CN106837662A - 一种水力循环发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水力发电系统，尤其涉及一种水力循环发电系统，所述循环水箱的下方由上至下依次通过管道连接有多个水力发电装置，多个所述水力发电装置中位于水平位置最低的一个所述水力发电装置的底部通过管道连接位于水平位置低处的蓄水箱，所述水锤泵的输入端通过管道连通所述蓄水箱，所述水锤泵的输出端通过第一上水管道连通所述循环水箱的上部，所述水锤泵的水平高度低于所述蓄水箱的水平高度，所述电动水泵的输入端连通所述蓄水池，所述电动水泵的输出端通过管道连通所述蓄水箱的上部和/或位于水平高度最低端的所述水力发电装置的上部。本发明的有益效果是：本发明结构简单，能将水的势能转换成电能，为生活用电提供方便。

Description

一种水力循环发电系统

技术领域

本发明涉及一种水力发电系统，尤其涉及一种水力循环发电系统。

背景技术

随着社会的进步和对石化能源应用局限性的认识，人们越来越重视各种直接将自然力转化为动力的设备。目前，水力发电以成为电力生产的重要方式之一，现有的水力发电主要依靠拦河(江)筑坝的方式进行水力发电，具有受限于自然条件，耗资巨大、施工周期较长的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能有效发电的水里循环发电系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水力循环发电系统，水力循环发电系统，包括循环水箱、水锤泵、电动水泵和蓄水池，所述循环水箱的下方由上至下依次通过管道连接有多个水力发电装置，多个所述水力发电装置中位于水平位置最低的一个所述水力发电装置的底部通过管道连接位于水平位置低处的蓄水箱，所述水锤泵的输入端通过管道连通所述蓄水箱，所述水锤泵的输出端通过第一上水管道连通所述循环水箱的上部，所述水锤泵的水平高度低于所述蓄水箱的水平高度，所述电动水泵的输入端连通所述蓄水池，所述电动水泵的输出端通过管道连通所述蓄水箱的上部，位于水平低端的水力发电装置与所述电动水泵电路连接。

本发明的有益效果是：循环水箱内的水在重力的作用下进入到水力发电装置内，在这个过程中水的势能转换成机械能，在通过水力发电装置将水的机械能转换成电能，水会落入到蓄水箱内，蓄水箱内的水通过水锤泵带动作用送入到循环水箱，再次作为发电的动力；在使用过程中，通过电动水泵将蓄水池内的水补充到蓄水箱内已补充水锤泵在使用过程中流失的水；本发明结构简单，能将水的势能转换成电能，为生活用电提供方便。

进一步，还包括辅助水锤泵，所述水锤泵的下方设有用于收集所述水锤泵中流出的水的集水水箱和用于储水的储水箱，所述储水箱与所述集水水箱连通，所述储水箱与所述辅助水锤泵的输入端连通，所述辅助水锤泵的水平高度低于所述储水箱的水平高度，所述辅助水锤泵的输出端通过第二上水管连通所述循环水箱的上部。

进一步，所述水力发电装置包括发电箱，所述发电箱的顶部设有进水口，所述发电箱的底部设有出水口，所述发电箱内设有水平设置的可轴向转动的旋转轴，所述旋转轴上设有叶片，所述进水口朝向所述叶片设置，所述旋转轴的一端伸出所述发电箱，所述发电箱外设有变速装置，所述变速装置的输入轴与所述旋转轴传动连接，所述变速装置的输出轴与发电机的发电轴传动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过水的落差冲击力拨动叶片旋转，叶片固定于旋转轴上，转轴一端与变速装置上输入轴传动连接，通过变速装置提高转速，由于变速装置的输出轴与发电机的发电轴传动连接，通过变速装置提高转速，进而发电，提高发电量。

进一步，所述变速装置的输入轴与所述旋转轴平行设置，所述变速装置的输入轴与所述旋转轴通过第一传动装置传动连接，所述第一传动装置包括大皮带轮和小皮带轮，所述大皮带轮的直径大于所述小皮带轮的直径，所述大皮带轮套设在所述旋转轴上，所述小皮带轮套设在所述变速装置的输入轴上，所述大皮带轮和所述小皮带轮通过皮带连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：大皮带轮的直径大于小皮带轮的直径，这就使得旋转轴在转动一圈时变速装置的输入轴能转动多圈，提高传动到发电机的发电轴时发电轴的转速，从而提高发电量。

进一步，所述变速装置的输出轴与所述发电机的发电轴平行设置，所述变速装置的输出轴与所述发电机的发电轴通过第二传动装置传动连接，所述第二传动装置包括大齿轮和小齿轮，所述大齿轮的直径大于所述小齿轮的直径，所述大齿轮套设在所述变速装置的输出轴上，所述小齿轮套设在所述发电机的发电轴上，所述大齿轮和所述小齿轮齿合连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：大齿轮的直径大于小齿轮的直径，实现大齿轮在转动一圈时小齿轮能转动多圈，提高发电机的发电轴的转动速率，从而提高发电量。

进一步，所述水力发电装置还包括发电接水箱，所述发电接水箱的顶部与所述发电箱的底部连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：发电接水箱能将发电箱内的水进行收集后输送到下一个水力发电装置或输送到蓄水箱。

进一步，所述发电接水箱的上部设有用于收集雨水的集水装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：集水装置的设置能收集日常生活中的雨水，以补充水锤泵的水量损失。

进一步，所述水力发电装置的数量为两个，两个所述水力发电装置在水平高度由上至下依次设置，其中，位于水平高处的所述水力发电装置中的发电箱的进水口通过管道连接所述循环水箱的底部，位于水平高处的所述水力发电装置中的发电接水箱的底部与位于水平低处的所述水力发电装置中的发电箱的顶部通过管道连通，位于水平低处的所述发电装置中的蓄水箱的底部通过管道连通所述蓄水箱。

采用上述进一步方案的有益效果是：多个水力发电装置装置的设置能实现在多次集体发电，提高发电量。

进一步，所述水锤泵包括泵主管、异径管、弯管和竖直设置的空气泵，所述异径管的一端为小口端，另一端为大口端，所述泵主管的一端为水锤泵的输入端，通过管道与所述蓄水箱连通，另一端端密封连通所述弯管的一端，所述弯管的另一端开口朝上设置且密封连通所述异径管的所述小口端，所述异径管的所述大口端设有泄水阀，所述空气泵的底端与所述泵主管的顶部端口连通，所述空气泵和所述泵主管之间设有输水阀，所述空气泵的侧壁上设有水锤泵的输出端，所述水锤泵的输出端连通所述第一上水管。

采用上述进一步方案的有益效果是：该水锤泵采用的将异径管设置在于泄水阀的位置，和弯管、泄水阀集中在一起，可以降低水头损失；与传统水锤泵相比，首先是提高了水锤泵的效率，利用1米的低水头就可以产生高达70米的扬程。

进一步，所述循环水箱和/或所述蓄水箱的顶部连通有用于收集雨水的集水装置。

采用上述进一步方案的有益效果是：集水装置的设置能收集日常生活中的雨水，以补充水锤泵的水量损失。

进一步，所述集水装置为集水漏斗，所述集水漏斗的底部与所述循环水箱和/或所述蓄水箱的顶部连通。

进一步，连接所述蓄水箱和所述水锤泵的管道倾斜设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：连接蓄水箱和水锤泵的管道倾斜设置，能避免在竖直设置时水流冲击管道本身而影响水的动能。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第二种实施例的结构示意图；

图3为本发明中水力发电装置的结构示意图，附图中未画出所述发电接水箱；

图4为本发明中的水锤泵的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、循环水箱，2、水锤泵，2-1、泵主管，2-2、异径管，2-3、弯管，2-4、空气泵，2-5、泄水阀，2-6、输水阀，2-7、水锤泵的输入端，2-8、水锤泵的输出端，3、电动水泵，4、蓄水池，5、水力发电装置，5-1、发电箱，5-2、进水口，5-3、出水口，5-4、旋转轴，5-5、叶片，5-6、变速装置，5-7、大皮带轮，5-8、小皮带轮，5-9、皮带，5-10、大齿轮，5-11、小齿轮，5-12、发电机，5-13、发电接水箱，6、蓄水箱，7、集水装置，8、第一上水管，9、辅助水锤泵，10、集水水箱，11、储水箱，12、第二上水管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明包括循环水箱1、水锤泵2、电动水泵3和蓄水池4，所述循环水箱1的下方由上至下依次通过管道连接有多个水力发电装置5，多个所述水力发电装置5中位于水平位置最低的一个所述水力发电装置5的底部通过管道连接位于水平位置低处的蓄水箱6，所述水锤泵的输入端2-7通过管道连通所述蓄水箱6，所述水锤泵的输出端2-8通过第一上水管8道连通所述循环水箱1的上部，所述水锤泵2的水平高度低于所述蓄水箱6的水平高度，所述电动水泵3的输入端连通所述蓄水池4，所述电动水泵3的输出端通过管道连通所述蓄水箱6的上部，位于水平低端的水力发电装置5 与所述电动水泵3电路连接。

如图2所示，本发明的第二种实施例还包括辅助水锤泵9，所述水锤泵2的下方设有用于收集所述水锤泵2中流出的水的集水水箱10和用于储水的储水箱11，所述储水箱11与所述集水水箱10连通，所述储水箱11与所述辅助水锤泵9的输入端连通，所述辅助水锤泵9的水平高度低于所述储水箱11的水平高度，所述辅助水锤泵9的输出端通过第二上水管12连通所述循环水箱1的上部。

如图3所示，在本发明的实施例中，所述水力发电装置5包括发电箱5-1，所述发电箱5-1的顶部设有进水口5-2，所述发电箱5-1的底部设有出水口5-3，所述发电箱5-1内设有水平设置的可轴向转动的旋转轴5-4，所述旋转轴5-4上设有叶片5-5，所述进水口5-2朝向所述叶片5-5设置，所述旋转轴5-4的一端伸出所述发电箱5-1，所述发电箱5-1外设有变速装置5-6，所述变速装置5-6的输入轴与所述旋转轴5-4传动连接，所述变速装置5-6的输出轴与发电机5-12的发电轴传动连接。所述变速装置5-6的输入轴与所述旋转轴5-4平行设置，所述变速装置5-6的输入轴与所述旋转轴5-4通过第一传动装置传动连接，所述第一传动装置包括大皮带轮5-7和小皮带轮5-8，所述大皮带轮5-7的直径大于所述小皮带轮5-8的直径，所述大皮带轮5-7套设在所述旋转轴5-4上，所述小皮带轮5-8套设在所述变速装置5-6的输入轴上，所述大皮带轮5-7和所述小皮带轮5-8通过皮带5-9连接。所述变速装置5-6的输出轴与所述发电机5-12的发电轴平行设置，所述变速装置5-6的输出轴与所述发电机5-12的发电轴通过第二传动装置传动连接，所述第二传动装置包括小齿轮5-10和小齿轮，所述小齿轮5-10的直径大于所述小齿轮的直径，所述小齿轮5-10套设在所述变速装置5-6的输出轴上，所述小齿轮套设在所述发电机5-12的发电轴上，所述小齿轮5-10和所述小齿轮齿合连接。

大皮带轮5-7的直径大于小皮带轮5-8的直径，这就使得旋转轴5-4在转动一圈时变速装置5-6的输入轴能转动多圈，提高传动到发电机5-12的发电轴时发电轴的转速，从而提高发电量。小齿轮5-10的直径大于小齿轮的直径，实现小齿轮5-10在转动一圈时小齿轮能转动多圈，提高发电机5-12的发电轴的转动速率，从而提高发电量。

在本发明的实施例中，所述水力发电装置5还包括发电接水箱5-13，在所述发电接水箱5-13的顶部与所述发电箱5-1的底部连通。

所述水力发电装置5的数量为两个，两个所述水力发电装置5在水平高度由上至下依次设置，其中，位于水平高处的所述水力发电装置5中的发电箱5-1的进水口5-2通过管道连接所述循环水箱1的底部，位于水平高处的所述水力发电装置中的发电接水箱5-13的底部与位于水平低处的所述水力发电装置5中的发电箱5-1的顶部通过管道连通，位于水平低处的所述发电装置中的蓄水箱5-13的底部通过管道连通所述蓄水箱6。

如图4所示，所述水锤泵2包括泵主管2-1、异径管2-2、弯管2-3和竖直设置的空气泵2-4，所述异径管2-2的一端为小口端，另一端为大口端，所述泵主管2-1的一端为水锤泵的输入端2-7，通过管道与所述蓄水箱6连通，另一端端密封连通所述弯管2-3的一端，所述弯管2-3的另一端开口朝上设置且密封连通所述异径管2-2的所述小口端，所述异径管2-2的所述大口端设有泄水阀2-5，所述空气泵2-4的底端与所述泵主管2-1的顶部端口连通，所述空气泵2-4和所述泵主管2-1之间设有输水阀2-6，所述空气泵2-4的侧壁上设有水锤泵的输出端2-8，所述水锤泵的输出端2-8连通所述第一上水管8。该水锤泵2采用的将异径管2-2设置在于泄水阀2-5的位置，和弯管2-3、泄水阀2-5集中在一起，可以降低水头损失；与传统水锤泵2相比，首先是提高了水锤泵2的效率，利用1米的低水头就可以产生高达70米的扬程。所述循环水箱1和/或所述蓄水箱6的顶部连通有用于收集雨水的集水装置7。集水装置7的设置能收集日常生活中的雨水，以补充水锤泵2的水量损失。所述集水装置7为集水漏斗，所述集水漏斗的底部与所述循环水箱1和/或所述蓄水箱6的顶部连通。连接所述蓄水箱6和所述水锤泵2的管道倾斜设置。连接蓄水箱6和水锤泵2的管道倾斜设置，能避免在竖直设置时水流冲击管道本身而影响水的动能。

本发明循环水箱1内的水在重力的作用下进入到水力发电装置5内，在这个过程中水的势能转换成机械能，在通过水力发电装置5将水的机械能转换成电能，水会落入到蓄水箱6内，蓄水箱6内的水通过水锤泵2带动作用送入到循环水箱1，再次作为发电的动力；在使用过程中，通过电动水泵3将蓄水池4内的水补充到蓄水箱6内已补充水锤泵2在使用过程中流失的水；本发明结构简单，能将水的势能转换成电能，为生活用电提供方便。通过水的落差冲击力拨动叶片5-5旋转，叶片5-5固定于旋转轴5-4上，转轴一端与变速装置5-6上输入轴传动连接，通过变速装置5-6提高转速，由于变速装置5-6的输出轴与发电机5-12的发电轴传动连接，通过变速装置5-6提高转速，进而发电，提高发电量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水力循环发电系统，其特征在于，包括循环水箱(1)、水锤泵(2)、电动水泵(3)和蓄水池(4)，所述循环水箱(1)的下方由上至下依次通过管道连接有多个水力发电装置(5)，多个所述水力发电装置(5)中位于水平位置最低的一个所述水力发电装置(5)的底部通过管道连接位于水平位置低处的蓄水箱(6)，所述水锤泵(2)的输入端(2-7)通过管道连通所述蓄水箱(6)，所述水锤泵(2)的输出端(2-8)通过第一上水管(8)道连通所述循环水箱(1)的上部，所述水锤泵(2)的水平高度低于所述蓄水箱(6)的水平高度，所述电动水泵(3)的输入端连通所述蓄水池(4)，所述电动水泵(3)的输出端通过管道连通所述蓄水箱(6)的上部。

2.根据权利要求1所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，还包括辅助水锤泵(9)，所述水锤泵(2)的下方设有用于收集所述水锤泵(2)中流出的水的集水水箱(10)和用于储水的储水箱(11)，所述储水箱(11)与所述集水水箱(10)连通，所述储水箱(11)与所述辅助水锤泵(9)的输入端连通，所述辅助水锤泵(9)的水平高度低于所述储水箱(11)的水平高度，所述辅助水锤泵(9)的输出端通过第二上水管(12)连通所述循环水箱(1)的上部。

3.根据权利要求1所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述水力发电装置(5)包括发电箱(5-1)，所述发电箱(5-1)的顶部设有进水口(5-2)，所述发电箱(5-1)的底部设有出水口(5-3)，所述发电箱(5-1)内设有水平设置的可轴向转动的旋转轴(5-4)，所述旋转轴(5-4)上设有叶片(5-5)，所述进水口(5-2)朝向所述叶片(5-5)设置，所述旋转轴(5-4)的一端伸出所述发电箱(5-1)，所述发电箱(5-1)外设有变速装置(5-6)，所述变速装置(5-6)的输入轴与所述旋转轴(5-4)传动连接，所述变速装置(5-6)的输出轴与发电机(5-12)的发电轴传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述变速装置(5-6)的输入轴与所述旋转轴(5-4)平行设置，所述变速装置(5-6)的输入轴与所述旋转轴(5-4)通过第一传动装置传动连接，所述第一传动装置包括大皮带轮(5-7)和小皮带轮(5-8)，所述大皮带轮(5-7)的直径大于所述小皮带轮(5-8)的直径，所述大皮带轮(5-7)套设在所述旋转轴(5-4)上，所述小皮带轮(5-8)套设在所述变速装置(5-6)的输入轴上，所述大皮带轮(5-7)和所述小皮带轮(5-8)通过皮带(5-9)连接。

5.根据权利要求4所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述变速装置(5-6)的输出轴与所述发电机(5-12)的发电轴平行设置，所述变速装置(5-6)的输出轴与所述发电机(5-12)的发电轴通过第二传动装置传动连接，所述第二传动装置包括大齿轮(5-10)和小齿轮(5-11)，所述大齿轮(5-10)的直径大于所述小齿轮(5-11)的直径，所述大齿轮(5-10)套设在所述变速装置(5-6)的输出轴上，所述小齿轮(5-11)套设在所述发电机(5-12)的发电轴上，所述大齿轮(5-10)和所述小齿轮(5-11)齿合连接。

6.根据权利要求3至5任一项所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述水力发电装置(5)还包括发电接水箱(5-13)，所述发电接水箱(5-13)的顶部与所述发电箱(5-1)的底部连通。

7.根据权利要求6所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述水力发电装置(5)的数量为两个，两个所述水力发电装置(5)在水平高度由上至下依次设置，其中，位于水平高处的所述水力发电装置(5)中的发电箱(5-1)的进水口(5-2)通过管道连接所述循环水箱(1)的底部，位于水平高处的所述水力发电装置中的发电接水箱(5-13)的底部与位于水平低处的所述水力发电装置(5)中的发电箱(5-1)的顶部通过管道连通，位于水平低处的所述发电装置中的蓄水箱(5-13)的底部通过管道连通所述蓄水箱(6)。

8.根据权利要求2至5任一项所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述水锤泵(2)和所述辅助水锤泵(9)均包括泵主管(2-1)、异径管(2-2)、弯管(2-3)和竖直设置的空气泵(2-4)，所述异径管(2-2)的一端为小口端，另一端为大口端，所述泵主管(2-1)的一端为水锤泵的输入端(2-7)，通过管道与所述蓄水箱(6)连通，另一端端密封连通所述弯管(2-3)的一端，所述弯管(2-3)的另一端开口朝上设置且密封连通所述异径管(2-2)的所述小口端，所述异径管(2-2)的所述大口端设有泄水阀(2-5)，所述空气泵(2-4)的底端与所述泵主管(2-1)的顶部端口连通，所述空气泵(2-4)和所述泵主管(2-1)之间设有输水阀(2-6)，所述空气泵(2-4)的侧壁上设有水锤泵的输出端(2-8)，所述水锤泵的输出端(2-8)连通所述第一上水管(8)。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，所述循环水箱(1)和/或所述蓄水箱(6)的顶部连通有用于收集雨水的集水装置(7)。

10.根据权利要求1至5任一项所述的一种水力循环发电系统，其特征在于，连接所述蓄水箱(6)和所述水锤泵(2)的管道倾斜设置。