CN110397546A - 一种管道水力发电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明包含发电机和水力旋转装置，的水力旋转装置包含密封壳体和旋转组件，旋转组件位于密封壳体中心位置，旋转组件包含壳体、旋转轴和设置在旋转轴上的若干叶片,密封壳体上开设有一进水管道和出水口，进水管道设置在密封壳体的一侧并穿过密封壳体，插入到密封壳体与壳体之间的间隙内，的壳体上开设有若干喷水口，以使得壳体与密封壳体之间的间隙内的水流进入到壳体内，冲击叶片转动，以带动与旋转轴连接的发电机发电。利用管道内的水流与旋转叶片直接接触，水流的动能带动叶片旋转发电，即降低了水流速度，又将水流动能转换成电能储存起来，提高了能源的利用效率，旋转轴与管道垂直设置，水流与叶片接触面积大，作用力大，发电效果好。

Description

一种管道水力发电机组
技术领域
本发明涉及一种水力发电装置，尤其是涉及一种管道水力发电机组。
背景技术
目前在清洁能源领域的发展已经涉及了很多领域，太阳能、风能、水力和潮汐能的使用都有涉及。我国在水力上面的投入也占有很大比重。已知的水力发电多利用水流的高度落差带动发电机组运转发电，这些多用于大型的水力工程处，但是在生活中还有很多别的水力没有利用起来。管道中的水在由一个地方到另一个地方的过程中，水流动产生的动能逐渐增加，到出水口处压力会很高，影响正常使用，甚至需要在出水口处安装减压阀进行减压后再将水释放。这就造成了水力能源的浪费，可以在管道输送到的过程中设置一种发电装置，吸收管道内的水流的动能，并将其转换成电能储存起来，达到降低水流速度并发电的目的，节约能源。
目前已经有几种管道水力发电机，比如专利号：CN200520066800.X的管道水力发电机，其采用的是在管道内安装叶轮，利用水流带动叶轮旋转发电，叶轮旋转方向与水流方向垂直，水流与叶轮间的作用力较小，发电效率低。因此需要一种能够提高利用管道水力发电效率并降低水流速度的装置。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种可实现管道水力发电并降低水流速度以减小出水口压力的管道水力发电装置。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种管道水力发电机组，包含发电机和水力旋转装置，所述水力旋转装置上设置有动力输出轴，动力输出轴与发电机固定连接，带动发电机发电，所述的水力旋转装置包含密封壳体和旋转组件，旋转组件位于密封壳体中心位置，旋转组件包含壳体和设置在壳体内的旋转轴，旋转轴与动力输出轴固定连接，旋转轴上设置有若干叶片，所述壳体置于密封壳体内部，壳体与密封壳体之间存在径向间隙，在密封壳体的一侧设置有进水管道，进水管道穿过密封壳体插入到密封壳体与壳体之间的间隙内，所述的壳体上顺着水流方向开设有若干斜行喷水口，以使得壳体与密封壳体之间的间隙内的水流进入到壳体内，冲击叶片转动，以带动与旋转轴与动力输出轴转动，并带动有动力输出轴连接的发电机发电，所述出水口设置在旋转轴两端面，水流冲击叶片后从旋转轴两端面流出。
所述水力旋转装置外还设置有密封罩盖，水力旋转装置位于密封罩盖内，动力输出轴穿过密封罩盖与密封罩盖外的发电机连接，密封罩盖曲面上对称设置有两出水管道，两出水管道在末端汇流，密封罩盖与密封壳体间存在轴向间隙，密封壳体内的水流从密封壳体两端面流出，并流入出水管道。
所述的叶片垂直旋转轴端面设置，叶片为矩形结构。
所述的壳体与密封壳体之间的间隙由水流进入点开始逐渐减小，壳体末端与密封壳体末端重合，壳体末端设置有最后一个喷水口,壳体与密封壳体之间间隙内的水流在最后一个喷水口全部喷向叶片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明包含发电机和水力旋转装置，所述的水力旋转装置包含密封壳体和旋转组件，旋转组件位于密封壳体中心位置，旋转组件包含壳体和设置在壳体内的旋转轴，旋转轴上设置有若干叶片,所述壳体置于密封壳体内部，壳体与密封壳体之间存在径向间隙，密封壳体上开设有一进水管道和出水口，所述进水管道设置在密封壳体的一侧并穿过密封壳体，插入到密封壳体与壳体之间的间隙内，所述的壳体上开设有若干喷水口，以使得壳体与密封壳体之间的间隙内的水流进入到壳体内，冲击叶片转动，以带动与旋转轴连接的发电机发电。利用管道内的水流与旋转叶片直接接触，水流的动能带动叶片旋转发电，即降低了水流速度，又将水流动能转换成电能储存起来，提高了能源的利用效率，旋转轴与管道垂直设置，水流与叶片接触面积大，作用力大，带动效果好，发电效率高。
所述水力旋转装置外还设置有密封罩盖，水力旋转装置位于密封罩盖内，动力输出轴穿过密封罩盖与密封罩盖外的发电机通过齿轮连接，密封罩盖曲面上对称设置有两出水管道，两出水管道在末端汇流，密封罩盖与密封壳体间存在轴向间隙，密封壳体内的水流从密封壳体两端面流出，并流入出水管道。对称设置两个出水管道，使得水流流动迅速稳定，不会形成乱流，以免影响叶片转动。
所述的壳体与密封壳体之间的间隙由水流进入点开始逐渐减小，单位时间内水流量一定，间隙减小会提高水流速度，增大水流对叶片的冲击力，提高水力旋转装置的旋转速度，提高发电机发电速度。
附图说明
图1管道水力发电机正视剖视图
图2管道水力发电机俯视剖视图
图3壳体喷水口设置示意图
图示标记：1、密封壳体，2、壳体，3、叶片，4、喷水口，5、旋转轴，6、动力输出轴，7、进水管道，8、出水管道，9、密封罩盖，10、发电机，11、出水口。
图示虚线箭头表示水流流动方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种管道水力发电机组，包含发电机10和水力旋转装置，所述水力旋转装置上设置有动力输出轴6，动力输出轴6与发电机10固定连接，带动发电机10发电，所述的水力旋转装置包含密封壳体1和旋转组件，旋转组件位于密封壳体1中心位置，旋转组件包含壳体2和设置在壳体2内的旋转轴5，旋转轴5与动力输出轴6固定连接，旋转轴5上设置有若干叶片3，所述壳体2置于密封壳体1内部，壳体与密封壳体1之间存在径向间隙，在密封壳体1的一侧设置有进水管道7，进水管道7穿过密封壳体1插入到密封壳体1与壳体2之间的间隙内，所述的壳体2上顺着水流方向开设有若干斜行喷水口4，以使得壳体2与密封壳体1之间的间隙内的水流进入到壳体2内，冲击叶片3转动，以带动与旋转轴5与动力输出轴6转动，并带动有动力输出轴6连接的发电机10发电，所述出水口11设置在旋转轴5两端面，水流冲击叶片3后从旋转轴5两端面流出。
所述水力旋转装置外还设置有密封罩盖9，水力旋转装置位于密封罩盖9内，动力输出轴6穿过密封罩盖9与密封罩盖9外的发电机10通过齿轮连接，密封罩盖9曲面上对称设置有两出水管道8，两出水管道8在末端汇流，密封罩盖9与密封壳体1间存在轴向间隙，密封壳体1内的水流从密封壳体1两端面的出水口11流出，并流入出水管道8。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、完善和限定：所述的叶片3垂直旋转轴5端面设置，叶片3为矩形结构。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、完善和限定：所述的壳体2与密封壳体1之间的间隙由水流进入点开始逐渐减小，壳体2末端与密封壳体1末端重合，壳体2末端设置有最后一个喷水口4,壳体2与密封壳体1之间间隙内的水流在最后一个喷水口4全部喷向叶片3。
实施例一；
具体使用时，将进水管道7与外部输水管道连接，水流通过进水管道7进入到管道水力发电机10组内密封壳体1与壳体2之间的间隙内，通过壳体2上开设的喷水口4进入到壳体2内部，并冲击壳体2内部设置的水力旋转装置上的叶片3，带动叶片3旋转，通过叶片3带动与叶片3固定连接的旋转轴5转动，并由旋转轴5带动与动力输出轴6转动，以带动发电机10发电。
水流进入密封壳体1与壳体2之间的间隙后，沿间隙流动，并在遇到壳体2上的喷水口4后会沿喷水口4进入到水力旋转装置中，密封壳体1与壳体2之间的间隙越来越小，水流速度加快，水流对叶片3冲击力度大，叶片3旋转速度快，发电效率高。
水流在通过喷水口4后，冲击叶片3转动，叶片3所在的旋转轴5上下两端面，水流经叶片3上下两端面的出水口11流出，流入到密封罩盖9与密封壳体1之间的轴向间隙内，并向后流动，经由密封罩盖9远离进水管道7一端对称设置的两出水管道8流出，对称设置的双出水管道8可以使水流迅速稳定流出，并在之后的管道中汇流，出水管道8与输水管道连接，将管道水力发电机10组内流出的水流流入到输水管道中，使经过减压减速处理的水流正常向下输送。
使用时，将输水管道横向截除一段，沿水流方向将输水管道的上游水路与管道水力发电机10组的进水管道7连接，出水管道8与下游水路连接，根据实际输水管道运输长度和水流压力，可间隔设置多个管道水力发电机10组。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种管道水力发电机组，包含发电机（10）和水力旋转装置，所述水力旋转装置上设置有动力输出轴（6），动力输出轴（6）与发电机（10）固定连接，带动发电机（10）发电，其特征在于：所述的水力旋转装置包含密封壳体（1）和旋转组件，旋转组件位于密封壳体（1）中心位置，旋转组件包含壳体（2）和设置在壳体（2）内的旋转轴（5），旋转轴（5）与动力输出轴（6）固定连接，旋转轴（5）上设置有若干叶片（3），所述壳体（2）置于密封壳体（1）内部，壳体与密封壳体（1）之间存在径向间隙，在密封壳体（1）的一侧设置有进水管道（7），进水管道（7）穿过密封壳体（1）插入到密封壳体（1）与壳体（2）之间的间隙内，所述的壳体（2）上顺着水流方向开设有若干斜行喷水口（4），以使得壳体（2）与密封壳体（1）之间的间隙内的水流进入到壳体（2）内，冲击叶片（3）转动，以带动与旋转轴（5）与动力输出轴（6）转动，并带动有动力输出轴（6）连接的发电机（10）发电，所述出水口（11）设置在旋转轴（5）两端面，水流冲击叶片（3）后从旋转轴（5）两端面流出。
2.根据权利要求1所述的一种管道水力发电机组,其特征在于，所述水力旋转装置外还设置有密封罩盖（9），水力旋转装置位于密封罩盖（9）内，动力输出轴（6）穿过密封罩盖（9）与密封罩盖（9）外的发电机（10）通过齿轮连接，密封罩盖（9）曲面上对称设置有两出水管道（8），两出水管道（8）在末端汇流，密封罩盖（9）与密封壳体（1）间存在轴向间隙，密封壳体（1）内的水流从密封壳体（1）两端面的出水口（11）流出，并流入出水管道（8）。
3.根据权利要求1所述的一种管道水力发电机组,其特征在于，其所述的叶片（3）垂直旋转轴（5）端面设置，叶片（3）为矩形结构。
4.根据权利要求1所述的一种管道水力发电机组,其特征在于，所述的壳体（2）与密封壳体（1）之间的间隙由水流进入点开始逐渐减小，壳体（2）末端与密封壳体（1）末端重合，壳体（2）末端设置有最后一个喷水口（4）,壳体（2）与密封壳体（1）之间间隙内的水流在最后一个喷水口（4）全部喷向叶片（3）。
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