CN113719396A - 一种新型无能耗水能发电*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于水力发电技术领域,解决了现有技术中小微型发电***电力生产受限、无法大规模推广应用的技术问题,提供了一种新型无能耗水能发电***,包括竖向设置的密封增压池,所述密封增压池内部从上至下依次分为储气池、储水池和发电室,所述储气池与储水池连通,所述储水池与发电室之间通过设置在两者之间的锥形变矩增压下水道连通,所述锥形变矩增压下水道的大口端朝上且与密封增压池的内壁成型为一体,所述发电室内对应锥形变矩增压下水道的位置设有变矩冲压水能发电机。本发明所述的无能耗水能发电***具有不受外部环境影响、无外部能源消耗、易于建设推广、经济效益社会效益良好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水力发电技术领域,尤其涉及一种新型无能耗水能发电***。
背景技术
目前,电力时代处于高速发展的成熟期,有能耗发电和无能耗发电为人类社会经济生产和科研生活提供了强大的动力来源,是能源来源的重要基础。有能耗发电,如核能发电、火力发电、水力发电等,发电需要的能量和资源需求巨大。无能耗发电如太阳能发电、风力发电和潮汐能发电等,虽然资源消耗甚少,但受限条件太多。目前发电***受限于地理环境、资源限制、技术水平、经济水平电能传输等原因影响,仍然难以满足世界上日益提升的电量需求,电力短缺问题仍然是世界上许多地区面临的主要问题。无能耗发电虽倍受睛睐,但受限太多,并且目前应用于小微型发电的方式仅有太阳能发电、风力发电,受限于环境和天气,无法推广普及,因此需要新型的大规模小微无能耗发电装置来满足电力使用的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种新型无能耗水能发电***,用以解决小微型发电***电力生产受限、无法大规模推广应用的技术问题。
本发明实施例提供一种新型无能耗水能发电***,包括竖向设置的密封增压池,所述密封增压池内部从上至下依次分为储气池、储水池和发电室,所述储气池与储水池连通,所述储水池与发电室之间通过设置在两者之间的锥形变矩增压下水道连通,所述锥形变矩增压下水道的大口端朝上且与密封增压池的内壁成型为一体,所述发电室内对应锥形变矩增压下水道的位置设有变矩冲压水能发电机,所述锥形变矩增压下水道的小口端连通变矩冲压水能发电机,所述变矩冲压水能发电机外侧设有消音水池,所述消音水池内设有静音水锤泵,所述变矩冲压水能发电机的出水口与静音水锤泵的进水口之间连通有进水管,所述静音水锤泵的出水口连接有回水管,所述回水管另一端从储气池与储水池之间进入到密封增压池内,所述回水管位于储水池内的端头安装有逆止阀,所述密封增压池的顶部设有密封盖和充气阀。
上述结构中,在密封增压池内储水池内储满水,所储备的水在储气池的气压下和势能作用下,形成向下的水压,进入到锥形变矩增压下水道内,锥形变矩增压下水道的设计使得向下的流动的水的冲击压力进一步增强,水流冲击进入到变矩冲压水能发电机内,变矩冲压水能发电机能够在其进水口处对水流进一步增强水压,在水流落差下和冲压累积下,水流带动变矩冲压水能发电机运行产生电能,三重增压下的水流具有更多的冲击能且能够更好的转换为电能,提高了发电量,从变矩冲压水能发电机内排出的水经过倾斜设置的进水管进入到静音水锤泵内,静音水锤泵利用水锤泵效应的机械能将水流通过回水管向上传输到储水池内,逆止阀能够防止水在气压的作用下回流到回水管内,当储气池内的气压不足时,通过充气阀向储气池内充压。
优选的,所述静音水锤泵包括水锤泵本体和安装在水锤泵本体下端的消音底座,所述消音底座安装在密封增压池的内底面,所述水锤泵本体外侧设有真空钢罩,所述水锤泵本***于真空钢罩内且与真空钢罩下端密封连接,所述真空钢罩内部抽真空,所述水锤泵本体分别与进水管和回水管连通。
通过内部抽真空的真空钢罩,能够隔绝水锤泵本体运行产生的大部分噪音,消音底座能够吸收水锤泵本体与发电室底面之间的震动,发电室内的消音水池能够吸收剩余的噪音,实现最大化消除噪音,防止噪音影响用户的生活。
优选的,所述储水池内设有若干连接横架,所述连接横架呈田字形,所述连接横架安装在密封增压池的内壁上。
田字型的连接横架能够对密封增压池起到连接支撑保护的作用。
优选的,所述锥形变矩增压下水道与变矩冲压水能发电机之间连接有阀门开关。
阀门开关能够控制锥形变矩增压下水道的开启和关闭,方便控制发电***的运行和停止。
优选的,所述储水池的体积大于储气池体积。
保证储水量的同时限制气压,防止气压值过大造成密封增压池的损坏。
优选的,所述密封增压池为长方体或圆柱体结构。
长方体结构的密封增压池更加容易放置,圆柱状结构的密封增压池能够更好的分散水压和气压,使用寿命更长。
综上所述,本发明的有益效果如下:
1、本发明完整确立了本技术***的运行原理:既水流依次经过主体密封增压池→变矩水能发电机→静音水锤泵→主体密封增压池的内循环***,能够24小时不停歇运行,除一次性注满水,充好气压外,几乎没有什么能源消耗,运行过程中,只需少时微量补充自然损耗一点气和水,同时满足家庭使用的小微型发电需求,不受外部环境和地域影响,具有广泛的应用推广价值、经济价值和良好的社会价值,为电力生产成功开辟了一条创新之路,意义重大;
2、解决了水锤泵运行过程中产生噪音的问题,防止产生噪音污染,影响用户的生活;
3、本发明所提及的无能耗水能发电***受地域限制小,占地面积小,运行管理方便,大型结构的发电***作为固定式发电设备,小型结构的发电***可作移动式发电设备使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,这些均在本发明的保护范围内。
图1为本发明实施例的整体结构示意图;
图2为本发明实施例中静音水锤泵的内部结构示意图;
图3为本发明实施例中连接横架的结构示意图。
图中零件部件及编号:1、密封增压池;2、储水池;3、储气池;4、充气阀;5、密封盖;6、逆止阀;7、回水管;8、连接横架;9、锥形变矩增压下水道;10、阀门开关;11、变矩冲压水能发电机;12、静音水锤泵;13、进水管;14、真空钢罩;15、水锤泵本体;16、消音底座;17、消音水池;18、发电室。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突,本发明以及实施例中的各个特征可以相互结合,均在本实发明的保护范围之内。
实施例1:
参见图1和图2,本发明实施例提供了一种新型无能耗水能发电***,包括竖向设置的呈长方体结构的密封增压池1,密封增压池1由金属材料和钢混浇筑制成,长方体结构的密封增压池1更加容易放置,密封增压池1内部从上至下依次分为储气池3、储水池2和发电室18,储气池3与储水池2连通,储水池2的体积大于储气池3体积。保证储水量的同时限制气压,防止气压值过大造成密封增压池1的损坏。储水池2与发电室18之间通过设置在两者之间的锥形变矩增压下水道9连通,锥形变矩增压下水道9能够使得通过水流冲击力和压力更大,锥形变矩增压下水道9的大口端朝上且与密封增压池1的内壁成型为一体,发电室18内对应锥形变矩增压下水道9的位置设有变矩冲压水能发电机11,锥形变矩增压下水道9的小口端连接变矩冲压水能发电机11的进水口,锥形变矩增压下水道9与变矩冲压水能发电机11之间连接有阀门开关10。阀门开关10为手动开启和关闭的大型水利阀门,阀门开关10的控制手柄位于增压密封池1外部,阀门开关10能够控制锥形变矩增压下水道9的开启和关闭,方便控制发电***的运行和停止。变矩冲压水能发电机11外侧设有消音水池17,消音水池17内设有静音水锤泵12,变矩冲压水能发电机11的出水口与静音水锤泵12的进水口之间连通有倾斜设有的进水管13,倾斜设置的进水管13方便增大水流的冲击力,静音水锤泵12的进水口位于进水管13的下端,静音水锤泵12的出水口连接有回水管7,回水管7另一端从储气池3与储水池2之间进入到密封增压池1内,回水管7位于储水池2内的端头安装有逆止阀6,逆止阀6于储气池3与储水池2之间,密封增压池1的顶部设有密封盖5和充气阀4,密封盖5与密封增压池1密封连接,可用于观察和检修密封增压池1内部,充气阀4用于向储气池3内补充气压。
变矩冲压水能发电机11,包括呈圆柱体的整机壳体、定子总成、叶轮外转子总成和中心轴,中心轴同轴安装在整机壳体内,中心轴上固定安装定子总成,叶轮外转子总成与中心轴同轴转动连接,定子总成位于叶轮外转子总成内部,整机壳体其中一个底面位置连接有整机壳底座,整机壳体的曲面侧壁上设置有进水口和进水喷口,进水口与进水喷口之间通过水道连通,进水口的口径大于进水喷口的口径,形成锥形进水结构,整机壳底座上开设有出水口,出水口位于靠近进水口的位置,方便水流环绕整机壳体的内壁一圈,出水口与进水管13连通。
静音水锤泵12包括水锤泵本体15和安装在水锤泵本体15下端的消音底座16,消音底座16安装在密封增压池1的内底面,水锤泵本体15外侧设有真空钢罩14,水锤泵本体15位于真空钢罩14内且与真空钢罩14下端密封连接,真空钢罩14内部抽真空,水锤泵本体15分别与进水管13和回水管7连通,进水管13以及回水管7均穿过真空钢罩14,且与真空钢罩14密封连接。
储水池内设有两个连接横架8,两个连接横架8竖向分布在储水池2内,连接横架8呈田字形,连接横架8的四个外部杆固定安装在密封增压池1的内壁上,中间的十字形杆安装在四个外部杆内侧,起到牵引固定的作用,防止水压或者气压过大,使得密封增压池1受损,田字型的连接横架8能够对密封增压池1起到连接支撑保护的作用。
上述结构中,在密封增压池1内储水池2内储满水,打开阀门开关10,所储备的水在储气池3的气压下和自身势能作用下,形成向下的水压,进入到锥形变矩增压下水道9内,锥形变矩增压下水道9的设计使得向下的流动的水的冲击压力进一步增强,水流冲击进入到变矩冲压水能发电机11内,变矩冲压水能发电机11能够在其进水口处对水流进一步增强水压,在水流落差下和冲压累积下,水流带动变矩冲压水能发电机11运行产生电能,三重增压下的水流具有更多的冲击能且能够更好的转换为电能,提高了发电量,从变矩冲压水能发电机11内排出的水经过倾斜设置的进水管13进入到静音水锤泵12内,静音水锤泵12利用水锤泵效应的机械能将水流通过回水管7向上传输到储水池2内,逆止阀6能够防止水在气压的作用下回流到回水管7内,当储气池3内的气压不足时,通过充气阀4向储气池3内充压。通过内部抽真空的真空钢罩14,能够隔绝水锤泵本体15运行产生的大部分噪音,消音底座16能够吸收水锤泵本体15与发电室18底面之间的震动,发电室18内的消音水池17能够吸收剩余的噪音,实现最大化消除噪音,防止噪音影响用户的生活。
实施例2:
参见图1,本实施例与实施例1的区别在于,密封增压池1为圆柱体结构。
圆柱状结构的密封增压池1能够利用弧形侧壁更好的分散水压和气压,使用寿命更长。
实施例2其余结构及工作原理同实施例1。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种新型无能耗水能发电***,其特征在于,包括竖向设置的密封增压池,所述密封增压池内部从上至下依次分为储气池、储水池和发电室,所述储气池与储水池连通,所述储水池与发电室之间通过设置在两者之间的锥形变矩增压下水道连通,所述锥形变矩增压下水道的大口端朝上且与密封增压池的内壁成型为一体,所述发电室内对应锥形变矩增压下水道的位置设有变矩冲压水能发电机,所述锥形变矩增压下水道的小口端连通变矩冲压水能发电机,所述变矩冲压水能发电机外侧设有消音水池,所述消音水池内设有静音水锤泵,所述变矩冲压水能发电机的出水口与静音水锤泵的进水口之间连通有进水管,所述静音水锤泵的出水口连接有回水管,所述回水管另一端从储气池与储水池之间进入到密封增压池内,所述回水管位于储水池内的端头安装有逆止阀,所述密封增压池的顶部设有密封盖和充气阀。
2.根据权利要求1所述的新型无能耗水能发电***,其特征在于,所述静音水锤泵包括水锤泵本体和安装在水锤泵本体下端的消音底座,所述消音底座安装在密封增压池的内底面,所述水锤泵本体外侧设有真空钢罩,所述水锤泵本***于真空钢罩内且与真空钢罩下端密封连接,所述真空钢罩内部抽真空,所述水锤泵本体分别与进水管和回水管连通。
3.根据权利要求2所述的新型无能耗水能发电***,其特征在于,所述储水池内设有若干连接横架,所述连接横架呈田字形,所述连接横架安装在密封增压池的内壁上。
4.根据权利要求1所述的新型无能耗水能发电***,其特征在于,所述锥形变矩增压下水道与变矩冲压水能发电机之间连接有阀门开关。
5.根据权利要求2所述的新型无能耗水能发电***,其特征在于,所述储水池的体积大于储气池体积。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的新型无能耗水能发电***,其特征在于,所述密封增压池为长方体或圆柱体结构。
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