CN106050550A - 一种射流发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种射流发电系统，该系统包括射流装置和发电机，所述射流装置通过曲柄摇杆机构与发电机连接。所述射流装置包括活塞缸体结构、带高压电磁阀的高压流体连通管、带低压电磁阀的低压流体连通管和电磁阀位移开关。通过调节电磁阀的通闭，从而改变中心射流部分中活塞区处的压力，促使活塞连杆做循环往复运动连接发电机发电。利用不易利用的小流量高水头流体完成发电。

Description

一种射流发电系统
技术领域
本发明涉及水力发电领域，更具体地指一种射流发电系统。
技术背景
近年来，在我国电力需求的强力拉动下，我国水轮机及其辅机制造行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高，我国水轮机制造技术已达世界先进水平。国内外研发了能够适应各种不同的地理条件和水力因素的各式各样的水轮机。然而，这些水轮机大都只适用于水流量大、方便建设大型水力发电厂的地方。对于许多偏远山村用电，要么建设高压电线要么建设电厂，但山区地势陡峭山路崎岖，高压电线难以建设，且偏远山区居民稀少，建设高压电线投资巨大，造成了不必要的资源浪费；建设电厂一是投资巨大，二是偏远山区往往只有高势能小流量水源，而水轮机需要大流量推动叶片旋转进行发电，高势能小流量水体根本不适合建设这样的电站。因此，山区居民往往难以用上电。
发明内容
本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种射流发电系统。本射流发电系统利用射流装置，将水力势能转化为电能，具有简单小巧和节能减排等优点，为山区居民的生活提供方便。
为了实现上述目的，本发明所设计的射流发电系统，包括射流装置和发电机，所述射流装置通过曲柄摇杆机构与发电机连接，其特殊之处在于：所述射流装置包括活塞、活塞杆、缸体、工作流体管道、带高压电磁阀的高压流体连通管、带低压电磁阀的低压流体连通管，所述缸体上依次连通有喉管和扩散管，所述活塞将缸体分为A室和B室，所述活塞杆位于A室，其一端与活塞连接，另一端与曲柄摇杆机构连接，所述B室分别与喉管和工作流体管道连通，所述高压流体连通管一端与A室连通，另一端与扩散管连通，所述低压流体连通管一端与A室连通，另一端与喉管连通，所述活塞杆上沿轴向设置有第一位移开关和第二位移开关，所述第一位移开关用于控制高压电磁阀开启，第二位移开关用于控制低压电磁阀开启，当第一位移开关控制高压电磁阀开启时，同时控制低压电磁阀关闭，第二位移开关控制低压电磁阀开启时，同时控制高压电磁阀关闭。
进一步地，为了节省材料，减轻系统的重量，所述活塞杆设置有若干个，所述的活塞杆等间距布置在活塞同一圆周上，合围成中空结构，所述工作流体管道分别穿过中空结构和活塞，伸入B室。使活塞能够覆盖缸体过流断面、减少能量损失的同时，又能够使工作流体通过工作流体管道顺利地进入喉管，完成能量的传递过程。
更进一步地，所述活塞杆另一端合围成的中空结构逐渐减小呈锥形。以平衡所有对立方向的力的作用，使活塞杆将力作用在同一直线上，避免为每一个活塞杆都配置一个曲柄摇杆和发电机，减少设施布置量，简化装置。
优选地，所述活塞杆设置有4个。
进一步地，所述缸体包括圆柱腔和圆锥腔，活塞位于圆柱腔内。这样的设计减少了能量损失。
更进一步地，所述喉管与圆锥腔连通，且所述喉管管径与圆锥腔出口口径相同。这样保证了流道平滑过渡。
再进一步地，所述扩散管与喉管连通处管径相同，所述扩散管由连通处往外呈喇叭状。相同的口径有利于流道平滑过渡，喇叭状扩散管可以将流体的动能转化成压能，形成高压流体，从而通过高压流体连通管作用在活塞上，使活塞运动。
再进一步地，所述第一位移开关和第二位移开关均位于缸体外，方便安装和控制。
本发明的优点在于：通过与活塞关联的位移开关，调节电磁阀的通闭、从而改变中心射流部分中活塞区处的压力，促使活塞连杆做循环往复运动，发电机部分利用曲柄连杆机构将活塞连杆往复运动的机械能转化为电能输出，利用不易利用的小流量高水头流体完成发电。本发明主要针对具有高势能水源的山区，无需大规模动工建设电厂，只需简单的射流装置就能发电，收集势能转化为电能，提供给山区居民使用，改善居民生活。
附图说明
图1为本发明一种射流发电系统流程图。
图2为本发明一种射流发电系统结构示意图。
图中：射流装置1（其中：活塞1.1，活塞杆1.2，中空结构1.21，缸体1.3，圆柱腔1.31，圆锥腔1.32，缸体A室，缸体B室，工作流体管道1.4，高压电磁阀1.51，高压流体连通管1.5，低压电磁阀1.61，低压流体连通管1.6，喉管1.7，扩散管1.8，第一位移开关1.9，第二位移开关1.10），发电机2，曲柄摇杆机构3，箭头为工作流体的流向。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
图中所示的射流发电系统，包括射流装置1和发电机2，射流装置1通过曲柄摇杆机构3与发电机2连接，射流装置1包括活塞1.1、活塞杆1.2、缸体1.3、工作流体管道1.4、带高压电磁阀1.51的高压流体连通管1.5、带低压电磁阀1.61的低压流体连通管1.6，缸体1.3上依次连通有喉管1.7和扩散管1.8，活塞1.1将缸体1.3分为A室和B室，活塞杆1.2位于A室，其一端与活塞1.1连接，另一端与曲柄摇杆机构3连接，B室分别与喉管1.7和工作流体管道1.4连通，高压流体连通管1.5一端与A室连通，另一端与扩散管1.8连通，低压流体连通管1.6一端与A室连通，另一端与喉管1.7连通，活塞杆1.2上沿轴向设置有第一位移开关1.9和第二位移开关1.10，第一位移开关1.9和第二位移开关1.10均位于缸体1.3外，第一位移开关1.9用于控制高压电磁阀1.51开启，第二位移开关1.10用于控制低压电磁阀1.61开启，当第一位移开关1.9控制高压电磁阀1.51开启时，同时控制低压电磁阀1.61关闭，第二位移开关1.10控制低压电磁阀1.61开启时，同时控制高压电磁阀1.51关闭。
为了节省材料，减轻系统的质量，活塞杆1.2设置有若干个，等间距布置在活塞1.1同一圆周上，合围成中空结构1.21，工作流体管道1.4分别穿过中空结构1.21和活塞1.1，伸入B室。使活塞能够覆盖缸体过流断面、减少能量损失的同时，又能够使工作流体通过工作流体管道顺利地进入喉管，完成能量的传递过程。其中，活塞杆1.2有4个，且与曲柄摇杆机构3连接的一端合围成的中空结构1.21逐渐减小呈锥形。以平衡所有对立方向的力的作用，使活塞杆将力作用在同一直线上，避免为每一个活塞杆都配置一个曲柄摇杆和发电机，减少设施布置量，简化装置。为了减少能量损失，缸体1.3包括圆柱腔1.31和圆锥腔1.32，活塞1.1位于圆柱腔1.31内。喉管1.7与圆锥腔1.32连通，为了保证流道平滑过渡，喉管1.7管径与缸体圆锥腔1.32出口口径相同。扩散管1.8与喉管1.7连通处管径相同，所述扩散管1.8由连通处往外呈喇叭状。
本系统工作时，射流装置1中的工作流体管道1.4与水源相连，在重力的作用下水流从工作流体管道1.4进入射流装置1的B室，通过喉管1.7进入扩散管1.8。水流在喉管1.7段产生低压，在扩散管1.8段产生高压。此时电磁阀位移调节器中的高压电磁阀1.51处于打开的状态，低压电磁阀1.61处于关闭的状态。通过高压流体连通管1.5连接射流装置1的A室和扩散管1.8高压部分，使缸体A室内为高压状态，推动活塞1.1沿活塞杆1.2向喉管1.7方向移动。当运动到一定位移的时候，触动第二位移开关1.10，此时连接扩散管1.8的高压电磁阀1.51关闭，同时低压电磁阀1.61打开。通过低压流体连通管1.6连接射流装置1的缸体A室和喉管1.7低压部分，原缸体A室中的高压流体在压力的作用下流动到喉管1.7低压区，活塞1.1沿活塞杆1.2向喉管1.7低压区相反的方向运动。当活塞1.1运动到另一指定位移时，触动第一位移开关1.9，使高压电磁阀1.51打开，低压电磁阀1.61关闭。扩散管1.8的高压流体通过高压流体连通管1.5连接作用流到缸体A室中，推动活塞1.1再次沿活塞杆1.2向喉管1.7低压区运动，从而使活塞杆1.2形成往复直线运动，通过曲柄连杆机构3将活塞杆1.2和发电机2连接起来进行发电。最后的电能由蓄电池存储起来用于居民生活中。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种射流发电系统，包括射流装置（1）和发电机（2），所述射流装置（1）通过曲柄摇杆机构（3）与发电机（2）连接，其特征在于：
所述射流装置（1）包括活塞（1.1）、活塞杆（1.2）、缸体（1.3）、工作流体管道（1.4）、带高压电磁阀（1.51）的高压流体连通管（1.5）、带低压电磁阀（1.61）的低压流体连通管（1.6），所述缸体（1.3）上依次连通有喉管（1.7）和扩散管（1.8），所述活塞（1.1）将缸体（1.3）分为A室和B室，所述活塞杆（1.2）位于A室，其一端与活塞（1.1）连接，另一端与曲柄摇杆机构（3）连接，所述B室分别与喉管（1.7）和工作流体管道（1.4）连通，所述高压流体连通管（1.5）一端与A室连通，另一端与扩散管（1.8）连通，所述低压流体连通管（1.6）一端与A室连通，另一端与喉管（1.7）连通，所述活塞杆（1.2）上沿轴向设置有第一位移开关（1.9）和第二位移开关（1.10），所述第一位移开关（1.9）用于控制高压电磁阀（1.51）开启，所述第二位移开关（1.10）用于控制低压电磁阀（1.61）开启。
2.根据权利要求1所述的射流发电系统，其特征在于：所述活塞杆（1.2）设置有若干个，等间距布置在活塞（1.1）同一圆周上，合围成中空结构（1.21），所述工作流体管道（1.4）分别穿过中空结构（1.2）和活塞（1.1），伸入B室。
3.根据权利要求2所述的射流发电系统，其特征在于：所述活塞杆（1.2）另一端合围成的中空结构（1.21）逐渐减小呈锥形。
4.根据权利要求3所述的射流发电系统，其特征在于：所述活塞杆（1.2）设置有4个。
5.根据权利要求1所述的射流发电系统，其特征在于：所述缸体（1.3）包括圆柱腔（1.31）和圆锥腔（1.32），所述活塞（1.1）位于圆柱腔（1.31）内。
6.根据权利要求5所述的射流发电系统，其特征在于：所述喉管（1.7）与圆锥腔（1.32）连通，且所述喉管（1.7）管径与圆锥腔（1.32）出口口径相同。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的射流发电系统，其特征在于：所述扩散管（1.8）与喉管（1.7）连通处管径相同，所述扩散管（1.8）由连通处往外呈喇叭状。
8.根据权利要求7所述的射流发电系统，其特征在于：所述第一位移开关（1.9）和第二位移开关（1.10）均位于缸体（1.3）外。
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