层，上层为流体室163，下层为发电机室164，所述流体室163内设置有多个按矩阵布置排列的叶轮165，所述叶轮165之间设置有横向阻流板166，所述叶轮165一侧设置有叶轮半圆形护板167，所述流体室163一端转弯处设置有弧形导流板168，所述发电机室164内设置有与所述叶轮165同轴安装的永磁发电机169。

本实施例中，发电体单体16的流体通道的截面形状为长方形。

发电体单体16内横向阻流板166设置在纵向排列的每个叶轮165的中心处。

如附图7、8所示，发电体单体16的连接是由专用的截面形状为长方形的发电体连接管接头1610连接的。

排水阀23上有排气开关，以利于机组初始加水时的进水排气。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，发电体单体16的进水口17及排水口18之间连接有管路27，所述管路27上设置有高压供水泵28。

本实施例中，管路27上还可以设置有高压供水备用泵29。

左右发电体的高压水的供应可以转换为由高压供水泵28提供。在发电机组进入正常发电过程中，可以在开启高压供水泵28的同时关闭排水阀23，发电机组即可进入另一种供水发电状态。为防止意外，高压供水管道中又配置了高压供水备用泵26。

除上述具体实施例外，本发明的一种可独立运行的循环水发电机组还有以下特点：分流室14的左右出口都是长方形截面的专用管道接口，分别和截面为长方形的左右分水管15连接，并和发电体单体16上的截面为长方形的接口连接；截面为长方形的左右分水管15的中段设有特制的截面为长方形的左右主控阀21和左右主控阀微调电机22、截面为长方形的备用阀26；左右发电体是由多个发电体单体16组成，发电体单体16分上下两层，上层为流体室163，下层为发电机室164；发电体单体16中的流体室163是畅通无阻的长方形截面流管；发电体单体16中的长方形截面流体室163内设有多个按矩阵布置排列的叶轮165、叶轮与叶轮之间的横向阻流板166和叶轮半圆型护板167；截面为长方形的流体室四周的边板161、流体室中间支撑板162、设置在流体室163一端转弯处的弧形导流板168。流体室163的长方形截面流体通道内的叶轮165可以采用《流体力发电用的可调速叶轮》(ZL01223373.0、ZL01223374.9、ZL01223375.7的任意一种)；流体室163内的叶轮165整齐排列；发电体单体16内的下部发电机室164中设置有与叶轮165同轴安装的永磁发电机169。永磁发电机169必须是250～300转/分内的低速永磁发电机。

左右发电体的多个发电体单体16的连接分别是由专用的截面为长方形的发电体连接管接头1610连接的，其截面为长方形。

在不改变高位水箱1的高度、容量、压力以及不改变发电机输出功率的大小或不改变发电机输出扭矩的大小的情况下，可以根据用户的用电需求，随意的增减左右发电体单体16的数量。

横向阻流板166设置在纵向排列的每两个叶轮165之间的中心处。

导流板168为圆弧形结构，使水流易于从进水口到达排水口。导流板168的两壁板间距比直行通道的要宽，以利于有效的排除和减少弯道阻力损失。

前述两种实施例中，高位水箱1也可以由无塔自动供水设备代替。

上述方案中，高位水箱1、发电体16和低位水箱2内在开机工作之前需预先注满水，开机和停机是由排水阀23的开和关控制的。开始工作前，除了排水阀23是关闭的状态外，总阀11和左、右主控阀21和备用阀26都是开着的，工作前的注水排气仅靠排水阀23上的排气开关控制完成。开机工作只需将排水阀23全打开即可，水泵5会自动将回水抽送到高位水箱1，以保持高位水箱1的上部水面线。

根据恒定流的连续性原理：通过各过水截面的流量为一常数，

即：V₁S₁＝V₂S₂＝常数。而连续性原理实际上是运动学中的质量守恒定理。对于不可压缩的水流，单位时间流入S1的质量当然要等于单位时间从S2流出的质量，否则在S1与S2之间的管内就会发生质量缺少或堆积。高压水流在高位水箱1的压力作用状态下，整个通道中的水便成为一个一定压力的状态，并且会像一个“集团军”一样整体向前位移。

发电体的通道内只要有水流流过，发电体内的许多叶轮165都会同时、同步、同速运转；同时，与叶轮165相匹配的永磁发电机169也会同时、同步、同速运转发电。为使高位水箱1常保持定量水位(保持压力)，水泵5的开和关可采用自动水位断路开关控制电路来控制完成。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种可独立运行的循环水发电机组，包括高位水箱和低位水箱，所述高位水箱顶部设置有防尘盖和避雷装置，所述高位水箱及低位水箱之间通过安装有水泵的上水管相连通，其特征在于，所述的高位水箱底部连接有锥体漏斗，所述锥体漏斗底端通过高压出水口连接高压输水管的一端，所述高压输水管的另一端通过高压输水管法兰连接总阀，所述总阀上设置总阀伺服电机，所述总阀通过高压输水管连接分流室，所述分流室分别通过左、右分水管连接发电体单体的进水口，所述发电体单体通过排水口连接排水管，所述排水管连通低位水箱，所述的左、右分水管上设置左、右分水管法兰，所述左、右分水管法兰上设置主控阀，所述主控阀上连接主控阀微调电机，所述排水管上设置排水阀。

2.根据权利要求1所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的高位水箱上设置有溢流管。

3.根据权利要求1所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的高压输水管上设置有除沙装置。

4.根据权利要求1所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的左、右分水管上设置备用阀。

5.根据权利要求1所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的发电体单体由四周的边板围成，所述边板之间设置中间支撑板，且发电体单体分为上下两层，上层为流体室，下层为发电机室，所述流体室内设置有多个按矩阵布置排列的叶轮，所述叶轮之间设置有横向阻流板，所述叶轮一侧设置有叶轮半圆形护板，所述流体室一端转弯处设置有弧形导流板，所述发电机室内设置有与所述叶轮同轴安装的永磁发电机。

6.根据权利要求1所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的发电体单体的进水口及排水口之间连接有管路，所述管路上设置有高压供水泵。

7.根据权利要求6所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的管路上设置有高压供水备用泵。

8.根据权利要求5所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的发电体单体的流体通道的截面形状为长方形。

9.根据权利要求5所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的发电体单体内横向阻流板设置在纵向排列的每个叶轮的中心处。

10.根据权利要求5所述的一种可独立运行的循环水发电机组，其特征在于，所述的发电体单体的连接是由专用的截面形状为长方形的发电体连接管接头连接的。