CN113167208A - 通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔 - Google Patents

通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，泵(400)，被泵送至泵送管(410)，以将填充在下部储水箱(300)中的水泵送到上部储水箱(200)；供水管线(500)，入口供水管(510)从上部储水箱(200)的一侧的底表面连接，并且沿着螺旋形倾斜的道路(100)被管道输送至下部储水箱(300)的位置，以传递发电量传递；以及管转子涡轮单元(600)，包括：驱动轴(2)，穿过流过内部的管道(22)的中心；管支撑体(4)可旋转地安装，同时支撑驱动轴(2)，并且将臂(6)朝向管(22)的内表面延伸；螺旋桨(7),固定在管道支撑体(4)之间的驱动轴(2)上，并通过流速运动而旋转；发电机(10)，通过接收驱动轴(2)的旋转力来发电，管转子涡轮单元(600)以至少两个或更多个多级布置在供水管线(500)中。

Description

通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔
技术领域
本发明涉及一种通过多级安装管道转子的泵送发电塔，更具体地，涉及通过沿着具有螺旋结构的圆柱形塔的螺旋倾斜的道路连接管道以确保上下储水之间的滴落的泵送发电塔。本发明涉及一种抽水发电塔，该抽水发电塔通过在供水管中安装多级管道涡轮机而以低成本产生大量电力，在该供水管中，由泵抽出的发电流沿着水箱移动。螺旋形道路，并保持电力质量并实现稳定的供电。
背景技术
为了建立不间断电源(UPS)或存储产生的功率，使用了ESS(能量存储系统)。ESS存储过多的电力或商业电力，并在电力暂时短路或断开时提供电力。ESS是主要使用电池并且使用锂离子等的电池类型，由于这些材料的价格上涨，经济可行性降低并且价格上涨。
另一方面，由于这种抽水式发电需要水坝或水库等来选择一个有地形的山地，因此很难将抽水式电力应用于城市地区，工厂区域或太阳能发电综合体。高高差以确保跌落。此外，即使在这样的区域中建立了抽气式发电系统，由于必须安装大型涡轮机和大型发电机，因此空间限制和系统配置成本负担也很大。
另外，如果安装用于备用的涡轮机和发电机以增加系统的稳定性，则这种限制和负担进一步增加。
现有技术1：韩国实用新型注册号20-0478748(注册日期：2015年11月5日)
现有技术2：韩国专利注册号10-1868973(注册日期：2018年6月12日)
发明内容
要解决的技术问题
本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种构建一种能够以低成本高效发电的蓄电和生产系统。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种可用于基于水的势能构造ESS的系统。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种电力存储和生产系统，该电力存储和生产系统可以在短时间内在期望的区域中构造并且可以容易地扩展，因为对安装地点没有限制。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种不排放污染物，生态友好并且以经济成本具有高稳定性的电力存储和生产系统。
技术方案
为了实现所述目的，本发明的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，泵(400)，被泵送至泵送管(410)，以将填充在下部储水箱(300)中的水泵送到上部储水箱(200)；供水管线(500)，入口供水管(510)从上部储水箱(200)的一侧的底表面连接，并且沿着螺旋形倾斜的道路(100)被管道输送至下部储水箱(300)的位置，以传递发电量传递；以及管转子涡轮单元(600)，包括：驱动轴(2)，穿过流过内部的管道(22)的中心；管支撑体(4)可旋转地安装，同时支撑驱动轴(2)，并且将臂(6)朝向管(22)的内表面延伸；螺旋桨(7),固定在管道支撑体(4)之间的驱动轴(2)上，并通过流速运动而旋转；发电机(10)，通过接收驱动轴(2)的旋转力来发电,
管转子涡轮单元(600)以至少两个或更多个多级布置在供水管线(500)中。
作为通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，管转子涡轮单元(600)具有与驱动轴(2)一起在管支撑体(4)之间旋转的内齿轮(8)，旋转力通过动力传递机构传递至所述内齿轮(8)，使得从管道(22)的外部与轴(15)一起驱动的外齿轮(13)，所述发电机(10)通过外齿轮(13)和轴(15)接收旋转力。
作为通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，与所述驱动轴(2)一体连接的压力支撑件(3)安装在每个管支撑件(4)的每个尖端的位置处，并且在管支撑件(4)的接触部分与压力支撑件(3)之间。
作为通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，所述管支撑体(4)的臂(6)为平板形状，使得与电线的截面积最小，并且轴向长度大于管的半径(22)。
作为通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，具有波纹管结构的挠性管(18)进一步延伸并安装在管道(22)的下端。
作为通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，进一步包括：
螺旋倾斜道路(100)，由多个内部框架柱(116)和外部框架柱(114)支撑，并且以距地面成螺旋状的方式连接至预定高度；
上部储水箱(200)，位于螺旋倾斜道路(100)的上方，并由内框架柱(116)和外框架柱(114)支撑并充满水；
下部储水箱(300)位于地面上，同时保持与上部储水箱(200)的高度差。
作为通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，在所述螺旋倾斜道路(100)的内部中心，从地面到每个楼层的最高位置和所述上部储水箱(200)还安装有升降机(700)。
有益效果
在根据本发明的通过多级安装管转子的抽水发电塔中，可以使用低成本且小型的螺旋桨7和发电机10来构造管转子涡轮单元600，并进行安装。可以代替水管以多级的方式进行存储，并且可以低成本地存储和产生大的电力，并且具有可以根据需要容易地增加或减少设备数量的优点。
此外，由于通过根据本发明的多级安装管道转子的泵送发电塔是将管道转子涡轮机安装在代替水管500的位置，因此有效的电力存储和生产得以实现。可能，并且节省了安装空间。
此外，当通过根据本发明的管道转子的多级安装来使用抽水发电塔时，通过沿着上部储水器之间的螺旋式多级安装而通过水的势能产生的ESS水箱200和下部储水箱300构造。
此外，根据本发明，通过多级安装管道转子的泵浦发电塔，使得大量的管道转子涡轮单元600是多级的，使得即使一个或其中的两个损坏，其余的管道转子涡轮机单元600正常，因此具有电源稳定度高且可以低成本实现的优点。
另外，根据本发明的通过多级安装管道转子的泵送发电塔通过组装管道可以简单地安装发电装置。
另外，通过根据本发明的多级安装管转子的抽水发电塔可以被简单地安装在需要电力的区域中，并且可以在给定的流量下极大地增加发电能力。
另外，根据本发明，通过多级安装管道转子的抽水发电塔可以使输电塔或输电线路的结构最小化，并且可以在短时间内增加总发电量。自选择实际需要的区域以来的时间。
此外，通过根据本发明的多级安装管转子的抽气式发电塔可以获得清洁能源，该清洁能源在发电过程中不会破坏自然环境并且不会排放任何环境污染物。流程，并且可以在任何地区全年运行，可能会产生影响。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的管式转子涡轮单元的构造的透视图。
图2是图1的纵向截面图。
图3是图1的平面图。
图4是表示在本发明的滚珠链穿过管的位置上钻有用于安装固定件的孔和螺栓孔的状态的图。
图5是示出管道支撑件的主体和固定装置的分解状态的平面图。
图6是示出了根据本发明的实施例的管转子涡轮单元沿着供水管路径以螺旋状被多级安装的状态的主要部分的透视图。
图7是示出本发明的整体装置构造的纵向截面图。
图8是沿着图7的线A-A截取的截面图。
图9是示出配备有通气孔的通气管的构造的剖视图。
具体实施方式
通过以下结合附图的详细描述和实施例，本发明的目的，特定优点和新颖特征将变得更加明显。在本说明书中，在将附图标记添加到每个附图的元件中时，应当注意，即使相同的元件在不同的附图上指示，也仅具有相同的编号。
另外，在描述本发明时，如果确定相关的已知技术的详细描述可能不必要地使本发明的主题晦涩难懂，则将省略其详细描述。在附图中，一些部件被放大，省略或示意性地示出，并且每个部件的尺寸不完全反映实际尺寸。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
根据本发明的优选实施方式，通过多级安装转子的泵送发电塔主要将水从下部储水箱300泵送到上部储水箱200并消耗电力。用于在紧急情况下(例如增加或停电的情况下)发电的目的。
通过泵送来确保下落和流速，并且在泵送发电塔的结构内部安装了螺旋斜面100，并由多个内部框架柱116和外部框架柱114支撑。
螺旋倾斜道路100是钢筋混凝土结构，其从地面以上的第一层到顶层一直沿螺旋形连续地重复，并且在内部中央部分形成圆形空间，并且泵送发电塔被构造为整体上是圆柱形的结构。
本发明的抽水发电塔具有沿圆筒在外侧竖立的多个外框立柱114，以及沿中央圆形空间向内侧竖立的多个内框立柱116，以稳定地支撑整个结构。
螺旋状倾斜道路100沿着从地面到顶层的像360度弯曲道路那样的螺旋状连接到一条倾斜道路，以确保能够充分地布置多个管式转子涡轮单元600的长度。
螺旋倾斜路100是沿周向旋转多次的螺旋，因此，配管到上部的供水配管路径500和多个管式转子涡轮单元600平滑地连接而不整体弯曲，并且发生在弯曲部分，防止压力损失。
在该螺旋形倾斜道路100的顶部，设置有装满水的上部储水箱200，并且该上部储水箱200通过内部框架柱116和外部框架柱114被现场牢固地支撑。
并且，设置有充满水的下部储水箱300，同时在与地面或地面接近的位置处保持与上部储水箱200的高度差，并且在上部储水箱200和储水箱之间连接有抽水管410，与上部储水箱200之间连接管道。
优选的是，下存储箱300稍大一些，以便其可以存储比上存储箱200中填充的流量更多的流量，并且泵400安装在泵送管410中，从而填充在下部储水箱300中的水被泵送到上部储水箱200中。
此时，下部储罐300直接连接到泵400的罩管，并且具有过滤网结构的过滤器安装在罩管的前面以阻止各种异物例如固体的流入。
泵400被选择为具有足够的泵送能力的规格，并且备用泵可以被进一步安装以便在紧急情况下被选择性地操作。
为了确保本发明中使用的水并填充由于蒸发等而降低的流量，可以开发地下水，或者可以通过从自来水或附近的河或湖中抽水来获取地下水。为了驱动本发明的抽水发电塔，可以一起提供包括中央控制室和变压器的设施以及诸如办公室的辅助设施。
另一方面，供水管500沿着螺旋倾斜道路100的上表面被管道输送，使得填充在上部储水箱200中的发电流量可以通过供水管500的内部通过下落而移动至下部储水箱300的位置。
上部储罐200以容器的形状位于泵送发电塔的顶层，在容器的边缘和底表面被阻塞并且上部是打开或关闭的，并且可以具有地板面积等于或类似于抽水发电塔的面积。
在本发明中，必须设计和构造上部储水箱200的储水能力，以使得在诸如电力故障或电力不足之类的紧急情况下的紧急更换时间或电力补充时间期间能够发电。另外，泵400在通常时间或备用电力时通过抽水管410将水从下部储水箱300泵送到上部储水箱200，并且总是在可以发电的状态下进行准备。
上部储水箱200具有如图7所示的向一侧倾斜的底表面，以及在一个底表面上的入口供水管510和位于供水管500的上端的阀511按顺序连接。
优选地，在进水管510中安装过滤器，以防止诸如固体的异物包含在流量中并被供应到管转子单元600。
此外，随着流速的迅速供应，许多隔膜呈锯齿状交错排列，以防止空气流入管道，防止空气进入管道，从而抑制气泡的产生，在中间安装更多的自动通风孔39。另外，栏杆或分隔壁可以安装在外框架支柱114和内框架支柱116上，该内框架支柱116安装到上部储水箱200的位置。
另外，在供水管线500的下端的流量的出口处安装有阀511，以控制移动到下储水箱300的流量。
在发电流量通过其内部的供水管道500中，至少连续地安装有至少两个或更多，优选五个或更多的多级管道转子涡轮单元600，除了挠性管18的一部分，在后述的挠性管中，其具有与直线驱动轴2相对应的直线形状。
每个管式转子涡轮单元600将由正水固定的流体(水)的势能转换为动能，并将动能转换为电能。当将每个小容量管状涡轮单元600的发电能力组合时，可以将总发电能力增加到大容量。
安装在管道22的中心的驱动轴2由管道支撑体4支撑，流体(水)通过管道22在管道转子涡轮单元600中运动，因此驱动轴2的旋转运动为防止它，请确保它持续稳定。
管支撑体4通过相同长度的多个(优选为四个)臂6支撑在管22的内表面上，并且臂6被多个螺栓紧固至定位的固定台5，在管道22和驱动轴2保持同轴的同时，在外表面上的固定件稳定地支撑驱动轴2的旋转。
管支撑体4例如被分成两部分，并且通过螺栓紧固至法兰，并且被组装为圆柱形，并且在其中安装有轴承26、27。
在管支撑体4和驱动轴2之间的接触部分，例如，形成三个轴承27，从而支撑驱动轴2的旋转。特别地，在管支撑体4与压力支撑件3的接触部分与在其上施加载荷的压力支撑件3和驱动轴2之间形成推力轴承26，沿管道支撑体4的轴向方向，使其在旋转时不受此阻力地被支撑。
驱动轴2的前端模制成半圆形或尖锥形，以减小头部阻力，压力支撑件3在每个管支撑体的前端与驱动轴2整体连接，驱动轴2的负载由各自的管支撑体4支撑，但是在自由旋转的状态下由上述推力轴承26支撑。
在各管支撑体4的前端安装有压力支撑件3，如果流过管22的流体的流量快且流量大，则压力上升。并且，由于重力载荷大，因此，如图所示，在三个位置上安装了管支承体4，以稳定地支承驱动轴2，并分散压力和载荷。
另外，管支撑体4的臂6具有平板形状，使得抵抗电线的横截面积最小，但是轴向方向上的长度至少大于管22的半径，通过再次修正被螺旋桨7打扰的电缆线，可以提高发电效率。
在管支撑体4之间安装有一个以上的螺旋桨7，当流量流入管22时，驱动轴2旋转。例如，在附图中，在驱动轴2上串联安装有两个二叶螺旋桨7，但是诸如安装一个或两个四叶螺旋桨7的各种实施例也是可行的。
螺旋桨7将流体的部分线性动能转换成旋转动能，并且发电机10可以通过内齿轮8和外齿轮13驱动。驱动轴2固定地安装在管道22内部的驱动轴2上，从而一起驱动内齿轮8，并且在管的外部，通过接收内齿轮8的旋转力而一起驱动的外齿轮13连接至发电机10。
作为将内齿轮8与外齿轮13连接而传递旋转动力的机构，设置有由不锈钢线构成的球链17，因此无法实现稳定的运转效率。由于球链17具有驱动轴2的大的旋转动能，因此优选如图所示将其安装成两排，以有效且稳定地进行动力传递。另一方面，事实证明，可以选择其他类型的链条或动力传递装置，例如正时皮带，来代替球链17。
管支撑体4还安装在内齿轮8的两侧，以稳定地旋转状态支撑内齿轮8。为了通过球链17将动力传递到外齿轮13，在管道22中钻一个孔37到球链17穿过的位置(见图3和4)。
另外，通过包裹壳体12来密封外齿轮13的内部，从而水不会流出并且空气不会从外部流出。使用螺栓组装壳体12，以利于内部装置的组装或拆卸。
外齿轮13和发电机10同轴地连接，并且轴11由轴承14轴向地支撑以自由旋转，并且联轴器15被连接动力。发电机10通过发电机基座24稳定地安装在管道22的外部。
另一方面，挠性管18被焊接至管道22的下端，或者通过将螺栓紧固至法兰而固定。这种波纹管结构的挠性管18弥补了大部分管转子单元600是笔直的这一点，从而可以将其安装在螺旋倾斜道路100上，并且在配管过程中校正了长度误差以使配管工作除了能够容易地制造之外，还可以通过以多级安装状态移除任何一个管式转子涡轮单元600来方便地进行更换或维修工作。
此外，当整个设备发生振动时，它会吸收振动，即使发生自然灾害(例如地震)，它也起缓冲作用，因此冲击不会传递到整个管道上，因此可以提高稳定性。
具有这种结构的管式转子涡轮单元600以至少两个或更多个多级重复地安装，同时在供水管线500中保持恒定的间隔。
在安装在最末端的管道转子单元600的管道的末端，依次排放管道518和阀511，然后将其连接到下部水箱300。
多个供水管500和多个固定间隔沿着螺旋坡道100多级连接，该螺旋坡道100从上部储水箱200的底部以螺旋弯曲的形式安装。位于顶部到底部的位置单元600牢固地固定在适当的位置。
如图7所示，在本发明的抽水发电塔中，当通过泵400的抽水将流量确保在上水储罐200中时，在水的顶部形成有入口供水管510。供水管500)通过下落而引入的流动流通过管转子涡轮单元600的发电机10产生。另外，水通过排出管518和连接到最后的管涡轮单元600的阀511被存储在下部储水箱300中。
另外，在供水管500的中部安装有设置有通气孔39的通气管38，以将管内的空气向外部排出。另外，操作泵400以执行泵送操作，在该泵送操作中，下部储水箱300中的水被填充到上部储水箱200中。
在根据本发明的通过多级安装管道转子的泵送发电塔中，可以使用低成本且紧凑的螺旋桨7来构造管道转子涡轮单元600，并且安装发电机10 500)在多个阶段中，因此可以以低成本产生大的电力，并且具有根据需要容易地增加或减少安装数量的优点。
另外，由于通过根据本发明的多级安装管转子的泵送发电塔在确保一定的流量循环的同时发电，因此可以高效地发电并且节省了安装空间。
另外，当通过根据本发明的多级安装管道转子来使用泵送发电塔时，管道沿着螺旋倾斜道路100螺旋地管道连接，并且管道转子涡轮单元600具有长的管道长度。总体上讲，它是分多个阶段安装的，其优点是可以通过势能构造ESS。
在下文中，将描述根据本发明的抽水发电塔的操作。
首先，如果水从诸如自来水或地下水之类的水源或附近的水箱中填充到下水箱300中，并且泵400工作，则上水箱200的水位沿抽水管填充。410达到一定水平或更高。
并且，当打开供水管500的阀511时，从上部储水箱200落下的管的流量通过每个管转子单元600，并且流量状态量(自由下降，流量，流量))螺旋桨7通过能量旋转，并从由球链17供电的发电机10产生动力，并在转换每个发电量后将动力提供给传输或分配线。
另一方面，即使发生多级安装的任何一个管式涡轮机单元600，管式涡轮机单元600的螺旋桨7也处于空转状态，但是剩余的管式涡轮机单元600能够继续发电。因此，由于能够将适当的变换后的电力提供给剩余的多个管式转子涡轮单元600的发电电力，因此具有电力供应稳定的优点。
另一方面，供水管线100是工作道路空间117和管线涡轮单元600，其用作当需要检查或维护时工作车辆或工人可以移动并进行维护工作的空间。它具有安装的管道空间113。
可以通过使用工作道路空间117或使用汽车步行，将要安装有工人和设备的管道涡轮机单元600从地面移动到需要维护或检查的地面位置。另外，通过使用垂直安装在本发明的设备的中央的电梯700，工人或设备可以快速地移动到期望的地板。另外，可以将天文台安装在比上方的上部储水箱200高的位置，并且在这种情况下，可以直接连接到电梯700。
在本发明的抽水式发电塔中，在各管式转子涡轮单元600中以相同的发电能力进行发电，并且由于它们被多级连接，因此可以容易地增加总发电量。容量。
在本发明中，由于通过选择实际需要的区域来进行施工，因此可以使输电塔或输电线路的结构最小化，并且可以在短时间内增加总发电量。
以上，通过实施例对本发明进行了详细说明，但是，这是为了更详细地说明本发明，显然，本领域的普通技术人员可以进行变形或改良。
本发明的所有简单修改或改变都属于本发明的范围，并且本发明的具体保护范围将通过所附权利要求书来阐明。

Claims (7)

1.一种通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，
泵(400)，被泵送至泵送管(410)，以将填充在下部储水箱(300)中的水泵送到上部储水箱(200)；
供水管线(500)，入口供水管(510)从所述上部储水箱(200)的一侧的底表面连接，并且沿着螺旋倾斜道路(100)被管道输送至所述下部储水箱(300)的位置，以传递发电量传递；以及
管转子涡轮单元(600)，包括：驱动轴(2)，穿过流过内部的管道(22)的中心；管支撑体(4)可旋转地安装，同时支撑驱动轴(2)，并且将臂(6)朝向所述管道(22)的内表面延伸；螺旋桨(7),固定在管道支撑体(4)之间的驱动轴(2)上，并通过流速运动而旋转；发电机(10)，通过接收驱动轴(2)的旋转力来发电,
管转子涡轮单元(600)以至少两个或更多个多级布置在供水管线(500)中。
2.根据权利要求1所述的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，管转子涡轮单元(600)具有与驱动轴(2)一起在管支撑体(4)之间旋转的内齿轮(8)，旋转力通过动力传递机构传递至所述内齿轮(8)，使得从管道(22)的外部与轴(15)一起驱动的外齿轮(13)，所述发电机(10)通过外齿轮(13)和轴(15)接收旋转力。
3.根据权利要求1所述的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，与所述驱动轴(2)一体连接的压力支撑件(3)安装在每个管支撑件(4)的每个尖端的位置处，并且在管支撑件(4)的接触部分与压力支撑件(3)之间。
4.根据权利要求1所述的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，所述管支撑体(4)的臂(6)为平板形状，使得与电线的截面积最小，并且轴向长度大于管的半径(22)。
5.根据权利要求1所述的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，具有波纹管结构的挠性管(18)进一步延伸并安装在管道(22)的下端。
6.根据权利要求1所述的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，进一步包括：
螺旋倾斜道路(100)，由多个内部框架柱(116)和外部框架柱(114)支撑，并且以距地面成螺旋状的方式连接至预定高度；
上部储水箱(200)，位于螺旋倾斜道路(100)的上方，并由内框架柱(116)和外框架柱(114)支撑并充满水；
下部储水箱(300)位于地面上，同时保持与上部储水箱(200)的高度差。
7.根据权利要求1所述的通过多级安装管道涡轮机抽水发电塔，其特征在于，在所述螺旋倾斜道路(100)的内部中心，从地面到每个楼层的最高位置和所述上部储水箱(200)还安装有升降机(700)。
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