CN103939265A - 一种叶轮式多级发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶轮式多级发电系统，包括高位水池、位于高位水池下方的多组发电装置，所述高位水池的出水口与排水管的进水口连通，所述多组发电装置串联连通在所述排水管上，排水管的出水口与外部连通；所述发电装置包括水轮机和与水轮机连接的发电机；所述水轮机包括外壳、通过转轴与外壳中部连接的叶轮、将所述叶轮封闭于所述外壳内的附盖，所述叶轮上叶片的外边缘及叶轮的两侧面与所述外壳和附盖的内壁形成间隙配合；所述外壳下部的一侧设有用于与排水管连通的进水口，另一侧设有对应的出水口。本发明公开的叶轮式多级发电系统旨在提供一种结构简单可靠、能量转化率高、具有良好的环境适应性和经济性的多级发电系统。

Description

一种叶轮式多级发电系统
[技术领域]
本发明涉及节能发电技术领域，具体涉及一种叶轮式多级发电系统。 
[背景技术]
我国目前的发电主要依赖火力和水力发电，火力发电需要大量燃煤，发电成本高，同时造成严重的环境污染；水力发电对环境要求高，同时为获得较大的落差通常要修建大坝，投资巨大，同时破坏生态，此外，现有技术中的水力发电系统对水的势能多为单次利用，造成利用率低。 
[发明内容]
针对上述缺陷，本发明公开了一种叶轮式多级发电系统，旨在提供一种结构简单可靠、能量转化率高、具有良好的环境适应性和经济性的多级发电系统。 
本发明的技术方案如下： 
一种叶轮式多级发电系统，包括高位水池、位于高位水池下方的多组发电装置，所述高位水池的出水口与排水管的进水口连通，所述多组发电装置串联连通在所述排水管上，排水管的出水口与外部连通；所述发电装置包括水轮机和与水轮机连接的发电机；所述水轮机包括外壳、通过转轴与外壳中部连接的叶轮、将所述叶轮封闭于所述外壳内的附盖，所述叶轮上叶片的外边缘及叶轮的两侧面与所述外壳和附盖的内壁形成间隙配合；所述外壳下部的一侧设有用于与排水管连通的进水口，另一侧设有对应的出水口。 
本发明公开的叶轮式多级发电系统中，多组发电装置位于高位水池的下部，形成落差，高位水池内的水由排水管的进水口进入，作用于水轮机的叶轮叶片，因叶片的外边缘与外壳内壁形成间隙配合，即叶片与外壳的内壁视为密封，从而保证叶片承受最大的压力，水在压力差的作用下推动叶轮旋转，然后水流入下一组发电装置的水轮机，同理作用于其叶轮叶片，推动其叶轮旋转，叶轮通过传动装置带动发电机发电，依此类推，实现多组发电装置连续工作；本发明的叶轮式多级发电系统结构简单、可靠，本使用新型的叶轮式多级发电系统主要依靠水的压力能发电，只要水的落差够大，压力够大，实际运行中不需要太多水。具体实施中高位水池可因地制宜，利用自然环境中已有的具有落差的水池，具有良好的环境适应性，同时进一步简化了结构；同时通过多级发电提高了水的势能的利用率。 
[附图说明]
图1为本发明一实施例的结构示意图； 
图2为图1中水轮机的结构示意图； 
图3为图1中发电装置的结构示意图； 
图4为图3中附盖的结构示意图。 
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细阐述。 
如图1至图4所示，本发明的叶轮式多级发电系统包括高位水池1、位于高位水池1下方的多组发电装置，所述高位水池1的出水口与排水管2的进水口连通，所述多组发电装置串联连通在所述排水管2上，排水管的出水口6与外部连通；所述发电装置包括水轮机和与水轮机连接的发电机3；所述水轮机包括外壳5、通过转轴与外壳中部连接的叶轮17、将所述叶轮17封闭于所述外壳5内的附盖18，所述叶轮17上叶片4的外边缘及叶轮17的两侧面与所述外壳5和附盖18的内壁形成间隙配合；所述外壳5下部的一侧设有用于与排水管2连通的进水口，另一侧设有对应的出水口；本发明中的叶轮式多级发电系统主要依靠水的压力能发电，只要水的落差够大，压力够大，实际运行中不需要太多水。在具体实施中，所述高位水池1可因地制宜，利用自然环境中已有的具有落差的水池，无需另外建造，使本发明的叶轮式多级发电系统结构更加简单，建造成本低，同时具有良好的环境适应性；此外，在具体实施中，所述多组发电装置可以在水平方向排列安装，也可以在竖直方向安装，或与竖直方向成预定的夹角安装，以适应不同的环境，同时减少多组发电装置的占地面积； 
本发明公开的叶轮式多级发电系统中，多组发电装置位于高位水池1的下部，形成落差，高位水池1内的水由排水管2的进水口进入，作用于水轮机的叶轮叶片4，因叶片4的外边缘及叶轮17的两侧面与外壳5和附盖18的内壁形成间隙配合，即叶片4与外壳5的内壁视为密封，水在压力差的作用下推动叶轮旋转，然后水流入下一组发电装置的水轮机，同理作用于其叶轮叶片，推动其叶轮旋转，叶轮通过传动装置带动发电机3发电，依此类推，实现多组发电装置连续工作；本发明的叶轮式多级发电系统结构简单、可靠，具有良好的环境适应性，最大的优点是减少用水量，同时通过多级发电提高了水的势能的利用率。 
优选的，本发明的叶轮式多级发电系统还包括吊环21，所述外壳5的上部设有用于排气和固定所述吊环21的第一螺纹孔22，所述吊环21和第一螺纹孔22之间设有密封胶垫；通过在外壳5上部固定吊环21，便于吊装；在本发明的叶轮式多级发电系统初次使用时，外壳 5内充满空气，此时取下吊环21，向外壳5内缓慢注水，外壳5内部的空气通过所述第一螺纹孔22逸出，外壳5内部充满水后将吊环21固定在第一螺纹孔22内，将第一螺纹孔22封闭，同时通过所述密封胶垫密封，将叶轮式多级发电系统初始化； 
优选的，所述外壳5下部一侧的进水口包括一端与外壳5连接的连接管9，连接管9的另一端设有用于与排水管2固定连接的法兰23，外壳5下部另一侧的出水口的结构与所述进水口结构相同，即所述外壳5下部另一侧的出水口包括一端与外壳5连接的连接管9，连接管9的另一端设有用于与排水管2固定连接的法兰23，在具体实施中，相邻的外壳5之间可通过所述法兰23直接固定连接，最后一级发电装置的外壳的出水口的法兰23与排水管2的出水口固定连接； 
进一步的，所述连接管9和法兰23与所述外壳5一体成型，可以简化制造工艺，同时有利于保证密封性； 
进一步的，所述连接管9内壁的下边缘高于所述外壳5内壁的下边缘，从而保证水与叶片4充分接触，提高叶轮式多级发电系统工作的可靠性； 
优选的，本发明的叶轮式多级发电系统还包括一端与所述叶轮17同轴固定的中轴7，所述中轴7的另一端通过传动机构19与发电机3的输入轴连接，通过所述中轴7和传动机构19将叶轮17的动力传送至发电机3，例如，在具体实施中，所述传动机构19为一齿轮组，齿轮组的主动齿轮固定于所述中轴7的输出端，齿轮组的从动齿轮固定于所述发电机3的输入轴上； 
进一步的，所述叶轮式多级发电系统还包括对所述中轴7的中部起支承作用的支架11；所述中轴7通过固定于外壳5内的第一轴承13与外壳5固定连接，通过第二轴承14与附盖18固定连接，通过第三轴承12与所述支架11固定连接； 
进一步的，所述中轴7与附盖18之间通过填料密封装置15密封，填料密封装置15的后部设有挡水板16，通过填料密封装置15减少或防止因第二轴承14的间隙产生漏水，同时通过挡水板16防止漏水进入发电机； 
优选的，本发明的叶轮式多级发电系统还包括底座平台10，所述外壳5的下部和所述支架11的下部与所述底座平台10固定连接，便于叶轮式多级发电系统的整体固定和连接； 
优选的，所述附盖18和所述外壳5的对应位置设有多个第二螺纹孔8，附盖18和外壳5通过螺栓固定连接；附盖18和外壳5的连接处设有密封胶垫。所述附盖18和外壳5的外部 设有加强筋20，因外壳5内压力巨大，通过加强筋20提升附盖18和外壳5的强度，防止附盖18和外壳5因压力过大而压溃。 
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种叶轮式多级发电系统，其特征在于：包括高位水池、位于高位水池下方的多组发电装置，所述高位水池的出水口与排水管的进水口连通，所述多组发电装置串联连通在所述排水管上，排水管的出水口与外部连通，所述发电装置包括水轮机和与水轮机连接的发电机；所述水轮机包括外壳、通过转轴与外壳中部连接的叶轮、将所述叶轮封闭于所述外壳内的附盖，所述叶轮上叶片的外边缘及叶轮的两侧面与所述外壳和附盖的内壁形成间隙配合；所述外壳下部的一侧设有用于与排水管连通的进水口，另一侧设有对应的出水口。
2.如权利要求1所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：还包括吊环，所述外壳的上部设有用于排气和固定所述吊环的第一螺纹孔，所述吊环和第一螺纹孔之间设有密封胶垫。
3.如权利要求1所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：所述外壳下部一侧的进水口包括一端与外壳连接的连接管，连接管的另一端设有用于与排水管固定连接的法兰，外壳下部另一侧的出水口的结构与所述进水口结构相同。
4.如权利要求3所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：所述连接管和法兰与所述外壳一体成型。
5.如权利要求3所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：所述连接管内壁的下边缘高于所述外壳内壁的下边缘。
6.如权利要求1所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：还包括一端与所述叶轮同轴固定的中轴，所述中轴的另一端通过传动机构与发电机的输入轴连接。
7.如权利要求6所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：还包括对所述中轴的中部起支承作用的支架；所述中轴通过固定于外壳内的第一轴承与外壳固定连接，通过第二轴承与附盖固定连接，通过第三轴承与所述支架固定连接。
8.如权利要求7所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：所述中轴与附盖之间通过填料密封装置密封，填料密封装置的后部设有挡水板。
9.如权利要求6所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：还包括底座平台，所述外壳的下部和所述支架的下部与所述底座平台固定连接。
10.如权利要求1所述的叶轮式多级发电系统，其特征在于：所述附盖和所述外壳的对应位置设有多个第二螺纹孔，附盖和外壳通过螺栓固定连接，外壳和附盖的连接处设有密封胶垫；所述附盖和外壳的外部设有加强筋。
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