CN113431728A - 一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置。是流体力学涡旋原理的运用，是一种在筒状体内促使流体产生涡旋提高加速度的流体动能转化成电能的高效能发电装置，该装置通过多个密封腔体进行多级静水增压，通过气水混合流体涡旋发生器转换成流体动能通过附加在中心主轴上的离心叶轮和分散叶轮将动能转化成机械能，驱动中心主轴带动发电机发电。本发明利用压缩空气动力，风力辅助动力，光热光电转化动力，水资源循环利用等手段结合使得低水头微水量水源能够产生高能效的发电装置，且其结构紧凑原理清晰工艺简明易于推广，不受环境条件限制效益明显。不仅可以小型化家用化，也可大型化电站化，应用前景十分广泛。

Description

一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置
技术领域
本发明涉及清洁能源领域，特别是涉及水力发电领域，特别是一种高效能的水力发电装置，特别是一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置。
背景技术
目前的水力发电技术是利用水的位能和势能转化为机械能来发电的，其弊端在于水资源利用率低，需要建造拦水坝，建造成本高，周期长，对生态环境影响大等问题。然而，低水头微水量的水源很难达到高效能电能转化的利用。
因此，现在市面上亟需一种能够解决上述一个或者多个问题的使低水头微水量水源也能产生高效能的发电装置，从而更好的解决水资源利用与环境保护相矛盾的问题，更好的高效能的达到发展利用清洁能源的目的。
发明内容
为解决现有技术中存在的一个或者多个问题，本发明提供了使低水头微水量水源产生高效能的发电装置。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，包括气水混合流体涡旋发生器和垂直轴风力辅助发电机组及其辅助装置所构成，所述气水混合流体涡旋发生器包括：中心主轴、离心叶轮、离心叶轮驱动仓、分散叶轮、分散叶轮驱动筒所构成，所述中心主轴与离心叶轮驱动仓、分散叶轮驱动筒是一个以中心主轴为中心的同心圆筒状结构，所述中心主轴贯穿离心叶轮、分散叶轮并将离心叶轮、分散叶轮固定在中心主轴上，所述离心叶轮位于中心主轴上部，所述离心叶轮置于离心叶轮驱动仓中，所述离心叶轮驱动仓的仓壁中部至少有不少于三个通孔呈顺时针旋切状分布与汽水混合喷嘴连接，所述分散叶轮置于分散叶轮驱动筒中，所述分散叶轮不少于5个，一个分散叶轮置于分散叶轮驱动筒上端，一个分散叶轮置于分散叶轮驱动筒下端，不少于3个分散叶轮等距置于分散叶轮驱动筒中段，所述分散叶轮驱动筒筒壁中部对应分散叶轮，位置水平方向至少有不少于三个通孔呈顺时针旋切状分布并连通汽水混合喷嘴，所述气水混合喷嘴连接束流导管，垂直方向对应水平方向的通孔位置上下也有不少于三个通孔连接连通气水混合喷嘴，所述气水混合喷嘴与束流导管的连接延长线有不少于5度的倾角，所述气水混合喷嘴一端低于束流导管，所述分散叶轮驱动筒下端顺时针一侧设有尾水管接口。
在一些实施例中，所述离心叶轮驱动仓内径大于分散叶轮驱动筒的内径，连接部位用一个漏斗形结构连接成为一个整体，所述分散叶轮驱动筒有底座，底座与分散叶轮驱动筒筒壁边缘密闭，所述离心叶轮驱动仓有顶盖，顶盖与离心叶轮驱动仓仓壁边缘密闭，顶盖边缘开有通孔为进水口，所述离心叶轮顶盖有翻沿与离心叶轮驱动仓仓壁L形封边用滚轴相连，以保证离心叶轮运动时所受摩擦力最小同时在离心叶轮驱动仓内形成上下两个区域，上部为负压仓下部为高压仓，所述离心叶轮顶盖为扇叶结构离心叶轮以中心主轴旋转时将空气和水流往下输送，所述分散叶轮驱动筒底座和离心叶轮驱动仓顶盖中心位置装有防水轴承并与防水轴承外圈固定，中心主轴底部固定在分散叶轮驱动筒底座防水轴承内圈，上端穿过离心叶轮驱动仓顶盖中心轴承由传动装置连接垂直轴风力辅助发电机组。
在一些实施例中，所述垂直轴风力辅助发电机组包括：垂直轴风力叶轮，传动装置，多个与中心主轴呈放射状分布的串接发电机组，主轴中心发电机，齿轮减速器，固定支架所构成，所述与中心主轴呈放射状分布的串接发电机组与中心主轴轴心的连线相互夹角都相等，且是5的倍数；通过传动装置与中心主轴连接，垂直轴风力叶轮在中心主轴与发电机延伸线的外延连接齿轮减速器通过传动装置与串接发电机组相连，并与串接发电机组统一固定固定支架上。
在一些实施例中，所述辅助装置包括集水供水增压装置，所述集水供水增压装置，由增压储水罐、供水集水箱、进水沉砂箱、风琴气水两用增压泵、压缩空气储气罐及电动气泵所构成，所述增压储水罐由多个密封腔体结构组成，设置在气水混合流体涡旋发生器外侧以中心主轴为中心呈放射状分布，与中心主轴轴心的连线距离相等，连线相互夹角都相等并且是5的倍数；所述增压储水罐上下两端都通过管道连通为一个整体，所述增压储水罐内侧壁有通孔连接束流导管，所述束流导管连接气水混合喷嘴，所述气水混合喷嘴连接气水混合流体涡旋发生器的分散叶轮驱动筒，所述增压储水罐的罐体顶部增压装置为外置气囊与内置气囊,外置气囊置于罐体外部，内置气囊置于罐体内部，通过密封装置与罐体相连，外置气囊设有出气管与回气管与内置气囊相连，出气管与回气管用电磁阀控制，外置气囊另有一根进气管连通罐体内设有单向止回阀，所述增压储水罐罐体外侧壁上端设有压力控制阀，外侧壁下端设有外丝活接口，可外接设备，所述增压储水罐底部设有外丝活接口连接风琴气水两用增压泵的中心供水管。
在一些实施例中，所述风琴气水两用增压泵为橡胶柔性材料所制成的密封腔体结构由中心供水管、顶盖，底部橡胶瓣膜，风琴气缸，电磁阀所构成，所述风琴气水两用增压泵中心供水管上端连接增压储水罐，中心供水管下端伸进供水集水箱内部，所述中心供水管装有单向止回阀，所述风琴气水两用增压泵底部橡胶瓣膜连接供水集水箱顶部，并用密封装置与供水集水箱连接，所述风琴气水两用增压泵由风琴气缸控制做上下往复运动，所述气缸由电磁阀控制，所述风琴气水两用增压泵连接压缩空气储气罐为之供气，所述风琴气缸有进气管连接回水活塞增压水泵出气管，所述风琴气缸出气管连接分散叶轮驱动筒的汽水混合喷嘴，所述供水集水箱为密闭结构，顶部通过风琴气水两用增压泵与增压储水罐相连，所述供水集水箱顶部对应增压储水罐位置开孔，开孔孔径同风琴气水两用增压泵底部橡胶瓣膜，所述供水集水箱一侧有管道连接进水沉砂箱另一侧通过回水活塞增压水泵连接回水池，所述进水沉砂箱为密封结构且高于供水集水箱其上部一端设有水源进水管，进水管设有阀门，另一端出水管接进供水集水箱的内部。所述进水沉砂箱一侧下端设有清淤口并设有密封装置。
在一些实施例中，所述压缩空气储气罐进气管连接风琴气水两用增压泵并配备电动气泵供气，所述压缩空气储气罐出气管连接回水活塞增压泵气缸的进气口。
在一些实施例中，所述辅助装置还包括回水增压装置，所述回水增压装置包括回水活塞增压水泵，回水池和尾水散落收集器所构成，所述回水活塞增压水泵为到T形管状结构，一字形管一侧连接供水集水箱另一侧连接回水池两头均装有单向止回阀，竖向管为活塞管，活塞由气缸控制做上下往复运动，所述气缸由电磁阀控制，所述电磁阀设有延时开关，所述气缸进气管连接压缩空气储气罐，出气管连接风琴气水两用增压泵气缸的进气口，所述回水活塞增压水泵至少不少于三个，所述尾水散落收集器置于回水池上方的筒状结构，上下为开口状，下端侧壁有通孔管道连接蜗壳发电机组的蜗壳出水口。
在一些实施例中，所述辅助装置还包括蜗壳发电机组，所述蜗壳发电机组包括蜗壳、发电机、尾水管构成，所述蜗壳内置水轮连接发电机，所述尾水管一端连接分散叶轮驱动筒底部出水口另一端连接蜗壳，所述蜗壳出水口连接尾水散落收集器,所述尾水管上设有阀门。
在一些实施例中，所述辅助装置还包括光热光电发电驱动装置，所述光热光电发电驱动装置包括高位蓄水池、虹吸管、太阳能电池板、太阳能集热玻璃板、热水储水罐、蒸汽发生器构成，所述高位蓄水池为圆筒状，中心与中心主轴同心，所述虹吸管伸入回水池底部，所述虹吸管下端设有单向止回阀，配备电动潜水泵，上端接入高位蓄水池中另有一分支管连接离心叶轮驱动仓仓壁上的汽水混合喷嘴，所述高位蓄水池底部开有通孔设有管道连接离心叶轮驱动仓顶部开口，所述热水储水罐是在高位蓄水池外沿的同心圆密闭腔体结构，进水口连接太阳能集热玻璃板，出水口连接蒸汽发生器，所述太阳能集热玻璃板置于热水储水罐的外沿并与中心主轴呈放射状分布，与热水储水罐有不小于5度的倾角，并不少于六块，所述太阳能集热玻璃板为上下玻璃板的中空密闭的扇形结构，上端进水口通过管道连接高位蓄水池，下端出水口连接热水储水罐，所述蒸汽发生器由电加热棒、缠绕型铜管、高沸点溶液密闭的罐体结构和高压储汽室构成，所述蒸汽发生器进水口连接热水储水罐，出气口连接离心叶轮驱动仓仓壁上的汽水混合喷嘴，所述蒸汽发生器与离心叶轮驱动仓上的汽水混合喷嘴的位置数量相对应，所述太阳能电池板不少于六块并与太阳能集热玻璃板间隔排布并与之一起固定在支架上。所述太阳能电池板配备控制器。
在一些实施例中，所述发电装置的发电机组发电接入总控制器。
本发明的有益效果是：本发明使得低水头微水量水源能够产生高能效的电能，且其结构紧凑原理清楚工艺简明易于推广，不受环境条件限制效益明显。
附图说明
图1为本发明较佳实施例一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置的剖视图；
图2为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的结构示意图；
图3为本发明较佳实施例离心叶轮横剖面示意图；
图4为本发明较佳实施例离心叶轮顶盖俯视图；
图5为本发明较佳实施例离心叶轮驱动仓竖剖面图；
图6为本发明较佳实施例风琴气水两用增压泵剖面图；
图7为本发明较佳实施例光热光电发电驱动装置的剖视图；
图8为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器和增压储水罐的结构示意图；
图9为本发明较佳实施例集水供水增压装置的结构示意图；
图10为本发明较佳实施例蜗壳发电机组和回水池的结构示意图；
图11为本发明较佳实施例发电机组定位图；
图12为本发明较佳实施例水路循环示意图；
图13为本发明较佳实施例气路循环示意图；
图14为本发明较佳实施例光热光电发电驱动装置的俯视图；
图15为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图16为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图17为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图18为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图19为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图20为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图21为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图22为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图23为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图24为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图25为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图26为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图；
图27为本发明较佳实施例气水混合流体涡旋发生器的变换示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
参照图1-图27所示，本发明公开了一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，包括气水混合流体涡旋发生器10和垂直轴风力辅助发电机组20及其辅助装置所构成，所述气水混合流体涡旋发生器10包括：中心主轴11、离心叶轮12、离心叶轮驱动仓13、分散叶轮14、分散叶轮驱动筒15所构成，所述中心主轴11与离心叶轮驱动仓13、分散叶轮驱动筒15是一个以中心主轴11为中心的同心圆筒状结构，所述中心主轴11贯穿离心叶轮 12、分散叶轮14并将离心叶轮12、分散叶轮14固定在中心主轴11上，所述离心叶轮12位于中心主轴11上部，所述离心叶轮12置于离心叶轮驱动仓13 中，所述离心叶轮驱动仓13的仓壁中部至少有不少于三个通孔呈顺时针旋切状分布与汽水混合喷嘴16连接，所述分散叶轮14置于分散叶轮驱动筒15中，所述分散叶轮14不少于5个，一个分散叶轮14置于分散叶轮驱动筒15上端，一个分散叶轮14置于分散叶轮驱动筒15下端，不少于3个分散叶轮14等距置于分散叶轮驱动筒15中段，所述分散叶轮驱动筒15筒壁中部对应分散叶轮 14位置水平方向至少有不少于三个通孔呈顺时针旋切状分布并连通气水混合喷嘴16，所述气水混合喷嘴16连接束流导管17，垂直方向对应水平方向的通孔位置上下也有不少于三个通孔连接连通气水混合喷嘴16，所述气水混合喷嘴16与束流导管17的连接延长线有不少于5度的倾角，所述气水混合喷嘴16一端低于束流导管17，所述分散叶轮驱动筒15下端顺时针一侧设有尾水管接口 18。
具体地，一种使低水头微水量的水源产生高效能的发电装置的实现方法是首先将水源的动水压通过辅助装置进行层级静水增压，通过气水混合流体涡旋发生器10将静水压转换成动能，动能通过附加在中心主轴11上的离心叶轮12 和分散叶轮14将动能转化成机械能，中心主轴11带动发电机发电，从而实现将机械能转化成电能。
具体实现如下：
1)首先通过收集流水经过管道进入进水沉砂箱，实现第一步静水增压；
2)进一步的，进水沉砂箱内的水通过管道进入到供水集水箱内，实现第二步静水增压；
3)进一步的，供水集水箱内的水通过风琴两用增压泵泵压进入到增压储水罐内，实现第三步静水增压；
4)进一步的，水受增压储水罐内的内置气囊体积膨胀压缩罐内体积，实现第四步静水增压；
5)进一步的，经过上述四步的静水增压的高压水流通过束流导管17和压缩空气通过气水混合喷嘴16形成高压气水混合流体旋切进入分散叶轮驱动筒 14内，气水混合流体在分散叶轮驱动筒14内实现涡旋加速，从而将静水压转换成动能；
6)进一步的，通过气水流体涡旋实现的动能，带动分散叶轮14旋转，驱动中心主轴11转动，带动发电机发电，从而实现了将动能转化成机械能，将机械能转化成电能的过程；
7)进一步的，气水混合流体从分散叶轮驱动仓14尾水管进入到蜗壳驱动仓51，带动水轮旋转，驱动发电机，从而再一次将动能转化成机械能，机械能转换成电能的利用过程；
8)进一步的，蜗壳驱动仓51尾水通过尾水散落收集器42实现气水分离，将水收集到回水池41中；
9)进一步的，回水池41中的回水通过回水活塞增压水泵43再一次泵压进供水集水箱32内，从而实现第五步静水增压；
10)进一步的，同时，回水池41中的回水通过虹吸管虹吸到高位蓄水池 61中，从而将回水池41的水从低水位提升到高水位形成位能,通过管道进入到离心叶轮驱动仓13内，形成重力水通过水的重力作用形成势能，驱动离心叶轮12转动，通过离心叶轮12旋转将势能转换成机械能，机械能通过中心主轴 11带动发电机转化成电能；
11)进一步的，高位蓄水池中的水进入到太阳能集热玻璃板中，实现光热转化，通过蒸汽发生器66实现了水的汽化，通过汽水混合喷嘴16进入到离心叶轮驱动仓13内，通过光热转化，将静水能转化成动能，动能通过驱动离心叶轮12的旋转，带动中心主轴11旋转，从而将动能转化成机械能，将机械能再转化成电能；
12)进一步的，本装置增加太阳能电池板，通过太阳能的光电转换，将太阳能转化为电能；
13)进一步的，本装置还增加了垂直轴风力辅助发电机组20，通过传动装置连接中心主轴11，实现风能水能互补，从而实现了高效能；
14)进一步的，实现第三步静水增压装置的风琴气水两用增压泵34和实现第五步静水增压装置的回水活塞增压水泵43的气缸驱动装置由压缩空气储气罐35供气，首先压缩空气储气罐35的出气管连接回水活塞增压水泵43的气缸的进气口，回水活塞增压水泵43的气缸的出气管连接风琴气水两用增压泵34气缸的进气口，风琴气水两用增压泵34气缸的出气管连接分散叶轮驱动筒15的气水混合喷嘴16，从而实现将气体动能转化成流体动能，流体动能通过分散叶轮14转带动中心主轴11旋转，驱动发电机发电，从而实现了动能转化成机械能，机械能转化成电能的高效能目的。
在一些实施例中，所述离心叶轮驱动仓13内径大于分散叶轮驱动筒15的内径，连接部位用一个漏斗形结构连接成为一个整体，所述分散叶轮驱动筒15 有底座，底座与分散叶轮驱动筒15筒壁边缘密闭，所述离心叶轮驱动仓13有顶盖19，顶盖19与离心叶轮驱动仓13仓壁边缘密闭，顶盖19边缘开有通孔为进水口，所述离心叶轮顶盖有翻沿与离心叶轮驱动仓仓壁L形封边用滚轴相连，以保证离心叶轮12运动时所受摩擦力最小同时在离心叶轮驱动仓13内形成上下两个区域，上部为负压仓下部为高压仓，所述离心叶轮顶盖为扇叶结构离心叶轮以中心主轴11旋转时将空气和水流往下输送，所述分散叶轮驱动筒 15底座和离心叶轮驱动仓13顶盖19中心位置装有防水轴承并与防水轴承外圈固定，中心主轴11底部固定在分散叶轮驱动筒15底座防水轴承内圈，上端穿过离心叶轮驱动仓13顶盖19中心轴承由传动装置连接垂直轴风力辅助发电机组20。
在一些实施例中，所述垂直轴风力辅助发电机组20包括：垂直轴风力叶轮21，传动装置22，多个与中心主轴11呈放射状分布的串接发电机组23，主轴中心发电机24，齿轮减速器，固定支架25所构成，所述与中心主轴11呈放射状分布的串接发电机组23与中心主轴11轴心的连线相互夹角都相等，且是 5的倍数；通过传动装置22与中心主轴11连接，垂直轴风力叶轮21在中心主轴11与发电机延伸线的外延连接齿轮减速器通过传动装置22与串接发电机组 23相连，并与串接发电机组23统一固定固定支架25上。
在一些实施例中，所述辅助装置包括集水供水增压装置30，所述集水供水增压装置30，由增压储水罐31、供水集水箱32、进水沉砂箱33、风琴气水两用增压泵34、压缩空气储气罐35及电动气泵所构成，所述增压储水罐31由多个密封腔体结构组成，设置在气水混合流体涡旋发生器10外侧以中心主轴11 为中心呈放射状分布，与中心主轴11轴心的连线距离相等，连线相互夹角都相等并且是5的倍数；所述增压储水罐31上下两端都通过管道连通为一个整体，所述增压储水罐31内侧壁有通孔连接束流导管17，所述束流导管17连接气水混合喷嘴16，所述气水混合喷嘴16连接气水混合流体涡旋发生器10的分散叶轮驱动筒15，所述增压储水罐31的罐体顶部增压装置为外置气囊36与内置气囊37,外置气囊36置于罐体外部，内置气囊37置于罐体内部，通过密封装置与罐体相连，外置气囊36设有出气管38与回气管39与内置气囊37相连，出气管38与回气管39用电磁阀控制，外置气囊36另有一根进气管连通罐体内设有单向止回阀，所述增压储水罐31罐体外侧壁上端设有压力控制阀，外侧壁下端设有外丝活接口，可外接设备，所述增压储水罐31底部设有外丝活接口连接风琴气水两用增压泵34的中心供水管。
在一些实施例中，所述风琴气水两用增压泵34为橡胶柔性材料所制成的密封腔体结构由中心供水管341、顶盖342，底部橡胶瓣膜343，风琴气缸344，电磁阀所构成，所述风琴气水两用增压泵34中心供水管341上端连接增压储水罐31，中心供水管341下端伸进供水集水箱32内部，所述中心供水管装341 有单向止回阀，所述风琴气水两用增压泵34底部橡胶瓣膜343连接供水集水箱32顶部，并用密封装置与供水集水箱32连接，所述风琴气水两用增压泵34 由风琴气缸344控制做上下往复运动，所述气缸由电磁阀控制，所述风琴气水两用增压泵34连接压缩空气储气罐35为之供气，所述风琴气缸344有进气管连接回水活塞增压水泵出气管38，所述风琴气缸344出气管38连接分散叶轮驱动筒15的气水混合喷嘴16，所述供水集水箱32为密闭结构，顶部通过风琴气水两用增压泵34与增压储水罐31相连，所述供水集水箱32顶部对应增压储水罐31位置开孔，开孔孔径同风琴气水两用增压泵34底部橡胶瓣膜343，所述供水集水箱32一侧有管道连接进水沉砂箱33另一侧通过回水活塞增压水泵连接回水池，所述进水沉砂箱33为密封结构且高于供水集水箱32其上部一端设有水源进水管，进水管设有阀门，另一端出水管接进供水集水箱32的内部。所述进水沉砂箱33一侧下端设有清淤口并设有密封装置。
在一些实施例中，所述压缩空气储气罐35进气管连接风琴气水两用增压泵34并配备电动气泵供气，所述压缩空气储气罐35出气管38连接回水活塞增压泵气缸的进气口。
在一些实施例中，所述辅助装置还包括回水增压装置40，所述回水增压装置40包括回水活塞增压水泵43，回水池41和尾水散落收集器42所构成，所述回水活塞增压水泵43为到T形管状结构，一字形管一侧连接供水集水箱32 另一侧连接回水池41两头均装有单向止回阀44，竖向管为活塞管45，活塞由气缸控制做上下往复运动，所述气缸由电磁阀控制，所述电磁阀设有延时开关，所述气缸进气管连接压缩空气储气罐35，出气管38连接风琴气水两用增压泵 34气缸的进气口，所述回水活塞增压水泵43至少不少于三个，所述尾水散落收集器42置于回水池41上方的筒状结构，上下为开口状，下端侧壁有通孔管道连接蜗壳发电机组的蜗壳出水口。
在一些实施例中，所述辅助装置还包括蜗壳发电机组50，所述蜗壳发电机组50包括蜗壳51、发电机52、尾水管53构成，所述蜗壳51内置水轮连接发电机52，所述尾水管53一端连接分散叶轮驱动筒15底部出水口另一端连接蜗壳51，所述蜗壳51出水口连接尾水散落收集器42,所述尾水管53上设有阀门。
在一些实施例中，所述辅助装置还包括光热光电发电驱动装置60，所述光热光电发电驱动装置60包括高位蓄水池61、虹吸管62、太阳能电池板63、太阳能集热玻璃板64、热水储水罐65、蒸汽发生器66构成，所述高位蓄水池61 为圆筒状，中心与中心主轴11同心，所述虹吸管62伸入回水池41底部，所述虹吸管62下端设有单向止回阀，配备电动潜水泵，上端接入高位蓄水池61 中另有一分支管连接离心叶轮驱动仓13仓壁上的汽水混合喷嘴16，所述高位蓄水池()61底部开有通孔设有管道连接离心叶轮驱动仓13顶部开口，所述热水储水罐65是在高位蓄水池61外沿的同心圆密闭腔体结构，进水口连接太阳能集热玻璃板64，出水口连接蒸汽发生器66，所述太阳能集热玻璃板64置于热水储水罐65的外沿并与中心主轴11呈放射状分布，与热水储水罐65有不小于5度的倾角，并不少于六块沿中心主轴11放射状分布与热水储水罐65有不小于5度的倾角，所述太阳能集热玻璃板64为上下玻璃板的中空密闭的扇形结构，上端进水口通过管道连接高位蓄水池61，下端出水口连接热水储水罐65，所述蒸汽发生器66由电加热棒、缠绕型铜管、高沸点溶液密闭的罐体结构和高压储气室构成，所述蒸汽发生器66进水口连接热水储水罐65，出气口连接离心叶轮驱动仓13仓壁上的汽水混合喷嘴16，所述蒸汽发生器66与离心叶轮驱动仓13上的汽水混合喷嘴16的位置数量相对应，所述太阳能电池板63 不少于六块并与太阳能集热玻璃板64间隔排布并与之一起固定在支架上。所述太阳能电池板63配备控制器。
在一些实施例中，所述发电装置的发电机52组发电接入总控制器。
综上所述，本发明使得低水头微水量水源能够产生高能效的电能，且其结构紧凑原理清晰工艺简明易于推广，不受环境条件限制效益明显。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，包括气水混合流体涡旋发生器和垂直轴风力辅助发电机组及其辅助装置所构成，所述气水混合流体涡旋发生器包括：中心主轴、离心叶轮、离心叶轮驱动仓、分散叶轮、分散叶轮驱动筒所构成，所述中心主轴与离心叶轮驱动仓、分散叶轮驱动筒是一个以中心主轴为中心的同心圆筒状结构，所述中心主轴贯穿离心叶轮、分散叶轮并将离心叶轮、分散叶轮固定在中心主轴上，所述离心叶轮位于中心主轴上部，所述离心叶轮置于离心叶轮驱动仓中，所述离心叶轮驱动仓的仓壁中部至少有不少于三个通孔呈顺时针旋切状分布与汽水混合喷嘴连接，所述分散叶轮置于分散叶轮驱动筒中，所述分散叶轮不少于5个，一个分散叶轮置于分散叶轮驱动筒上端，一个分散叶轮置于分散叶轮驱动筒下端，不少于3个分散叶轮等距置于分散叶轮驱动筒中段，所述分散叶轮驱动筒筒壁中部对应分散叶轮位置水平方向至少有不少于三个通孔呈顺时针旋切状分布并连通汽水混合喷嘴，所述汽水混合喷嘴连接束流导管，垂直方向对应水平方向的通孔位置上下也有不少于三个通孔连接连通汽水混合喷嘴，所述汽水混合喷嘴与束流导管的连接延长线有不少于5度的倾角，所述汽水混合喷嘴一端低于束流导管，所述分散叶轮驱动筒下端顺时针一侧设有尾水管接口。
2.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述离心叶轮驱动仓内径大于分散叶轮驱动筒的内径，连接部位用一个漏斗形结构连接成为一个整体，所述分散叶轮驱动筒有底座，底座与分散叶轮驱动筒筒壁边缘密闭，所述离心叶轮驱动仓有顶盖，顶盖与离心叶轮驱动仓仓壁边缘密闭，顶盖边缘开有通孔为进水口，所述离心叶轮顶盖有翻沿与离心叶轮驱动仓仓壁L形封边用滚轴相连，以保证离心叶轮运动时所受摩擦力最小同时在离心叶轮驱动仓内形成上下两个区域，上部为负压仓下部为高压仓，所述离心叶轮顶盖为扇叶结构，离心叶轮以中心主轴旋转时将空气和水流往下输送，所述分散叶轮驱动筒底座和离心叶轮驱动仓顶盖中心位置装有防水轴承并与防水轴承外圈固定，中心主轴底部固定在分散叶轮驱动筒底座防水轴承内圈，上端穿过离心叶轮驱动仓顶盖中心轴承由传动装置连接垂直轴风力辅助发电机组。
3.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述垂直轴风力辅助发电机组包括：垂直轴风力叶轮，传动装置，多个与中心主轴呈放射状分布的串接发电机组，主轴中心发电机，齿轮减速器，固定支架所构成，所述与中心主轴呈放射状分布的串接发电机组与中心主轴轴心的连线相互夹角都相等，且是5的倍数；通过传动装置与中心主轴连接，垂直轴风力叶轮在中心主轴与发电机延伸线的外延连接齿轮减速器通过传动装置与串接发电机组相连，并与串接发电机组统一固定固定支架上。
4.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述辅助装置包括集水供水增压装置，所述集水供水增压装置，由增压储水罐、供水集水箱、进水沉砂箱、风琴气水两用增压泵、压缩空气储气罐及电动气泵所构成，所述增压储水罐由多个密封腔体结构组成，设置在气水混合流体涡旋发生器外侧以中心主轴为中心呈放射状分布，与中心主轴轴心的连线距离相等，连线相互夹角都相等且是5的倍数；所述增压储水罐上下两端都通过管道连通为一个整体，所述增压储水罐内侧壁有通孔连接束流导管，所述束流导管连接汽水混合喷嘴，所述汽水混合喷嘴连接气水混合流体涡旋发生器的分散叶轮驱动筒，所述增压储水罐的罐体顶部增压装置为外置气囊与内置气囊,外置气囊置于罐体外部，内置气囊置于罐体内部，通过密封装置与罐体相连，外置气囊设有出气管与回气管与内置气囊相连，出气管与回气管用电磁阀控制，外置气囊另有一根进气管连通罐体内设有单向止回阀，所述增压储水罐罐体外侧壁上端设有压力控制阀，外侧壁下端设有外丝活接口，可外接设备，所述增压储水罐底部设有外丝活接口连接风琴气水两用增压泵的中心供水管。
5.根据权利要求4所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述风琴气水两用增压泵为橡胶柔性材料所制成的密封腔体结构由中心供水管、顶盖，底部橡胶瓣膜，风琴气缸，电磁阀所构成，所述风琴气水两用增压泵中心供水管上端连接增压储水罐，中心供水管下端伸进供水集水箱内部，所述中心供水管装有单向止回阀，所述风琴气水两用增压泵底部橡胶瓣膜连接供水集水箱顶部，并用密封装置与供水集水箱连接，所述风琴气水两用增压泵由风琴气缸控制做上下往复运动，所述气缸由电磁阀控制，所述风琴气水两用增压泵连接压缩空气储气罐为之供气，所述风琴气缸有进气管连接回水活塞增压水泵出气管，所述风琴气缸出气管连接分散叶轮驱动筒的汽水混合喷嘴，所述供水集水箱为密闭结构，顶部通过风琴气水两用增压泵与增压储水罐相连，所述供水集水箱顶部对应增压储水罐位置开孔，开孔孔径同风琴气水两用增压泵底部橡胶瓣膜，所述供水集水箱一侧有管道连接进水沉砂箱另一侧通过回水活塞增压水泵连接回水池，所述进水沉砂箱为密封结构且高于供水集水箱，其上部一端设有水源进水管，进水管设有阀门，另一端出水管接进供水集水箱的内部，所述进水沉砂箱一侧下端设有清淤口并设有密封装置。
6.根据权利要求4所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述压缩空气储气罐进气管连接风琴气水两用增压泵并配备电动气泵供气，所述压缩空气储气罐出气管连接回水活塞增压泵气缸的进气口。
7.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述辅助装置还包括回水增压装置，所述回水增压装置包括回水活塞增压水泵，回水池和尾水散落收集器所构成，所述回水活塞增压水泵为到T形管状结构，一字形管一侧连接供水集水箱另一侧连接回水池两头均装有单向止回阀，竖向管为活塞管，活塞由气缸控制做上下往复运动，所述气缸由电磁阀控制，所述电磁阀设有延时开关，所述气缸进气管连接压缩空气储气罐，出气管连接风琴气水两用增压泵气缸的进气口，所述回水活塞增压水泵至少不少于三个，所述尾水散落收集器置于回水池上方的筒状结构，上下为开口状，下端侧壁有通孔管道连接蜗壳发电机组的蜗壳出水口。
8.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述辅助装置还包括蜗壳发电机组，所述蜗壳发电机组包括蜗壳、发电机、尾水管构成，所述蜗壳内置水轮连接发电机，所述尾水管一端连接分散叶轮驱动筒底部出水口另一端连接蜗壳，所述蜗壳出水口连接尾水散落收集器,所述尾水管上设有阀门。
9.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述辅助装置还包括光热光电发电驱动装置，所述光热光电发电驱动装置包括高位蓄水池、虹吸管、太阳能电池板、太阳能集热玻璃板、热水储水罐、蒸汽发生器构成，所述高位蓄水池为圆筒状，中心与中心主轴同心，所述虹吸管伸入回水池底部，所述虹吸管下端设有单向止回阀，配备电动潜水泵，上端接入高位蓄水池中另有一分支管连接离心叶轮驱动仓仓壁上的汽水混合喷嘴，所述高位蓄水池底部开有通孔设有管道连接离心叶轮驱动仓顶部开口，所述热水储水罐是在高位蓄水池外沿的同心圆密闭腔体结构，进水口连接太阳能集热玻璃板，出水口连接蒸汽发生器，所述太阳能集热玻璃板置于热水储水罐的外沿并与中心主轴呈放射状分布，与热水储水罐有不小于5度的倾角，并不少于六块，所述太阳能集热玻璃板为上下玻璃板的中空密闭的扇形结构，上端进水口通过管道连接高位蓄水池，下端出水口连接热水储水罐，所述蒸汽发生器由电加热棒、缠绕型铜管、高沸点溶液密闭的罐体结构和高压储汽室构成，所述蒸汽发生器进水口连接热水储水罐，出汽口连接离心叶轮驱动仓仓壁上的汽水混合喷嘴，所述蒸汽发生器与离心叶轮驱动仓上的汽水混合喷嘴的位置数量相对应，所述太阳能电池板不少于六块并与太阳能集热玻璃板间隔排布并与之一起固定在支架上，所述太阳能电池板配备控制器。
10.根据权利要求1所述的使低水头微水量水源产生高效能的发电装置，其特征在于，所述发电装置的发电机组发电接入总控制器。
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