CN102269108A

CN102269108A - 聚能型水力增压发电机组

Info

Publication number: CN102269108A
Application number: CN201110178495A
Authority: CN
Inventors: 资义勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Yang Jing
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: CN102269108B

Abstract

本发明公开了一种聚能型水力增压发电机组，能实现对水和空气的增压，包括依次连接的用于储水的引水系统、将水能转换为压力能的动力增压系统、储存压力能的缓冲增压系统和利用压力能发电的发电系统；所述动力增压系统包括依次连接的动力水箱、压力物体和压力缸，所述动力水箱接收经引水系统储存的水，动力水箱底部设有用于封闭水箱底部以及起排水作用的排水装置；压力缸包括内部的压力活塞和底部的进气孔或者进水孔，进气孔或者进水孔上设有单向阀。本发明通过将水能转换为压力能在转为机械能发电，使受地理环境因素的影响降到了最低，且转换效率高；动力增压系统结构简单，建造成本低，开发灵活；缓冲增压系统能充分聚集能量，且安全性高。

Description

聚能型水力增压发电机组

技术领域

本发明涉及水力发电，具体涉及一种利用水能和气能增压的聚能型水力增压发电机组。

背景技术

水力发电为利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动力，推动发电机产生电能。传统的水力发电由于要利用水的位能，因此对地形要求严格，水要在高处才能有足够的势能转化，从而发电，由此带来以下缺点：

1、因地形上之限制无法建造太大之容量,单机容量为300MW左右;2、建厂期间长，建造费用高；3、因设于天然河川或湖沼地带易受风水之灾害，影响其他水利事业；4、建厂后不易增加容量；5、生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的影响等；6、需筑坝移民等，基础建设投资大；7、下游肥沃的冲积土因冲刷而减少。

因此，如何利用好水能这个大自然的清洁能源来发电，不受环境限制，能灵活控制发电，而又不会给环境带来影响是急需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种开发灵活，可适用于大小河流、湖泊、水库，对环境无污染的聚能型水力增压发电机组。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种聚能型水力增压发电机组，能实现对水和空气的增压，包括依次连接的用于储水的引水系统、将水能转换为压力能的动力增压系统、储存压力能的缓冲增压系统和利用压力能发电的发电系统；所述动力增压系统包括依次连接的动力水箱、压力物体和压力缸，所述动力水箱接收经引水系统储存的水，动力水箱底部设有用于封闭水箱底部以及起排水作用的排水装置；压力缸包括内部的压力活塞和底部的进气孔或者进水孔，进气孔或者进水孔上设有单向阀；

压力物体与压力活塞连接，当动力水箱充满水时，动力水箱向下运动提起压力物体从而带动压力活塞对压力缸进行充水或者充气；当打开排水装置，水从压力水箱排掉时，压力物体向下运动带动压力活塞将压力缸里的水或者气体压进缓冲增压系统，同时压力物体带动动力水箱向上运动。

先将水能聚集到储水箱，再利用动力增压装置将水能瞬间转换成被增压了的能量然后再利用缓冲增压装置将动力增压系统增压后的能量聚集排放，使其能量产生巨大的能量来带动发电机发电。

作为一种优选方案，所述缓冲增压系统包括压力罐和缓冲器，所述压力罐用于存储来自压力缸的水或者气体，压力罐上设有防止压力罐压力过大的缓冲器，使整个装置能聚集足够的能量且安全性能更高。

作为一种优选方案，所述引水系统包括引水渠、储水箱和出水口，储水箱与引水渠之间设有进水口和控制进水口进水的阀门；所述出水口设有出水阀门与动力水箱连接，当动力水箱向下运动时，动力水箱控制出水阀门关闭；当动力水箱向上运动时，动力水箱控制出水阀门打开。使整个控制过程能够连续、自动化。

作为一种优选方案，所述排水装置为一百叶装置；所述百叶装置与压力物体连接，压力物体向上运动到最高点时，百叶装置打开；压力物体向下运动到最低点时，百叶装置关闭。通过百叶装置，水能瞬间排掉，从而进行下一次的储水。

作为一种优选方案，所述动力增压系统至少设置3个，提高了加压、发电的效率。

作为一种优选方案，为了尽量减少增压的过程，所述进水孔通过一大口径钢管连接至引水渠。

作为一种优选方案，为了防止通过气体增压的时候，由于吸进异物而造成堵塞，出现安全问题，所述进气孔上设有防尘网。

作为一种优选方案，所述发电系统包括换能系统、变速箱和发电机，压力能通过换能系统转变为机械能，机械能通过变速箱带动发电机发电。

作为进一步的优选方案，所述换能系统为水轮机或者蒸汽机。

作为一种优选方案，所述压力缸和缓冲增压系统之间设有只允许水或者气体从压力缸进入缓冲增压装置的单向阀。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：本发明通过将水能转换为压力能在转为机械能发电，使受地理环境因素的影响降到了最低，且转换效率高；通过引水渠及其分支引水渠的走向，可灵活搭配其发电机组的容量，还可起到水利灌溉的功效；动力增压系统结构简单，建造成本低，开发灵活，可灵活增容；缓冲增压系统能充分聚集能量，且安全性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的动力增压系统结构示意图；

图4为本发明的缓冲增压系统结构示意图；

图5为本发明的动力水箱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图所示，本发明的一种聚能型水力增压发电机组，由引水系统、动力增压系统、缓冲增压系统和发电系统组成，具体为：

1、引水系统：包括引水渠11、储水箱12和出水口13；引水渠11可设于拦河坝上，拦河坝可设为闸道式，以防止洪水来袭时，可开闸放水。引水渠11设有控制系统，可控制整个发电机组的运转，引水渠可根据水流量的大小来控制多少台机组的运转。为了节省系统的用地，引水渠11可以在一条主引水渠上设有多条分支引水渠，每条分支引水渠上均设有控制系统。储水箱12的底面可设为向出水口13侧倾斜的面，以利于水能快速流出。储水箱12与引水渠11之间设有进水口。储水箱12外侧设有出水口13和可上下滑动的阀门，阀门两侧向下设有两根开门推杆，推杆与动力增压系统连接，推杆能通过动力增压系统带动阀门自动打开与关闭。阀门能起到储水箱12节流储能的作用，阀门自动打开和关闭能使储水箱储存的水能快速排到动力增压系统中。

2、动力增压系统：由动力水箱21、主体钢架22、压力物体23、压力钢管支柱24、压力活塞25和压力缸26组成。

动力水箱21可设为长方体，其上部中空，便于承接来自于储水箱12的水，其上端四角以钢丝绳与主体钢架22连接，其底部设为百叶装置27，百叶装置27与设于主体钢架22上的挂钩28连接，动力水箱21上还设有一连杆与挂钩28连接，连杆与百叶装置27的杠杆连接，当动力水箱21向上运动时，连杆也向上运动，带动杠杆从而拉动百叶关闭；当动力水箱21向下运动时，连杆也向下运动，带动杠杆从而推动百叶打开。

主体钢架22可设为井架形式，在其顶部靠近动力水箱21一侧设一个滑轮，在滑轮的对面设立一个钢丝绳连接点，钢丝绳从主体钢架连接点经过压力物体23上端的滑轮，再经过钢架上的滑轮到达动力水箱21，形成了一个滑轮组。当压力超重时，钢丝绳可改设为链条，滑轮可改为齿轮。在主体钢架22与压力物体23的四个接触面设立四根形定位钢轨，使压力物体23可定位上下滑动。

压力物体23，可设为一个方形的箱式物体，其内置沙石或铁块以增加其重量，在箱体四周各设立两个定位滑轮，与主体钢架22内的定位钢轨相配合，使其可上下定位滑动，压力物体23底部与压力钢管支柱24连接。压力钢管支柱24为一个中空的钢管支柱结构，其上部与压力物体23连接，下部与压力活塞25连接。

压力缸26底部设有进水或进气孔，设有单向阀。如为进水孔，则用大口径钢管连接至到水渠；如为进气孔，则在进气口处设一个防尘网。压力缸底部与进水孔或进气孔相对处设有出水孔或出气孔，用钢管连接至缓冲增压系统，在出水孔或出气孔处也设有一单向阀，使其水或气体在增压后不会回流。

3、缓冲增压系统：包括压力罐31和缓冲增压器32，压力罐用31于存储来自压力缸26的水或者气体；缓冲增压器32为设立在压力罐31之上的一个压力缸，其底部与压力罐31连接处开有一个小口连接孔，能使压力罐31在受到强压时将多余的能量通过小孔储存至压力缸，压力缸内设有活塞式压力浮子33，对压力罐31的气体或者水进行增压。在压力缸上端设有压力超标时的泄压孔34，当缸内压力过大时，压力推动压力浮子33向上动作，压力浮子33高度超过泄压孔34时，多余的压力从泄压孔34中排出。压力罐31用钢管连接至水轮机或蒸汽机。

4、发电系统：是由水轮机或蒸气机和变速箱及发电机组成，当水能或气能在被增压后，所释放出来的巨大能量，通过水轮机或蒸气机转换为机械能，再通过变速箱带动发电机发电。

为了能更大程度的聚集水的能量，可以设定两台或十台以上的动力增压装置，同时供应一个缓冲增压系统来带动发电系统发电。本发明聚能型水力增压发电机组的工作流程如下：

先打开引水渠11上的储水箱12进水口，水便通过储水箱12和其出水口13流进动力水箱21，动力水箱21在受到水的重力后，向下滑动，此时储水箱12出水口13的滑动门向下关闭，储水箱12便重新蓄水。动力水箱21在向下滑行中通过钢丝绳和滑轮组，将压力物体23和压力活塞25向上提升，压力缸26内开始吸水或空气。当动力水箱21下滑到一定位置时，动力水箱21边上的连杆便打开了底部的百叶装置27，此时其动力水箱21里水便瞬间流失，动力水箱21在失去水的重力后，恢复空箱状态。压力物体23在失去水箱的牵引后，便经压力钢管支柱24带动压力活塞25向下压，给压力罐31储存，压力浮子33对压力罐31里的水或者空气再次增压，再经过发电系统发电。动力水箱21在被提升到一定位置时，动力水箱21底部的百叶又重新关闭，同时储水箱12出水口13的阀门被打开，水便重新注入了动力水箱21，动力水箱21开始下滑。重复上述过程便可以进行持续发电。

从动力水箱21排出的水可重新收集用于农业灌溉或其他用途。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种聚能型水力增压发电机组，能实现对水和空气的增压，其特征在于，包括依次连接的用于储水的引水系统、将水能转换为压力能的动力增压系统、储存压力能的缓冲增压系统和利用压力能发电的发电系统；所述动力增压系统包括依次连接的动力水箱（21）、压力物体（23）和压力缸（25），所述动力水箱（21）接收经引水系统储存的水，动力水箱（21）底部设有用于封闭水箱底部以及起排水作用的排水装置（27）；压力缸（26）包括内部的压力活塞（25）和底部的进气孔或者进水孔，进气孔或者进水孔上设有单向阀；

压力物体（23）与压力活塞（25）连接，当动力水箱（21）充满水时，动力水箱（21）向下运动提起压力物体（23）从而带动压力活塞（25）对压力缸（26）进行充水或者充气；当打开排水装置（27），水从压力水箱（21）排掉时，压力物体（23）向下运动带动压力活塞（25）将压力缸里的水或者气体压进缓冲增压系统，同时压力物体（23）带动动力水箱（21）向上运动。

2.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述缓冲增压系统包括压力罐（31）和缓冲增压器（32），所述压力罐（31）用于存储来自压力缸（26）的水或者气体，压力罐（31）上设有对罐里空气或水进行增压和防止压力罐（31）压力过大的缓冲增压器（32）。

3.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述引水系统包括引水渠（11）、储水箱（12）和出水口（13），储水箱（12）与引水渠（11）之间设有进水口和控制进水口进水的阀门；

所述出水口（13）设有出水阀门与动力水箱（21）连接，当动力水箱（21）向下运动时，动力水箱（21）控制出水阀门关闭；当动力水箱（21）向上运动时，动力水箱（21）控制出水阀门打开;

所述引水渠（11）包括一条主引水渠和若干分支引水渠。

4.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述排水装置为一百叶装置；所述百叶装置与压力物体连接，压力物体向上运动到最高点时，百叶装置打开；压力物体向下运动到最低点时，百叶装置关闭。

5.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述动力增压系统至少设置3个。

6.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述进水孔通过一大口径钢管连接至引水渠（11）。

7.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述进气孔上设有防尘网。

8.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述发电系统包括换能系统、变速箱和发电机，压力能通过换能系统转变为机械能，机械能通过变速箱带动发电机发电。

9.根据权利要求8所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述换能系统为水轮机或者蒸汽机。

10.根据权利要求1所述的聚能型水力增压发电机组，其特征在于，所述压力缸（26）和缓冲增压装置之间设有只允许水或者气体从压力缸（26）进入缓冲增压装置的单向阀。