CN202867079U - 液体重力发电系统 - Google Patents

Abstract

一种液体重力发电系统，包括水车能量转换系统、液体循环系统；水车能量转换系统包括支架（1）、水车（12）和发电系统（4），圆形水车（12）的中轴固定在所述支架（1）的中部，在水车（12）的外圈均匀分布多个水斗（3），在水车（12）的中轴部位固定设有一个带动发电系统（4）运作的齿轮（11）；所述液体循环系统包括水泵（8）、支架上部的水箱（9）、固定于支架（1）且两端分别连接水泵（8）和水箱（9）的水管（10）。本实用新型是一种全新的能源理念，是清洁再生能源。没有目前清洁再生能源的弊端，具有投资小、成本低、效率高、运行稳定，功率大小自选灵活、布点方便，可就近供电的优势。

Description

液体重力发电系统

技术领域

本实用新型涉及能源转换和发电系统，具体说是一种利用液体重力在圆弧面做功的发电系统。水电站发电、光伏发电、风能发电、生物能-沼气发电、海洋潮汐发电等，不受人力控制，甚至变化无常，电网调度难度大。

背景技术

经济发展需要能源的支撑，而目前的一个紧要问题就是能源紧缺。化石能源消耗会增加碳排量。新的绿色能源备受关注。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种清洁无污染的液体重力发电系统。

所述液体重力发电系统，其特征是：包括水车能量转换系统、液体循环系统；水车能量转换系统包括支架、水车和发电系统，圆形水车的中轴固定在所述支架的中部，在水车的外圈均匀分布多个水斗，在水车的中轴部位固定设有一个带动发电系统运作的齿轮；所述液体循环系统包括水泵、支架上部的水箱、固定于支架且两端分别连接水泵和水箱的水管、水池，所述水泵从所述水池中抽取液体，并通过水管输送到水箱，在支架下部装有放水装置。

所述水车外圈的半径是齿轮半径的十倍以上。

本实用新型是一种全新的能源理念，是清洁再生能源。没有目前清洁再生能源的弊端，具有投资小、成本低、效率高、运行稳定，功率大小自选灵活、布点方便，可就近供电的优势。特别是将现有的水电站发电系统改为本实用新型的发电系统，所带来的电站效益、社会效益、环境效益可观。

附图说明

图1是本实用新型实施例一结构示意图，

图2是本实用新型实施例二结构示意图。

图中：1—支架，2—水箱阀门，3—水斗，4—发电系统，5—放水装置，6—水池，7—蓄电池，8—水泵，9—水箱，10—水管，11—齿轮，12—并网线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：如图1、2实施例中所示液体重力发电系统，包括水车能量转换系统、液体循环系统；水车能量转换系统包括支架1、水车12和发电系统4，圆形水车12的中轴固定在所述支架1的中部，在水车12的外圈均匀分布多个水斗3，在水车12的中轴部位固定设有一个带动发电系统4运作的齿轮11；所述液体循环系统包括水泵8、支架上部的水箱9、固定于支架1且两端分别连接水泵8和水箱9的水管10、水池6，所述水泵8从所述水池6中抽取液体，并通过水管10输送到水箱9，在支架1下部装有放水装置5。所述水车12外圈的半径是齿轮11半径的十倍以上。其中图1的实施例1是水斗内置式的发电系统，图2是水斗外挂式的发电系统。

整个系统运行时，由水泵8从水池6中抽取液体，沿水管10输送到支架1上部的水箱9中，水箱9带水箱阀门2，当水车外圈的水斗3运转到水箱9处时，水箱阀门2被带开，水箱中的液体流到水斗3中，并在前方满载水斗的重力作用下继续向前运转，满载的水斗在运转过程中，沿着圆弧线做功，水车被带动旋转，同时水车中轴部的齿轮11被带动旋转时，通过齿轮组或直接带动发电机运转发电，输出的电能由蓄电池7储存（仅供启动时使用）和并网。

当满载水斗3运转到支架1的下部，遇到放水装置5，水斗3中的液体被倾倒于（或顶开阀门板放入）水池6中，提供给水泵循环利用，因此本系统除了水泵所需能源外，无需消耗额外的资源。水斗随水车上升时所产生的负载很小，由下降时的重力所抵消，仅需考虑水车空转摩擦消耗问题；而水斗在作圆弧下降运动时呈滑行位移，将水斗里的满负载形成杠杆放大。因此水斗所产生的能源远大于水泵所消耗的能源。尽管结论看似违背了能量守恒定律，但是申请人坚持认为有如下的公式可以证明：

设齿轮的半径为X，水箱中心到中轴的半径为Y，满载水斗的液体重量为G，为简化算式，现以水斗中心到中轴半径约为Y算，则水泵将液体从水池6抽到水箱9所做的功P1为：

P1=2Y×G

P1为一水斗液体上升到水箱所需要的能耗，考虑损耗掉20％的功率（单级单吸卧式清水泵国家标准及国际标准中有130多个型号效率超过80-82%），加上水箱高出水斗的距离，

所消耗的功为Ｐ1／0.8。

而每一个水斗中的水运动所产生的功由水车的外圈做圆弧运动，所产生的功P2需考虑圆周运动所围面积，而在高度为水车直径Y的2倍，宽度为齿轮半径X乘积的长梯形面积内所做的功P3被消耗掉，因此做有用功的面积是一个半圆形减小长方形，以半个做功圆环部分的面积表示，所做的功为：

$P2=G\×{\∫}_X^Y\mathrm{\Πrdr}$

P2为一水斗液体做下降半圆所做的功。

P3=G×2Y×X         （实际值略小，）

P3为一水斗液体做下降半圆所做的无用功。

考虑损耗因数，在Y＞6X时，所产生的功P2-P1-P3是正值，也就是说，发电机所产生的电能会超过所消耗的能量。

在齿轮半径较小，而水车半径较大时，特别是在Y∶X大于20：1，Y大于50米以后，可以产生可观的电能。

Claims (2)

1.一种液体重力发电系统，其特征是：包括水车能量转换系统、液体循环系统；水车能量转换系统包括支架（1）、水车（12）和发电系统，圆形水车（12）的中轴固定在所述支架（1）的中部，在水车（12）的外圈均匀分布多个水斗（3），在水车（12）的中轴部位固定设有一个带动发电系统（4）运作的齿轮（11）；所述液体循环系统包括水泵（8）、支架上部的水箱（9）、固定于支架（1）且两端分别连接水泵（8）和水箱（9）的水管（10）、水池（6），所述水泵（8）从所述水池（6）中抽取液体，并通过水管（10）输送到水箱（9），在支架（1）下部装有放水装置（5）。

2.根据权利要求1所述的液体重力发电系统，其特征是：所述水车（12）外圈的半径是齿轮（11）半径的十倍以上。

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