CN102966483A

CN102966483A - 水力循环发电机

Info

Publication number: CN102966483A
Application number: CN2012105167350A
Authority: CN
Inventors: 朱国华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明公开了水力循环发电机，它包括水斗（15）、飞轮（10）、转轴（11）、绳索（16）、上水池（2）、下水池（25）、分水箱（6）和水泵（1），转轴设置有两组飞轮和传动轮，在飞轮上分别设置有绳索，绳索上设置有水斗，在飞轮一侧设置有分水箱，所述分水箱上设置有加水嘴，在加水嘴下部与飞轮相对应的位置上设置有接送台，在每组飞轮下方均设置有阻挡车,下水池内并列设置有压力舱,在压力舱内设置有活塞（27）,上水池与下水池之间设置有加水管（5），本发明水斗带动飞轮不断旋转，水斗上下循环运动带动发电机不断发电，它不仅结构紧凑，制造安装方便，凡是有水补充的地方都可进行发电，小型水资源利用率高，发电功率高，发电成本低。

Description

水力循环发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，尤其是一种水力循环发电机。

背景技术

近几年来，随着我国经济的快速飞跃发展，用电量是日益攀升，电力供不应求，特别是进入夏季，电力供应矛盾尤为突出，电力部门为了确保居民生活和重点项目及重要地区的用电，不得不采取高峰限电，拉闸停电的办法，来缓解供电紧张的状况，因而致使一些企业单位遭受到不同程度的经济损失，制约了国民经济的同步协调发展。为了解决用电紧张的问题，国家一来花费巨资投资建设大型发电厂，尤其是建设大型水力发电厂，二来是鼓励支持民间投资兴建中小型水力发电厂，并倡导全民节约用电，由于我国是一个能源相对较为缺乏的国家，特别是石油资源更为缺乏，当前其电力能源主要以煤炭为主，为了增加发电量，满足市场需求，大量中小型的火力发电厂不断在兴建、扩建、改建，使煤炭资源相当紧张，造成煤炭价格大幅上涨，并带来一些不利于国民经济发展的矛盾发生，煤炭发电受到限制。水力发电是当今电力发展的新方向，它不仅发电成本低，而且不污染环境，在我国南方水资源比较丰富地区中小型水力发电发展较快；风力发电是一种廉价环保的电力资源，在我国草原、戈壁沙膜平原地带以及海滩等风力比较充足和持续的地方得到了比较好的发展和应用。虽然水力和风力发电具有发电成本低、能持续发展与应用，环保等特点，但水力和风力发电的发展与应用还有一定的局限性，由于用于水力发电的水力资源不仅要具有一定的流量和水头，且还要具有能蓄存一定水容量的库体和建造落差不低于3米的坝体，而且库体水源补给要充足稳定的要求，才能使水轮机产生高速旋转而发电，因此水力发电受投资规模和水源的影响，导致我国很多丰富的小型水力资源得不到利用，小型水力资源发电在我国还未得到普及发展利用。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题,本发明提供了一种以水重量为动力并适当补充水来发电，可充分利用小型水资源的水力循环发电机。

本发明要解决的技术问题所采的技术方案是：所述水力循环发电机包括水斗、飞轮、转轴、传动轮、发电机、绳索、传动带、车架、导轨、上水池、下水池、分水箱、第一压力舱、第二压力舱、加水管和水泵，所述转轴活动设置在机架上，转轴上设置有两组飞轮，每组飞轮为两只，所述飞轮内设置有自锁装置，转轴上设置有传动轮，所述传动轮通过传动带与发电机相连，所述发电机设置在支撑架上，在飞轮上分别设置有绳索，每组飞轮之间的绳索上设置有两只水斗，所述水斗两端与每组飞轮上的两绳索相连，每组飞轮之间的水斗交错设置，在飞轮一侧设置有分水箱，所述分水箱上设置有加水嘴，所述分水箱与上水池相连，在上水池一侧设置有水泵，在加水嘴下部与飞轮相对应的位置上设置有接送台，所述接送台包括固定在机架上的液压缸和与液压缸连成一体的托杆，每组飞轮之间的两托杆相对倾斜设置，托杆上升时可支撑水斗，当托杆下降后，托杆之间可通过水斗，在每组飞轮下方均设置有阻挡车,所述阻挡车包括导轨、车架和滑轮,所述导轨内设置有滑动槽,所述滑轮设置在滑动槽内,所述滑轮与车架相连,所述车架具有与水斗下部相配的凹槽，在导轨一端设置有导板,在导轨另一端设置有缓冲座,所述导轨设置在底座上,在导板一侧设置有下水池,下水池内并列设置有第一压力舱和第二压力舱,所述压力舱均呈圆筒形,在压力舱内设置有活塞,两压力舱外端和压力舱之间与加水管下端相连通、加水管上端位于上水池上部，上水池位置不低于飞轮位置，在压力舱上设置有气管，在每只压力舱上设有两个进水口，在每个进水口上设置有液压升降盖，所述液压升降盖可将进水口封闭和打开，所述分水箱内设置有水位自动控制阀，所述分水箱容积与水斗容积相同，上水池和分水箱之间设置有自动阀门Ⅰ，分水箱与喷水嘴之间设置有自动阀门Ⅱ，在阻挡车上部的两绳索之间设置有限位杆。

本发明的工作过程是：先启动水泵对上水池加水，上水池中的自动阀门Ⅰ自动打开，水进入到分水箱内，当分水箱内水加满后，自动阀门Ⅰ关闭，停止向分水箱加水，当水斗随飞轮转到喷水嘴处的b位置时，自动阀门Ⅱ打开，此时，接送台中的气液压缸工作，托杆上升托去水斗，当分水箱内水全部进入到水斗内时，自动阀门Ⅱ关闭，接送台上的托杆退回，水斗在水重力作用下拉动绳索向下运动，绳索带动飞轮旋转，当水斗经过中间c位置后下降到d位置时，水斗支撑在阻挡车上，水斗向左旋转，将水倒入下水池内，倒完水后，水斗随阻挡车向右移动到e位置并开始上升，在第一组飞轮上的空水斗从e位置经f位置上升到g位置的同时,另一组飞轮上已加水的水斗正处在下降的c位置,从而可带动另一组飞轮不断旋转,当第二组飞轮上的已加水的水斗到达d位置时,第一组飞轮上的另一水斗已完成加水并向下运动,两组飞轮上的已加水的水斗如此交替上下循环可使飞轮不断旋转,飞轮带动转轴旋转,转轴带动传动轮旋转,传动轮带动发电机工作不断发电。水斗到达d位置时水斗内水全部倒入下水池内,水通过进水口进入压力舱内,液升降盖将压力舱封闭,当活塞移动(第一压力舱内活塞从左端向右移动、第二压力舱内的活塞同时从左向右移动）到压力舱右端时,第一压力舱内的水从中间位置的加水管进入上水池内，第二压力舱的水从右边位置的加水管进入上水池内，同时液压升降盖在压缩气体作用下使第一压力舱左边的进水口和第二压力舱左边的进水口同时打开,下水池内的水进入压力舱内,当活塞移动(第一压力舱内活塞从右向左移动、第二压力舱内的活塞同时从右向左移动）时，第一压力舱内的水从左边位置的加水管进入上水池内，第二压力舱的水从中间位置的加水管进入上水池内，同时第一压力舱右边的进水口和第二压力舱右边的进水口打开,下水池内的水进入压力舱内,压力舱内活塞往复式运动，可不断循环将下水池内的水加入到上水池内，当上水池内的水位低于设定的位置时，水泵自动启动，将外来水加入到上水池内，以确保上水池中的水达到设定水位之上。

本发明利用水池内的水和适当对水池补充水，就可使水斗带动飞轮不断旋转，从而带动发电机不断发电。本发明不仅结构紧凑，制造安装方便，凡是有水资源补充的地方都可进行发电，小型水资源利用率高，发电功率高，发电成本低。

附图说明

图1是本发明结构示意图，

图2是图1的A向结构示意图，

图3是图1的B-B剖视结构示意图。

在图中，1、水泵 2、上水池 3、自动阀门Ⅰ 4、自动阀门Ⅱ 5、加水管 6、分水箱 7、浮球阀 8、加水嘴 9、传动轮 10、飞轮 11、转轴 12、发电机 13、支撑架 14、传动带 15、水斗 16、绳索 17、缓冲座 18、底座 19、滑轮 20、车架 21、导板 22、液压缸 23、托杆 24、机架 25、下水池 26、第一压力舱 27、活塞 28、气管 29、液压升降盖 30、进水口 31、限位杆 32、导轨 33、第二压力舱。

具体实施方式

一、现对结构作进一步说明：在图1、图2和图3中，所述水力循环发电机包括横截面呈U形的水斗15、飞轮10、转轴11、传动轮9、发电机12、绳索16、传动带14、车架20、底座18、上水池2、下水池25、分水箱6、压力舱、加水管5和水泵1，水泵1接外来水管，所述转轴11活动设置在机架24上，转轴上设置有两组飞轮10，每组飞轮为两只，所述飞轮内设置有自锁装置（限制飞轮不反转），转轴上设置有传动轮9，所述传动轮位于两组飞轮之间的转轴上，所述传动轮通过传动带与发电机12相连，所述发电机设置在支撑架13上，在飞轮上分别设置有钢质的绳索16，每组飞轮之间的绳索上设置有两只水斗15，所述水斗两端与每组飞轮上的两绳索相连，每组飞轮之间的水斗交错设置，在飞轮一侧设置有分水箱6，所述分水箱上设置有加水嘴8，加水嘴与分水箱之间设有自动阀门Ⅱ4，分水箱内设置有水位自动控制阀，所述水位自动控制阀为浮球阀7，加水嘴上设置有排气管（图中未标出），所述分水箱与上水池2通过自动阀门Ⅰ3相连，在上水池一侧设置有水泵1，在加水嘴下部与飞轮相对应位置设置有接送台，所述接送台包括固定在机架上的液压缸22和与液压缸连成一体的托杆23，所述每组飞轮之间的两托杆相对倾斜设置，托杆上升时可支撑水斗，当托杆下降后，托杆之间可通过水斗，在每组飞轮下方均设置有阻挡车,所述阻挡车包括并列设置的两导轨32、车架20和滑轮19,所述导轨内设置有滑动槽,所述滑轮设置在滑动槽内,每只导轨内滑轮为两只，所述滑轮与车架相连,在导轨一端设置有导板21,在导轨另一端设置有缓冲座17,所述导轨设置在底座18上,在导板一侧设置有下水池,下水池25内并列设置有第一压力舱26和第二压力舱33,所述压力舱均呈圆筒形,在压力舱内均设置有活塞27,两压力舱外端和压力舱之间分别与加水管5下端相连通、加水管上端位于上水池上部，上水池位置不低于飞轮位置，在压力舱上设置有气管28，在每只压力舱上设有两个进水口30，在每个进水口上设置有液压升降盖29，所述液压升降盖可将进水口封闭和打开，所述分水箱容积与水斗容积相同，在阻挡车上部的两绳索之间设置有限位杆31。

二、发电机发电量计算：

（1）、相关参数

1、水斗载水量20吨（20000Kg），水斗下降高度50米，下降50米用时30秒，

2、加水管高度65米，加水管内直径0.3米，每米加水管水重为300 Kg，

3、压力舱活塞推进距离3米，推进时间60秒，

4、飞轮和传动轮直径均为4米。

（2）、能量计算；

1、水斗产生的能量为：W1＝20000Kg×50米×10＝10000000（焦耳）＝10000（千焦），

2、两只压力舱消耗的能量为：W2＝2×3米×「65米×300 Kg」×10＝2340000（焦耳）＝1170（千焦），

3、机构运转磨擦消耗的能量为：W3＝W1×5%＝10000×5%＝500（千焦），

4、实际用来发电的能量为；W＝W1－W2－W3＝10000-1170-500＝8330（千焦）。

（3）发电功率为：P＝W÷T＝8330÷30≈278（KW）

本发明供电量为：278（KW）×1（小时）＝278度。

（4）、外来水补充量，可通过实际消耗损失的水量来设定上水池内的最低水位线，当上水池内的水低于最低水位线时，水泵自动启动向上水池加水，加满后水泵自动停止工作。外来水可以是河水、溪水、湖水、泉水等。

Claims

1. 水力循环发电机，它包括水斗（15）、飞轮（10）、转轴（11）、传动轮（9）、发电机（12）、绳索（16）、传动带（14）、车架（20）、导轨（32）、上水池（2）、下水池（25）、分水箱（6）、第一压力舱（26）、第二压力舱（33）、加水管（5）和水泵（1），其特征是：所述转轴活动设置在机架（24）上，转轴上设置有两组飞轮，每组飞轮为两只，所述飞轮内设置有自锁装置，转轴上设置有传动轮，所述传动轮通过传动带与发电机相连，所述发电机设置在支撑架（13）上，在飞轮上分别设置有绳索，每组飞轮之间的绳索上设置有两只水斗，所述水斗两端与每组飞轮上的两绳索相连，每组飞轮之间的水斗交错设置，在飞轮一侧设置有分水箱，所述分水箱上设置有加水嘴（8），所述分水箱与上水池相连，在上水池一侧设置有水泵，在加水嘴下部与飞轮相对应的位置上设置有接送台，所述接送台包括固定在机架上的液压缸（22）和与液压缸连成一体的托杆（23），每组飞轮之间的两托杆相对倾斜设置，托杆上升时可支撑水斗，当托杆下降后，托杆之间可通过水斗，在每组飞轮下方均设置有阻挡车,所述阻挡车包括导轨（32）、车架（20）和滑轮（19）,所述导轨内设置有滑动槽,所述滑轮设置在滑动槽内,所述滑轮与车架相连,所述车架具有与水斗下部相配的凹槽，在导轨一端设置有导板（21）,在导轨另一端设置有缓冲座（17）,所述导轨设置在底座（18）上,在导板一侧设置有下水池,下水池内并列设置有第一压力舱和第二压力舱,所述压力舱均呈圆筒形,在压力舱内设置有活塞（27）,两压力舱外端和压力舱之间与加水管下端相连通、加水管上端位于上水池上部，上水池位置不低于飞轮位置，在压力舱上设置有气管（28），在每只压力舱上部设有进水口（30），在每个进水口上设置有液压升降盖（29），所述液压升降盖可将进水口封闭和打开，所述分水箱内设置有水位自动控制阀，所述分水箱容积与水斗容积相同，所述上水池和分水箱之间设置有自动阀门Ⅰ（3），所述分水箱与喷水嘴之间设置有自动阀门Ⅱ（4），在阻挡车上部的两绳索之间设置有限位杆（31）。