CN1063255C - 水循环发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种于落差在100-300mm条件下主要依靠水流重力发电的水循环发电装置。它包括有蓄水槽、输水电泵及发电组机，其发电组机是由独创的主要依靠水流重力旋动的水流旋动机与行星齿轮增速机及串接的同步发电机构。本发明以1台输水电泵配置循环水蓄水槽及3-6台发电组机构成。其优点是可以用净水或含300目以下固形物之污水循环发电。其设备结构简单，系创新技术与已有技术之组合发明。

Description

水循环发电装置

本发明涉及一种发电装置，特别是主要依靠水流落入水流旋动机内的水量之重力驱动轮轴带动发电机发电的水循环发电装置。

现有的水轮发电机，均是利用高位水下落的冲击力即依靠大落差水流产生的水力带旋发电机实施发电的。因此，水轮发电机的使用条件苛刻，需要川流不息的大落差水流，其装置复杂、输电线路长、投资大、安装工期长、不适于小型企业自建。

本发明针对上述现有水力发电装置之缺陷，提供一种结构简单、安装方便、可在100-300mm水流落差条件下主要依靠循环使用的水流之重力来实施供电的水循环发电装置。

本发明的任务是通过下述技术方案来完成的：这种水循环发电装置，包括有蓄水槽，输水电泵及发电组机，其特征在于：输水电泵是由电动机与水泵组接而成，发电组机由水流旋动机、行星齿轮增速机、同步发电机三机串接构成，每台输水电泵同3-6台发电组机匹配，且高置水流旋动机的出水口与下置之水流旋动机的入水口连通的垂直距离在100-300mm；所说的水流旋动机包括有机壳、机架、叶轮、轮轴、轴承构成，其机壳为侧置装接于机架上的圆柱状壳体，在两侧圆形壳壁上均同心设有轴孔，在柱状的弧形壳壁上部设有依切线方向伸出的入水口、下部开设的出水口大于入水口管径，叶轮系由轮鼓及放射状等距环接于其筒状轮面上的轮页构成，相邻之两轮页以侧拉条板相接，轮页的宽度与轮鼓的轴向长度相等且与两侧圆形壳壁留有间隙。

所说的水流旋动机，轮页为凹弧状，其凹弧两端间的直线距离的长度在500-1340mm并同轮鼓的半径之长度比为1∶1-2。

所说的水流旋动机，其柱状壳壁的宽度为1000-2000mm。

在蓄水槽的给水口前设有锥体式离心分离机。

本发明的优点：其设备结构简单、设计合理，作为一种组合发明，将已有技术与独创发明有机结合，可利用自身产生的部分电量供水而驱动发电组机发出更多的电能而提供应用。在附加锥体式离心分离机之条件下，可使用含300目以下固形物的污水，从而拓宽了应用范围，尤其适合小型用电企业应用。

本发明的附图说明：

附图1是本发明中的水流旋动机主视之局部剖示示意图；

附图2是本发明中的水流旋动机侧视之局部剖示示意图；

附图3是本发明之组配流程示意图；

图中：

下机壳1、上机壳2、轴孔3、入水口4、轮鼓5、轮叶6、

轮轴7、出水口8、机架9、支板10、轴承11、

锥体式离心分离机12、蓄水槽13、输水电泵14、框架15、

污水进口16、给水口17回水口18、水流旋动机19(1-6)、

行星齿轮增速机20、同步发电机21。

本发明将结合附图并通过实施例做进一步说明。

实施例1：

本发明作为组合发明，包括有蓄水槽13、输水电泵14、发电机组构成，作为其关键的水流旋动机19(1-6)的结构如附图1和图2所示，为发明人之创新设计，其机壳为侧置装接于机架9上的圆柱状之壳体。该壳体又是由沿圆柱状之轴心线平行分割壳体而成的两部分即下机壳1和上机壳2对合组接而成的。在机壳的两侧圆形壳壁上均同心设有轴孔3，在柱状的弧形壳壁的上部设有依切线方向伸出的入水口4。下部又开设有垂直走向的出水口8，并且出水口8的管径大于入水口4。机壳内含置有装接在两轴孔3中的轮轴7上之叶轮，该叶轮通过轮孔套接并经一嵌键固定于轮轴7上而联成一体。在轴孔3含置轮轴7处套装有轴承10，用以减小轮轴7的旋转摩擦阻力。所说的叶轮系由圆筒状轮面的轮鼓5和放射状等距环接于其轮面上的轮叶6所构成。轮叶6为凹弧状之片板，其凹弧两端的直线距离的长度在1340mm并同轮鼓5的半径之长度比为1∶1；相邻之两轮叶6用侧置支板10相接，以保证运转中轮叶6不变形、不折损；轮叶6的宽度与轮鼓5的轴向长度相等且又与机壳两侧圆形壳壁留有间隙，其间隙量可控制在1-8mm范围内。另外，为使该机落入的水量主要依靠其重力旋动叶轮所需，机壳的柱状壁的宽度即机壳宽度在1000-2000mm，以保证有较大的容积。

选用发明人独创设计之上述水流旋转动机技术的参数：

柱状壳壁(即机壳)宽度：2000mm；

轮叶(凹弧两端直线距离)长度：500mm；

轮鼓直径：1000mm；

轮叶与轮鼓的半径之长度比：1∶1；

机内有效载水量：9.5M³；

该机转速：30转/小时。

该机的运转：当在该机入水口4上方200mm处供水，由于轮叶6封挡住机内另一侧，故水流仅能注入一侧并充注于相邻轮叶6与机壳构成之空间，主要依靠其重力作用而使轮叶6下旋；水流持续注入并从出水口8流出，轮轴7旋转。

本发明的整体技术方案如附图3所示：在容量为500M³的蓄水槽13之一侧设有2-6台并联的锥体式离心分离机12，该机的出水口同蓄水槽13上部的给水口17连接；槽体下部由管段与安设的1台输水电泵14之入水口4相接。该输水电泵14系由1台1400s-22型号的水泵及匹配的JQZ型16级电动机构成；水泵的泵出口经管道上引至安设在旁置框架15最高层的1台发电机组之水流旋动机19连通。框架15为6层叠置台板，每层均安装1台发电机组，且高置之水流旋动机19(1)的出水口8与下置之水流旋动机19(2)的入水口4的垂直距离在200mm。每台发电机组，均由柱状壳壁(即机壳)宽度为2000mm、8片轮叶6的水流旋动机19(1-6)、已有技术中的增速比为1∶15的hvuenwer行星齿轮增速机20，以及型号为TF100-20/2150的同步发电机21各一台轴向串接而成。框架15最下层的发电机组机中的水流旋动机19(6)的出水口8又经管道由回水口18回流至蓄水槽13中。

本发明的运转简述：使用含有300目以下固形物的污水时，首先启动锥体式离心分离机12，污水从其污水进口16进入并经分离，除去固形物的水流通过给水口17进入蓄水槽13直至贮满。启动输水电泵14后，水上提并由管道自高于上置之水流旋动机19(1)的入水口4的200mm处进入机壳，充注两轮叶6与机壳构成之空间并逐个充注，由于机壳内入水口4之另侧被轮叶6遮挡；机内仅一侧充注有水，依靠充注水之重力旋动轮叶6而使连接成一体的轮轴7旋动，进而通过轴接的增速比为1∶15的行星齿轮增速机20而提高转速，再带动同步发电机21发电。随着轮叶6的转移，水流旋动机19中的水从出水口8落入相接的垂直距离为200mm的下接水流旋动机19的入水口4，依此逐机下流至最下机之出水口8经管道回流，从回水口18流入蓄水槽13，混入蓄水槽中再次被输水电泵14抽吸复用，如此循环发电。

发电量计算：

1台发电量：按发电机参数为800kw.h计

6台总发电量：800kw.h/台*6台*95％(效率)=4560KW.h

输水电泵耗电量：1600KW.h，

整机有效发电量：4560kw.h-1600kw.h=2960kw.h

实施例2：当采用不含固形物的的净水时，原装置中不设锥体式离心分离机12，即直接一次性注满蓄水槽13即可循环使用。

Claims (4)

1、一种循环发电装置，包括有蓄水槽，输水电泵及发电机组，其特征在于：输水电泵是由电动机组与水泵组接而成，发电机组由水流旋动机、行星齿轮增速机、同步发电机三机串接构成，每台输水电泵同3-6台发电机组匹配，且高置水流旋动机的出水口与下置之水流旋动机的入水口连通的垂直距离在100-300mm；所说的水流旋动机包括有机壳、机架、叶轮、轮轴、轴承构成，其机壳为侧置装接于机架上的圆柱状壳体，在两侧圆形壳壁上均同心设有轴孔，在柱状的壳壁上部设有依切线方向伸出的入水口、下部开设的出水口大于入水口管径，叶轮系由轮鼓及放射状等距环接于其圆筒状轮面上的轮叶构成，相邻之两轮叶以侧支板相接，轮叶的宽度与轮鼓的轴向长度相等且与两侧圆形壳壁留有间隙。

2、按照权利要求1所述之水循环发电装置，其特征在于：所说的水流旋动机，轮叶为凹弧状，其凹弧两端间的直线距离的长度在500-1340mm并同轮鼓的半径之长度比为1∶1-2。

3、按照权利要求1所述之水循环发电装置，其特征在于：所说的水流旋动机，其柱状壳壁的宽度为1000-2000mm。

4、按照权利要求1所述之水循环发电装置，其特征在于：在蓄水槽的给水口前设有锥体式离心分离机。

Images