CN102322381A

CN102322381A - 一种冲击式发电装置

Info

Publication number: CN102322381A
Application number: CN201010517862A
Authority: CN
Inventors: 余前进
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明涉及发电技术，是一种冲击式发电装置，它具有机架及储液筒，储液筒底层锥体中间小孔喷嘴和喷嘴调节阀与冲击机中的法兰盘连接，所述的冲击机中的飞轮带轮利用传动带连接有发电机；在机架的底部设有水箱，水箱的一侧连接有水泵、单向阀及输水管，输水管的另一端与储液筒顶口连通；特别是：所述的冲击机中的机壳布置在水箱上面并与水箱连通，所述的机壳中的密封腔下口与水箱底面设有一定的间距，在机壳的上方布置有法兰盘及真空泵；机壳的两侧利用密封轴承布置有上轴及下轴，所述的上轴的一端连接有飞轮及带轮；在两根轴的一端设有四个链轮及安装有两条传动链，在两条传动链上布置有若干个瓢型斗；在两根轴的另一端设有两个叶轮，在链轮与叶轮之间还设有导流装置；本发明中的冲击机集中四种力驱动发电机，解块了用一倍电力发出二倍电力来。

Description

一种冲击式发电装置

(一).技术领域:本发明涉及发电技术,是一种冲击式发电装置。

本发明利用物体施力时有作用力和反作用力，我就用方法既把作用正力取出，又把反作用力取出结合一起成为2倍作用力为我所用，这就是物体施力时作用力与反作用力成双出现的自然规律定理。本机安有二级叶片，过后又冲击二级叶片，把剩余力0.38倍取出，抵消损耗和磨擦力，所以本新型冲击机能多发1倍电力。后面论证及试验本原理。

本发明属一个节约电力的冲击机系统，拿冲击机带发电机而言，它用去少量一倍的电力，发出高于它二倍的电力。无污染，属绿色能源。它适合民间用电和中小型工业用电。比太阳能发电转换率高，阴天夜晚都能连续发电。比风力发电转换率更高，能自己控制发电权，不随风摆布。

另者它可用在工厂直接带动机床、风机、水泵、粮食加工及专业机械的动力源，可以节约电力一倍。

(二).背景技术:

1、随着我国经济的飞速发展，电力已越来越紧缺，但发电的煤（包括原子能）资源，一天比一天减少，从长久时间考虑，火力发电企业必需要找出路。

2、电力能代替煤气、石油、改变冷热环境，进入家庭炊食取暖降温多用，用汽油汽车改用电力，今后发展更多领域使用电量成倍增加。

3、火力发电煤烟雾排放，汽车尾气排放及其它排放，污染了大气层，直接影响冰山溶化，环境温度升高，气候异常，使得人类生存的环境发生改变。为了发电不排放烟气污染大气，我发明了在城市、平原、丘陵等地用家庭废水（洗菜、洗澡、洗衣、洗脚）天下水、打井水、池塘水、自来水等混合水5吨左右作循环介质发电，以获得2倍无碳电力。

在山区除以上水源以外还可以用山溪小流水、水头低，落差小的水流使机发电。

(三).发明内容: 本发明的目的就是要解决火力发电所存的的资源消耗及环境污染的问题，提供一种冲击式发电装置。

本发明的具体方案是: 一种冲击式发电装置，它具有机架，在机架的上方布置有储液筒，所述的储液筒底层锥体中间小孔喷嘴及喷嘴调节阀与冲击机中的法兰盘连接，所述的冲击机中的飞轮带轮利用传动带连接有发电机；在机架的底部设有水箱, 水箱的一侧连接有水泵，水泵的出水口连接有节流阀及输水管，输水管的另一端与储液筒的顶口连通；其特征是：所述的冲击机具有机壳，所述的机壳布置在水箱上面，机壳的下端设有密封腔，所述的密封腔的下口与水箱底面设有一定间距；在机壳的上方布置有法兰盘及真空泵；在机壳两个侧面垂直的方向利用密封轴承平行布置有上轴及下轴，所述的上轴的一端连接有飞轮及带轮；在两根轴偏向法兰盘中心线的一侧设有四个链轮，四个链轮上安装有两条传动链，在两条传动链上布置有若干个瓢型斗；在两根轴的另一端设有弧形叶轮Ⅰ及弧形叶轮Ⅱ，在链轮与叶轮之间还设有导流装置，所述的导流装置中的挡流板用螺栓与机壳连接，在挡流板的上方布置有长隔板及上定流板，在挡流板的中部布置有短隔板及下定流板。

本发明所述的储液筒为圆柱、圆锥壳体结构，在大圆柱壳体的上方设有溢流管；在大圆柱壳体的下端连接有圆锥壳体，在圆锥壳体的下端连接有小圆柱壳体，在小圆柱壳体的中部设有安全管，安全管的下口连接有安全阀；在小圆柱壳体的下端连接有喷嘴，所述的喷嘴连接有喷嘴调节阀。

本发明的工作原理是（详见图1）：

1、本发明冲击机储液筒

①储液筒10竖直站立7.1米高（越高底层压力越大），圆筒上面直径φ1米，下面连着锥体筒，再下连着直径φ0.6米直筒，直筒下连着细长尖锥体喷嘴,其孔5cm²由喷嘴调节阀调节喷嘴大小直径，喷嘴连着冲击机机壳4中的法兰30。

　　②在未工作之前，喷嘴调节阀关闭。把废液水灌满储液筒，液重4吨多0.009m³的水悬挂在高大储液筒内，堆积成山，一层压一层上层重量压下层重量。底层周围壁是斜锥体，底中间小喷孔，承受集中最大堆积力，挤压力和大压强，筒内该水称为提前水。

③工作前开启真空泵2，工作时，首先把喷嘴调节阀打开。喷嘴孔立即冲出水柱，把该水柱调节到每秒钟0.009m³/s流量。同时把储液筒上面顶层每秒钟灌进0.009m³/s同样多的水，电泵不断泵水，使进出水相等。上进下出接着来。可以达到上下平衡循环，连续不断工作，这水称为退后水。

电泵抽进储液筒上面0.009m³/s，需要0.814kw电力。根据能量定理，下面喷嘴喷出来的能量加上磨擦力和其它的损耗0.14应和0.814相等。如：0.814kw=0.86×0.814+0.814×0.14，0.814=0.70004+0.11396这个推算是符合能量定理。

④退后水工作时，每秒钟射出、放进相等，下面喷嘴喷射出，上面又接着填上，就这样使4吨提前水数值不变，长期压在喷嘴区的喷嘴上，这样必然造成喷嘴孔区，特大的堆积力、挤压力、高压强，始终不消，长久不退，工作十万个小时也不退（少量蒸发补充），花掉8分钟，把提前水灌进筒内，获得这几种力是值得的。

⑤筒内的退后水能量和提前水几种力的能量，在底部尖喷嘴处结合一起，从喷嘴孔发射出0.009m³/s高速水柱。测试如下：

A、没有经过这4吨水堆积挤压的水（0.009m³/s）由抽水泵抽到7.1米高处自由落下在6米处测量，每秒种速度12.86m/s.

B、经过这4吨水堆积、挤压的同样多的0.009m³/s的水，每秒钟的速度18.83m/s，每秒钟多5.97m/s占比例0.464，抵消前面退后水磨擦力及其它损耗0.14（前面③提出）还多0.324倍，我冲击机每秒钟速度只要16.5m/s就够了，本筒每秒能发出18.83m/s更够用。把喷嘴口上的法兰与冲击机机壳30法兰用螺栓连接，喷嘴喷射出来的冲击水柱冲向冲击机内瓢型斗头部，冲击机能把线速度变成旋转运动。又能把喷嘴喷射进1倍动能，增加成2倍的动能。（后面计算和试验证明这个事实）。

2、本新型冲击机有大有小，用在多方面，它从1KW至100KW。还能增大就用最小的试验机举例（附图1，4号），我将喷嘴（附图1，13号）喷射出水柱直线而下，使二链轮和链条上瓢型斗，成为直线运动轨迹，加长直线行程，水柱就连续冲击瓢型斗的头部，截获头部一次朝下冲击力（水柱朝下为正）。由于瓢型斗出水尾是朝上的弧形，水柱顺着弧形转弯朝上射出（水柱朝上为负），轮轴又获得相等反向冲击力往下为正，所以轮轴总共获得正反1.95～2倍的冲击力。接着水柱顺着朝下凹形隔板作导向，把水射向下面轴轮叶片，使叶片轮轴很自然吸收剩余冲击力，又得到二级叶片轮0.38倍冲击力，再又得到真空助力，所以多翻一倍力很实在、正常。下面用计算来证实。

经过实测试验机流量Q=0.009kg/s

经过实测试验机喷射孔面积A=0.000478㎡

瓢型斗射出角18°，cos18°=0.95106

a)求出喷嘴的喷射速度U 和转子速度u。根据水力学

U=0.009/0.000478=18.83m/s，又根据机械工程手册75篇水轮机（75-16面知）u/U=0.465—0.485，我取0.485比值，u=18.83×0.485=9.133M/s。

b)求瓢型斗冲击力F，根据公式：F= YQ/g×｛（U－u）－[（－U－u）×COSα]｝

代入数值 F=1000X0.009/9.8 {（18.83－9.133）－[（－18.83－9.133）×0.951]}

=0.92×{9.7[－9.7]×0.951}

=0.92×{9.7-[-9.22]}=0.92×{9.7+9.22}=0.92×18.9=17.4kg，上面演算可以看出减负等于加正，如果瓢型斗出水角小于18⁰，冲击力F增加更大。

瓢型斗头部冲击力0.92×9.7=8.92kg朝下为正，尾部冲出力0.92×9.22=8.482kg朝上，但产生相等反作用力朝下（反冲力）也为正，所以数学上出现减负等于加正。这完全证明两力都被斗和链条轮冲击机吸收。头部8.924kg为原动力倍数1倍，尾部8.48kg是增加的力，两者比8.482/8.924=0.95倍是增加的倍数，它们总倍数=1倍+0.95倍+0.38倍=2.33倍力（0.38倍力是二级叶轮增力），除掉磨察力和其它的损耗外：2.33×（1-0.14）=2,还剩下2倍力。再抵消原动力倍数1倍还剩下1倍，这完全可以证明本冲击机是增能1倍。

c)求试验冲击机能发多少电功率N，除掉电动机用去的功率还剩多少功率？

根据水轮机设计手册，71页讲水轮机效率η=0.86-0.87我取0.8。 72页讲水轮机功率公式：

①N=9.8·Q·Hn 我试验冲击机Q=0.009跟上面一样流量，U=18.83m/s

H=（Z₁+a₁－Z₂₁）+Yg₁/y+U^z ₁/zg,我机表压在喷咀处未设基础所以没有（Z₁+a₁－Z₂₁）这三项，只有yg/γ+v²/2g……①，将数值代入①式得：H=0.6/10＋18.83²/19.6=6+18=24m

N=9.8×Q×24×0.8=9.8×0.009×24×0.8=0.0882×24×0.8=2.12kw×

0.8=1.696kw

乘0.8已扣除损失和摩擦力。还可以获1.696kw电力。

②计算水泵的配用电动机功率：取泵效率70%，将流量Q=0.009M³/_S,提升7.1M/s需要配用电机功率多少？

计算公式：N=9.8×Q×h×1.3 Q=0.009m³/s, h=7.1

代入公式得N=9.8×0.009×7.1×1.3=0.814kw

③扣掉水泵电机用去的功率还剩多少功率：

N₂=1.696kw-0.814kw=0.882kw——剩下电力。把1.696kw/0.814=2.08倍，这经过计算论证发出的电力是用去电力2.08倍。抵消用去0.814kw电力，还剩下0.882kw，如果发电量大，赢获量更大，要超过2.08倍。

该喷嘴口处稍上点地方，堆积力始终不消，进水层水往下层压，喷嘴层水射出了，上层又接着来了，不断射出不断接着来，所以堆积力和挤压力始终在中间狭窄处不消。本冲击机的速度水头18m/s—16.5m/s，水速18.83m/s。

上面演示结果是科学的，本冲击机瓢型斗吸收双倍冲击力1.95倍，2级叶片又吸收0.38倍，除掉摩擦损耗、水流损耗，还剩2.08倍，再除掉水泵电机消耗1倍电力，还剩下1.08倍电力，这是赢获的果实。

(四).附图说明:

图1：本发明布置示意图；

图2：冲击机结构示意图；

图3：图2A—A剖面图；

图4：图2俯视图；

图5：储液筒结构示意图；

图中：1—密封腔，2—真空泵，3—储液筒法兰,4—冲击机,5—安全管，6—机架，7—安全阀，8—水箱，9—水泵，10—储液筒，11—节流阀，12—喷嘴调节阀，13—喷嘴，14—输水管，15—溢流管，16—链条，17—瓢型斗，18—上轴，19—下轴，20—端盖，21—下定流板，22—弧形叶轮Ⅰ，23—机壳，24—飞轮带轮，25—弧形叶轮Ⅱ，26—短隔板，27—挡流板，28—上定流板，29—长隔板，30—机壳法兰，31—螺栓，32—发电机，33—传动带，34—密封轴承，35—链轮，36—大圆柱壳体，37—小圆柱壳体，38--圆锥壳体。

(五).具体实施方式:

实施例（详见图1）：一种冲击式发电装置，它具有机架6，在机架6的上方布置有储液筒10，所述的储液筒10为圆柱、圆锥壳体结构，在大圆柱壳体36的上方设有溢流管15；在大圆柱壳体36的下端连接有圆锥壳体38，在圆锥壳体38的下端连接有小圆柱壳体37，在小圆柱壳体37的中部设有安全管5，安全管5的下口连接有安全阀7；在小圆柱壳体37的下端连接有喷嘴13，所述的喷嘴连接有喷嘴调节阀12（详见图5）；所述的储液筒10底层锥体中间小孔喷嘴及喷嘴调节阀12与冲击机4中的法兰盘30连接，所述的冲击机4中的飞轮带轮24利用传动带33连接有发电机32（详见图4）；在机架6的底部设有水箱8, 水箱8的一侧连接有水泵9，水泵9的出水口连接有节流阀11及输水管14，输水管14的另一端与储液筒10的顶口连通；特别是：所述的冲击机4具有机壳23，所述的机壳23布置在水箱8上面，所述机壳23的下端设有密封腔1，所述的密封腔1的下口与水箱8底面设有一定间隙；在机壳23的上方布置有法兰盘30及真空泵2；在机壳23两个侧面垂直的方向利用密封轴承34平行布置有上轴18及下轴19，所述的上轴18的一端连接有飞轮及带轮24；在两根轴偏向法兰盘30中心线的一侧设有四个链轮35，四个链轮35上安装有两条传动链16，在两条传动链16上布置有若干个瓢型斗17，所述的瓢型斗17为腰子形斗，瓢型斗17与传动链16的运行方向呈35⁰—45⁰倾角布置；在两根轴的另一端设有弧形叶轮Ⅰ22及弧形叶轮Ⅱ25，在链轮与叶轮之间还设有导流装置，所述的导流装置中的挡流板27用螺栓31与机壳23连接，在挡流板27的上方布置有长隔板29及上定流板28，在挡流板27的中部布置

有短隔板26及下定流板21（详见图2、图3）。

Claims

1.一种冲击式发电装置，它具有机架，在机架的上方布置有储液筒，所述的储液筒底层锥体中间小孔喷嘴及喷嘴调节阀与冲击机中的法兰盘连接，所述的冲击机中的飞轮带轮利用传动带连接有发电机；在机架的底部设有水箱, 水箱的一侧连接有水泵，水泵的出水口连接有节流阀及输水管，输水管的另一端与储液筒的顶口连通；其特征是：所述的冲击机具有机壳，所述的机壳布置在水箱上面，机壳的下端设有密封腔，所述的密封腔的下口与水箱底面设有一定间距；在机壳的上方布置有法兰盘及真空泵；在机壳两个侧面垂直的方向利用密封轴承平行布置有上轴及下轴，所述的上轴的一端连接有飞轮及带轮；在两根轴偏向法兰盘中心线的一侧设有四个链轮，四个链轮上安装有两条传动链，在两条传动链上布置有若干个瓢型斗；在两根轴的另一端设有弧形叶轮Ⅰ及弧形叶轮Ⅱ，在链轮与叶轮之间还设有导流装置，所述的导流装置中的挡流板用螺栓与机壳连接，在挡流板的上方布置有长隔板及上定流板，在挡流板的中部布置有短隔板及下定流板。

2.根据权利要求1所述的一种冲击式发电装置，其特征是：所述的储液筒为圆柱、圆锥壳体结构，在大圆柱壳体的上方设有溢流管；在大圆柱壳体的下端连接有圆锥壳体，在圆锥壳体的下端连接有小圆柱壳体，在小圆柱壳体的中部设有安全管，安全管的下口连接有安全阀；在小圆柱壳体的下端连接有喷嘴，所述的喷嘴连接有喷嘴调节阀。