CN109099015A - 一种用于多级水锤泵发电的增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明中揭示了一种用于多级水锤泵发电的增压装置，包括增压罐、发热体，发热体装设在增压罐的上部，增压罐的上部侧壁上设置的进水口通过管路与存放多级水锤泵处理后的水流的集水池连通，增压罐的底部设置有出水口，出水口通过管路连通至水轮的上方，水轮套装有传动轴，传动轴一端与发电机的转轴连接，传动轴上套装有至少两组水轮，水轮上方均装设有一组增压罐。本发明中，高水头能的水流泵送至增压罐内，罐内空气压缩至顶部，发热体对顶部空气加热，增加空气压强，然后再开启出水口，冲击水轮带动发电机发电，可提高发电量1到2倍。

Description

一种用于多级水锤泵发电的增压装置

技术领域

本发明涉一种用于增加水压的装置，特别是涉及一种用于多级水锤泵发电的增压装置。

背景技术

现在,出于节能环保的考量，洁净无污染的新能源逐渐得到重视，风能、太阳能相继得到大面积利用；但水能却只停留在拦河造坝，建造大型水电站的基础上，往往造成次生自然环境污染，河床积淤，下游生态被破坏，再者，易造成战略隐患。现在有些技术利用山溪、河流的落差流量、分段、分级地将河流的流动势转换为压力水，例如公开的申请号为“201310167951.3”的发明专利申请中，其方法是：于河流的上游先建一个集水池，向多级水锤泵组供水，多级水锤泵组把低水头转为压力水后集中输送到压力水集中罐再向液压发电机或水轮发电机输送稳定的压力水发电。发电后的压力水和泄水口流出的水是收集于第二级集水池再次向下一个多级水锤泵组供水再次发电，如此类推，顺河流的流势所产生的动力经水锤泵把水锤效应收集于第三级集水池中向下一个水锤泵组作为动力源发电，实行分段、多级利用水力资源的目的。但是经过多级水锤泵后，由低水头能转化为高水头能，提高了水对发电机组的冲击力，但并没有最大限度的利用水力资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于多级水锤泵发电的增压装置，经过多级水锤泵转换后的高水头能的水流，经过增压罐增压后，用来冲击水轮发电，冲击力更强，发电效果更好，水力资源利用效率更高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于多级水锤泵发电的增压装置，包括增压罐、发热体，所述的发热体装设在增压罐内且位于增压罐的上部，所述的增压罐的上部侧壁上设置有进水口，所述的进水口通过管路与存放多级水锤泵处理后水流的集水池连通，所述的增压罐的底部设置有出水口，出水口通过管路连通至水轮的上方，所述的水轮套装有传动轴，所述的传动轴一端与发电机的转轴传动连接，所述的传动轴上套装有至少两组水轮，所述的水轮上方均装设有一组增压罐。

作为本发明的较佳实施例，本发明所述的增压罐与集水池之间设置有辅助增压罐，所述的集水池通过管道与辅助增压罐的上部的进水口连通，所述的辅助增压罐下部的出水口通过管道与增压罐的进水口连通，与辅助增压罐的进水口以及出水口连通的管路上均装设有止逆阀，所述的辅助增压罐内也装设有发热体。

作为本发明的较佳实施例，本发明所述的传动轴的另一端套装有飞轮。

作为本发明的较佳实施例，本发明所述的增压罐与辅助增压罐上均装设有压力检测仪表。

作为本发明的较佳实施例，本发明所述的发热体为电发热体，所述的电发热体上装接有隔热套管，所述的隔热套管另一端延伸出增压罐的壳体，隔热套管中套装有通电导线。

作为本发明的较佳实施例，本发明所述的增压罐内安装有温度检测装置以及控制器，所述的进水口与出水口连接的管路上均装设有电磁阀，所述的压力检测仪表、温度检测装置与电磁阀均与控制器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：经过多级水锤泵转换成高水头能的集水池内的水流通过管道进入到增压罐内，增压罐内的水流将罐中的空气向上压缩，增压罐中达到最大进水量后，发热体工作，对罐内的空气进行加热，根据pv/nrt，加热后空气的温度升高，空气的压强变大，增压罐开启后，水的冲压变大，对水轮的冲击力更强，发电效果更佳，另外，增压罐与集水池之间增设辅助增压罐，辅助增压罐用于增加增压罐内的水量，增压罐内的空气进一步被压缩，经发热体加热后气压更加，发电效果增强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的辅助增压罐连接结构示意图；

图3是本发明的控制器连接结构示意图。

图中：1.增压罐；2.发热体；3.进水口；4.水轮；5.传动轴；6.发电机；7.飞轮；8.压力检测仪表；9.隔热套管；10.温度检测装置；11.控制器；12.电磁阀；13. 集水池；14.辅助增压罐；15.逆阀。

具体实施方式

本发明的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种用于多级水锤泵发电的增压装置，经过多级水锤泵转换后的高水头能的水流，经过增压罐压缩后，用来冲击水轮发电，冲击力更强，发电效果更好，水力资源利用效率更高。

下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。

本发明的如图1-2所示，揭示了一种用于多级水锤泵发电的增压装置，包括增压罐1、发热体2，所述的发热体2装设在增压罐1内且位于增压罐1的上部，所述的增压罐1的上部侧壁上设置有进水口3，所述的进水口3通过管路与存放多级水锤泵处理后的水流的集水池13连通，所述的增压罐1的底部设置有出水口，出水口通过管路连通至水轮4的上方，所述的水轮4套装有传动轴5，所述的传动轴5一端与发电机6的转轴传动连接，所述的传动轴5上套装有至少两组水轮4，所述的水轮4上方均装设有一组增压罐1。本发明的工作原理，水流经过多级水锤处理后的高水头能的水流放置在集水池13中，增压罐1设置集水池的下方，与集水池具有一定的高度差，具体的高度差根据增压罐的规格要求设置，集水池中的高位水通过管道从进水口3送入到增压罐1内，水流进入到增压罐1后，将罐内的空气向上压缩，增压罐1内达到最大进水量后，发热体2工作对增压罐1内的空气进行加热，根据理想气体状态方程，加热后的空气压强变大，从增压罐1中流出的水流对水轮4的冲击力更大，因此，水轮4转动带动传动轴5转动的速度更快，发电效果更佳。此外，增压罐1、水轮4设置为至少两组，两组增压罐1以及水轮4交替工作，确保发电的稳定性、延续性。优选地，传动轴与转轴之间还装设有齿轮变速装置，用于调整转抽的转速，有利于发电。

优选地，所述的增压罐1与集水池之间设置有辅助增压罐14，所述的集水池13通过管道与辅助增压罐14的上部的进水口连通，所述的辅助增压罐14下部的出水口通过管道与增压罐1的进水口连通，与辅助增压罐的进水口以及出水口连通的管路上均装设有止逆阀15，所述的辅助增压罐14内也装设有发热体2。辅助增压罐14与增压罐1设置在同一水平高度，辅助增压罐下部的出水口与增压罐的进水口连通，辅助增压罐与增压罐构成连通器，集水池中的水流在水压的作用下从进水口流入到辅助增压罐与增压罐内，辅助增压罐与增压罐达到最大进水量后，辅助增压罐内的发热体工作，对辅助增压罐内的空气进行加热，加热后的空气压强变大，向下推压水流，辅助增压罐的进水口与出水口均设置有止回阀，水流只能单向的从集水池、辅助增压罐、增压罐这一方向流动，辅助增压罐14中的水流流入到增压罐中，增压罐内的水量增多，增压罐内的空气进一步向上压缩，直到达到平衡，不再有水流进入到增压罐内，此时，增压罐内的发热体工作，对增压罐内的空气进行加热，增压罐内的空气压强增大，相较于增压罐直接与集水池连通，增加辅助增压罐后，增压罐内的水量更多，增压罐内的空气压缩的更厉害，加热后压强更大，更加有利于水流冲击水流发电。当然，这里的辅助增压罐也可以设置为两个以上，两个以上的辅助增压罐采用串联的方式连通，辅助增压罐内均装设有发热体，辅助增压罐内的发热体工作，对空气进行加热，辅助增压罐内的水流被压入到与之连通的次级辅助增压罐内，次级辅助增压罐的发热体动作对空气进行加热，将次级辅助增压罐内的水流压入到与其相连的下一级辅助增压罐内，下一级辅助增压罐内的发热体动作加热空气，将水流压入到再下一级的增压罐内，直至水流最后压缩到增压罐内，然后增压罐内的发热体动作对空气加热，水流上方的空气压强增大，更加有利于发电。

此外，所述的传动轴5的另一端套装有飞轮7，增加转动惯量，有利于发电。

所述的增压罐1与辅助增压罐14上均装设有压力检测仪表8。用于检测增压罐1内的气压强度，且压力检测仪表8设置在增压罐1和辅助增压罐14外，便于观察示数。

所述的发热体2为电发热体2，所述的电发热体2上装接有隔热套管9，所述的隔热套管9另一端延伸出增压罐1的壳体，隔热套管9中套装有通电导线。通电导线套装在隔热套管9内，一端与外界电源相电连，另一端与电发热体2电连，为电发热体2提供发热所需的电能。

所述的增压罐1内安装有温度检测装置10以及控制器11，所述的进水口3与出水口连接的管路上均装设有电磁阀12，所述的压力检测仪表8、温度检测装置10与电磁阀12均与控制器11连接。温度检测装置10检测加热后空气的温度，压力检测仪表8监测增压罐1内的空气压力，增压罐1的进水口3与出水口连接的管路上安装的电磁阀12用于控制进水口3与出水口的通断，压力检测仪表8、温度检测装置10检测到的压力、温度值均输入到控制器11中，控制器11根据预先设置好参数的作出指令，控制电磁阀12的动作。

本发明中，增压罐的进水口通过管路与储存多级水锤泵处理后的高水头能水流的集水池连通，增压罐设置在集水池的下方，与集水池有一定的落差，水压将集水池中的水流压入到增压罐内，增压罐内的空气被压缩到罐内部上方，罐内的发热体工作，对压缩后的空气进行加热，根据气体理想状态工程PV=NRT，空气温度升高，空气所占的体积不变，空气压强增大，当压力检测仪表的压力值达到预设值，发热体停止工作，设置在进水口处的电池阀关闭，设置在出水口处的电池阀开启，增压罐内的高压水通过管路导流至水轮上方，冲击水轮，水轮转动，带动传动轴转动，发电机发电，加热后的空气压力大大增强，增强了水流对水轮的冲击力，大大提高了发电效率。当一组增压罐冲击水轮，带动发电机发电，另一组增压罐进行准备，具体准备行为为，水泵将集水池中的水流泵送至增压罐内，发热体对空气进行加热。当一组增压罐中的水流冲击水轮完毕后，准备好的另一组增压罐中的水流接替冲击水轮，确保发电机工作的稳定性与持续性。传动轴上串联套装有至少两组水轮，每一水轮上方均对应设置一组增压罐，水轮较佳的设置方式为三组水轮串联设置，传动轴一端装设飞轮，另一端装接发电机的转动轴。另外，增压罐与集水池之间装设辅助增压罐，利用集水池与增压罐之间的落差，水压将水流沿着管路压送至增压罐与辅助增压罐内，水量达到最大值后，发热体对辅助增压罐内的空气进行加热，加热后的空气压强增大，将水流压送至增压罐内，增压罐内的水量增加，空气进一步向上压缩，增压罐内的发热体工作，热空气压强增强，水流冲击水轮的压强增大，增强发电效果。当然这里同一传动轴上设置的飞轮数，根据实际工作需要设置。本发明中，经过多级水锤泵处理过的高水头能的水流，经过增压罐处理后，大大增加了水流的冲击力，发电效率大大提高，更充分的利用水资源。

通过以上实施例中的技术方案对本发明进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于多级水锤泵发电的增压装置，包括增压罐（1）、发热体（2），其特征在于:所述的发热体（2）装设在增压罐（1）内且位于增压罐（1）的上部，所述的增压罐（1）的上部侧壁上设置有进水口（3），所述的进水口（3）通过管路与存放多级水锤泵处理后水流的集水池（13）连通，所述的增压罐（1）的底部设置有出水口，出水口通过管路连通至水轮（4）的上方，所述的水轮（4）套装有传动轴（5），所述的传动轴（5）一端与发电机（6）的转轴传动连接，所述的传动轴（5）上套装有至少两组水轮（4），所述的水轮（4）上方均装设有一组增压罐（1）。

2.根据权利要求1所述的用于多级水锤泵发电的增压装置，其特征在于：所述的增压罐与集水池之间设置有辅助增压罐（14），所述的集水池（13）通过管道与辅助增压罐（14）的上部的进水口连通，所述的辅助增压罐（14）的下部的出水口通过管道与增压罐（1）的进水口连通，与辅助增压罐的进水口以及出水口连通的管路上均装设有止逆阀（15），所述的辅助增压罐（14）内也装设有发热体（2）。

3.根据权利要求1所述的用于多级水锤泵发电的增压装置，其特征在于：所述的传动轴（5）的另一端套装有飞轮（7）。

4.根据权利要求3所述的用于多级水锤泵发电的增压装置，其特征在于：所述的增压罐（1）与辅助增压罐（14）上均装设有压力检测仪表（8）。

5.根据权利要求4所述的用于多级水锤泵发电的增压装置，其特征在于：所述的发热体（2）为电发热体（2），所述的电发热体（2）上装接有隔热套管（9），所述的隔热套管（9）另一端延伸出增压罐（1）的壳体，隔热套管（9）中套装有通电导线。

6.根据权利要求5所述的用于多级水锤泵发电的增压装置，其特征在于：所述的增压罐（1）内安装有温度检测装置（10）以及控制器（11），所述的进水口3与出水口连接的管路上均装设有电磁阀（12），所述的压力检测仪表（8）、温度检测装置（10）与电磁阀（12）均与控制器（11）连接。