CN115370523A - 一种水中集能立体发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水中集能立体发电系统，分利用江河湖海资源，在不构筑堤坝的情况下，即可利用水能进行发电，创造出低碳、绿色无污染的清洁电能源，包括工作室、底部设置有入水口的工作平台、柔性连接部、采用内布增压系统构建水势能的立体发电装置及散水板，所述工作室设置在工作平台上，工作平台通过柔性连接部连接立体发电装置，入水口连通立体发电装置，散水板设置在立体发电装置的尾水排水底部，所在水域处的水体经入水口过工作平台进入立体发电装置内进行水力发电，在立体发电装置内利用水势力做功发电后的尾水通过散水板在不大力冲击水底泥沙的情况下即可平缓顺畅的被排出。

Description

一种水中集能立体发电系统

技术领域

本发明涉及水力发电技术领域，具体地说，是一种水中集能立体发电系统。

背景技术

目前的电力系统中，火电依然占据较大份额，这是因为水电的利用率依然不够，而风电和核电等也各自存在一些技术或能源上的不足，导致成本高、污染大的火电依然无法被完全替代。水电系统因其具有成本低、污染小的优点，是理想的发电系统。但是，水电的动力源——河流存在一些自然条件的约束：为了提高水的势能，需要尽量增大水的落差，现在采用的方式是建立拦河大坝形成水库，从而在水库的拦河坝位置形成足够大的水深，将高位的水引至低位的发电机，由高落差、高势能的水冲击发电机的水轮，实现发电的目的。但建设水库会淹没大片区域，因此需要移民，而且水库建设也非常费时费力，所以建设成本很高；另外，水库建成后，因常年蓄水的大面积的水域会产生大量的水蒸气，对水库周围的自然环境会造成一定影响。

海、江、河本来就有足够的水深，如果能够利用海、江、河的自然水源发电，则会拥有源源不断的动力源，在枯水季节也有足够的动力保障，从而可逐渐取代火电等高成本、高污染的发电系统。

发明内容

本发明的目的在于设计一种水中集能立体发电系统，充分利用江河湖海资源，在不构筑堤坝的情况下，即可利用水能进行发电，创造出低碳、绿色无污染的清洁电能源。

本发明通过下述技术方案实现：一种水中集能立体发电系统，包括工作室、底部设置有入水口的工作平台、柔性连接部、采用内布增压系统构建水势能的立体发电装置及散水板，所述工作室设置在工作平台上，工作平台通过柔性连接部连接立体发电装置，入水口连通立体发电装置，散水板设置在立体发电装置的尾水排水底部。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述工作平台采用斜坡底结构，入水口设置在斜坡上，在工作平台内设置有精准控制器和电能输送控制柜。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述立体发电装置包括立体发电装置机仓外壳，在立体发电装置机仓外壳内设置有上部旋流式增压系统、发电机仓、水轮机仓及下部旋流式增压系统，上部旋流式增压系统设置在近柔性连接部侧，下部旋流式增压系统设置在远柔性连接部侧，所述入水口通过管道连通上部旋流式增压系统的进水口，上部旋流式增压系统的出水口连通水轮机仓，水轮机仓动力连接发电机仓，水轮机仓还接通下部旋流式增压系统的进水口，下部旋流式增压系统的出水口接通立体发电装置机仓外壳的出水口，出水口活动配合散水板。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：在所述入水口与上部旋流式增压系统的进水口之间的管道上设置有入水控制器；在立体发电装置机仓外壳上亦设置有用于对出水口的出水进行控制的出水控制器，入水控制器和出水控制器皆连接精准控制器。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述发电机仓内设置有水能发电机组，水轮机仓内设置有调速器、水轮机组，所述上部旋流式增压系统的出水口通过导流管连接水轮机组，水轮机组的导水叶设置调速器，调速器通过传动杆连接水能发电机组，所述水轮机组的出水口通过管道连通下部旋流式增压系统的进水口；所述水能发电机组通过输电线连接电能输送控制柜。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述发电机仓设置在水轮机仓的上方。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述散水板内通过固定件设置有散水板空气仓，散水板通过连接板设置在立体发电装置的尾水排水底部。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：在所述工作室上还设置有带有指示灯的红旗。

进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：还包括工作于水中集能立体发电系统中的机器人。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明设置在水中，立体发电装置工作于适合的水面下，整个系统的入水口、出水口可以进行智能精准控制，控制出入水的流量，入水口进入的水经做功发电后，形成的尾水在出水控制器和散水板的配合作用下能够克服出口压力，达到不冲击江、河、海、湖泊水底泥沙的情况下顺利流出。

本发明的应用时无需拦河筑堤，不会改变生态平衡，并且环保。

本发明建站时，不拦河，不筑堤，不改变生态，还能美化江河湖海。建站之处，就成了美丽风景线，一举多得。

本发明在使用时，能够达到水从哪里来又还原于哪里的效果，可谓无水耗的天然资源。

本发明具有建站快，成本低，省时、省力、省钱的特性，且效益高，每度电的直接成本低于0.1元。

本发明在工作时，在确保处于基本工作水位中，不受洪涝等影响电能的生产。

本发明能够在江河湖海就近城市建站，使得输电距离变得更短。

本发明所述立体发电装置可设为全部沉浮于水面下一定位置，因立体装置，其立体空间点小，辽阔、流动、自然变化的水面形成天然屏障，水面上看不出该装置目标，具有备战理念。

本发明亦能够在船舶潜艇上实施。

本发明通过水面上的工作平台及工作室与底部的散水板空气仓共同对整体产生沉浮作用，使整体始终处于相对适宜的水位中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图(展示立体发电装置内部设置结构)。

其中，1-红旗、2-工作室、3-工作平台、4-柔性连接部、5-立体发电装置、6-散水板空气仓、7-指示灯、8-机器人、9-精准控制器、10-固定缆绳、11-入水口、12-固定件、13-连接板、14-出水口、15-电能输送控制柜、16-输电线、17- 上部旋流式增压系统、18-水能发电机组、19-传动杆、20-入水控制器、21-调速器、22-下部旋流式增压系统、23-出水控制器、24-散水板、25-水轮机组、 26-导流管、27-发电机仓。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“布设”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，具体通过什么手段不限于螺接、过盈配合、铆接、螺纹辅助连接等各种常规机械连接方式。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

如图1～图2所示，一种水中集能立体发电系统，充分利用江河湖海资源，在不构筑堤坝的情况下，即可利用水能进行发电，创造出低碳、绿色无污染的清洁电能源，包括工作室2、底部设置有入水口11的工作平台3、柔性连接部4、采用内布增压系统构建水势能的立体发电装置5及散水板24，所述工作室2内嵌或平置的方式安装设置在工作平台3上，并且工作室2和工作平台互通，工作人员能够通过工作室2进入到工作平台3内部，工作平台3通过柔性连接部4连接立体发电装置5，优选的工作平台3通过柔性连接部4连接立体发电装置5的上部，并且工作平台3、柔性连接部4和立体发电装置5三者互通，使得工作人员能够通过工作平台3经柔性连接部4进入到立体发电装置 5内；入水口11连通立体发电装置5，使得所出水域内的水能够通过入水口11 进入到立体发电装置5内进行水力发电，散水板24设置在立体发电装置5的尾水排水底部，在立体发电装置5内利用水势力做功发电后的尾水能够通过散水板24在不大力冲击水底泥沙的情况下即可平缓顺畅的被排出。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述工作平台3采用斜坡底结构，入水口11设置在斜坡上，在工作平台3内设置有精准控制器9和电能输送控制柜15。

作为优选的设置方案，工作平台3可以采用类似船的造型设计结构，在工作平台3的斜坡底且近整体底部位置设置入水口11，其所设计的入水口能够保障无论工作平台3向那个方向移动都能够使水域内的水进入，为加强对立体发电装置5的进水和出水的精准控制，从而使得整个系统的发电效率更高，在工作平台3内还安装有对入水和出水进行精准控制的精准控制器9；为使得立体发电装置5中通过水力发电所产生的电能能够被输送到所在地域内的电网中，同时亦可为立体发电系统的用电系统进行供电，在工作平台3内部或工作室2 内部或工作平台3上或工作室2上还安装有电能输出控制柜15，使得立体发电装置5产生的电能通过电能输出控制柜15进行输出控制。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述立体发电装置5包括立体发电装置机仓外壳，在立体发电装置机仓外壳内设置有上部旋流式增压系统17、发电机仓27、水轮机仓及下部旋流式增压系统22，上部旋流式增压系统17设置在近柔性连接部4侧，下部旋流式增压系统22设置在远柔性连接部4侧，所述入水口11通过管道连通上部旋流式增压系统17的进水口，上部旋流式增压系统17的出水口连通水轮机仓，水轮机仓动力连接发电机仓27，水轮机仓还接通下部旋流式增压系统22的进水口，下部旋流式增压系统22的出水口接通立体发电装置机仓外壳的出水口14，出水口14活动配合散水板 24。

作为优选的设置方案，立体发电装置5主要由立体发电装置机仓外壳及设置在立体发电装置机仓外壳内的四大功能系统：上部旋流式增压系统17、发电机仓27、水轮机仓及下部旋流式增压系统22，其中，上部旋流式增压系统17 设置在近柔性连接部4侧，其进水口通过布设在柔性连接部4内的管道与入水口11相连通，出水口连通水轮机仓；下部旋流式增压系统22设置在远柔性连接部4侧，其进水口连通水轮机仓，出水口连通立体发电装置机仓外壳的出水口14，而出水口14活动配合散水板24；水轮机仓动力连接发电机仓27，在立体发电装置机仓外壳内部空间中，两者位于上部旋流式增压系统17和下部旋流式增压系统22之间。

为尽可能最大化的得到水的势能，将发电机仓27设置在水轮机仓的上方，使得上部旋流式增压系统17内的水体与水轮机仓内能够完成水的势能到动能的转化的转化设备之间的落差更高，由于尽可能的提高了落差高度，从而能够尽可能的增加水的势能，使得转化效果更佳。

工作时，水域内的水体通过入水口11经管道进入上部旋流式增压系统17 内进行压力和势能的提升，而后排入到水轮机仓内进行势能做功，使得水轮机仓内得到的动能进一步通过发电机仓内设置的用于发电的设备进行做功发电，水轮机仓内做完工的尾水将排入到下部旋流式增压系统22加压后通过出水口 14利用散水板24在不大力冲击水底泥沙的情况下平缓顺畅的排出。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：在所述入水口11与上部旋流式增压系统17的进水口之间的管道上设置有入水控制器20；在立体发电装置机仓外壳上亦设置有用于对出水口14的出水进行控制的出水控制器23，入水控制器20和出水控制器23皆连接精准控制器9。

作为优选的设置方案，为便于对进水进行精准化的控制，在入水口11与上部旋流式增压系统17的进水口之间的管道上安装入水控制器20，通过精准控制器9对入水控制器20进行精准控制，精准的控制入水量的大小；为便于对出水进行精准化的控制，在立体发电装置机仓外壳上安装有用于对出水口14 的出水流量进行控制的出水控制器23，通过精准控制器9对出水控制器23进行精准控制，精准的控制出水量的大小。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述发电机仓27内设置有水能发电机组18，水轮机仓内设置有调速器21、水轮机组25，所述上部旋流式增压系统17的出水口通过导流管26连接水轮机组25，水轮机组25的导水叶设置调速器21，调速器21通过传动杆19连接水能发电机组18，所述水轮机组25的出水口通过管道连通下部旋流式增压系统22的进水口；所述水能发电机组18通过输电线16连接电能输送控制柜15。

作为优选的设置方案，发电机仓27内安装有水能发电机组18，水轮机仓内安装有调速器21、水轮机组25，上部旋流式增压系统17的出水口通过导流管26连接水轮机组25，水轮机组25的导水叶设置调速器21，调速器21通过传动杆19连接水能发电机组18，水轮机组25的出水口通过管道连通下部旋流式增压系统22的进水口；水能发电机组18通过输电线16连接电能输送控制柜15。

工作时，经上部旋流式增压系统17加压提势后的水体通过导流管26冲击水轮机组25，水轮机组25输出侧的传动件连接调速器21，水轮机组25运转后，通过调速器21调速后利用传动杆19带动水能发电机组18进行发电，产生的电能将通过输电线16经电能输出控制柜15控制输出；水体冲击水轮机组 25做功后形成的尾水将经水轮机组的出水口通过管道进入到下部旋流式增压系统22内，经加压后通过出水口14利用散水板24在不大力冲击水底泥沙的情况下平缓顺畅的排出。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：所述散水板24内通过固定件12设置有散水板空气仓6，散水板24通过连接板13设置在立体发电装置5的尾水排水底部，散水板空气仓6，经水量调节，有沉浮效果，与水面上的工作平台3共同对整个发电系统产生沉浮作用，使整体始终处于相对适用的水位中；在进行排水时，出水通过散水板24松散地流出，对水底泥沙没有冲击效果。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：在所述工作室2上还设置有带有指示灯7的红旗1，指示灯7用于指示发电机仓是否正常工作，当正常发电时，可通过显示红色光进行指示。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1～图2所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种水中集能立体发电系统，特别采用下述设置结构：还包括工作于水中集能立体发电系统中的机器人8，机器人8的设置，能够使得其工作于水中集能立体发电系统中个，进行诸如调试、检测、维修、启动灯多种工作，从而达到更加智能化的目的。

本发明通过专有的立体发电装置将其安装于海河江湖中，集水能发电，让海河江湖做为永不停息的天然资源，创造绿色清洁的电能源。该发电系统在全国乃至世界上的海河江湖水中实施，安排专有智能化机器人(机器人8)工作，操作方便适用。该立体发电装置作为水中发电单元，永不停息地发电。建站时，不拦河，不筑堤，不改变生态，还能美化江河湖海。建站之处，就成了美丽风景线，一举多得。

整个增压系统(上部旋流式增压系统17、下部旋流式增压系统22)、水能发电机组18的管道系统均有密封、抗腐触、抗压功能，工作人员或智能机器人通过网络，对机组及各阀门进行智能化自动监测，控制，检修，增压系统及控制系统可用电网低谷电能。

本发明可走向世界，适合全世界的江、河、海洋及湖泊安装，无止境源源不断地为全世界創造清洁能源，造福全人类。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水中集能立体发电系统，其特征在于：包括工作室（2）、底部设置有入水口（11）的工作平台（3）、柔性连接部（4）、采用内布增压系统构建水势能的立体发电装置（5）及散水板（24），所述工作室（2）设置在工作平台（3）上，工作平台（3）通过柔性连接部（4）连接立体发电装置（5），入水口（11）连通立体发电装置（5），散水板（24）设置在立体发电装置（5）的尾水排水底部。

2.根据权利要求1所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：所述工作平台（3）采用斜坡底结构，入水口（11）设置在斜坡上，在工作平台（3）内设置有精准控制器（9）和电能输送控制柜（15）。

3.根据权利要求1所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：所述立体发电装置（5）包括立体发电装置机仓外壳，在立体发电装置机仓外壳内设置有上部旋流式增压系统（17）、发电机仓（27）、水轮机仓及下部旋流式增压系统（22），上部旋流式增压系统（17）设置在近柔性连接部（4）侧，下部旋流式增压系统（22）设置在远柔性连接部（4）侧，所述入水口（11）通过管道连通上部旋流式增压系统（17）的进水口，上部旋流式增压系统（17）的出水口连通水轮机仓，水轮机仓动力连接发电机仓（27），水轮机仓还接通下部旋流式增压系统（22）的进水口，下部旋流式增压系统（22）的出水口接通立体发电装置机仓外壳的出水口（14），出水口（14）活动配合散水板（24）。

4.根据权利要求3所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：在所述入水口（11）与上部旋流式增压系统（17）的进水口之间的管道上设置有入水控制器（20）；在立体发电装置机仓外壳上亦设置有用于对出水口（14）的出水进行控制的出水控制器（23）。

5.根据权利要求3所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：所述发电机仓（27）内设置有水能发电机组（18），水轮机仓内设置有调速器（21）、水轮机组（25），所述上部旋流式增压系统（17）的出水口通过导流管（26）连接水轮机组（25），水轮机组（25）的导水叶设置调速器（21），调速器（21）通过传动杆（19）连接水能发电机组（18），所述水轮机组（25）的出水口通过管道连通下部旋流式增压系统（22）的进水口。

6.根据权利要求4或5所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：所述发电机仓（27）设置在水轮机仓的上方。

7.根据权利要求1~5任一项所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：所述散水板（24）内通过固定件（12）设置有散水板空气仓（6），散水板（24）通过连接板（13）设置在立体发电装置（5）的尾水排水底部。

8.根据权利要求1~5任一项所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：在所述工作室（2）上还设置有带有指示灯（7）的红旗（1）。

9.根据权利要求1~5任一项所述的一种水中集能立体发电系统，其特征在于：还包括工作于水中集能立体发电系统中的机器人（8）。

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