CN203594555U - 一种高压液能重力发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压液能重力发电系统，它包括液动力发电机、动力输液箱、施压重物、提升机构、液能储存箱及回液池，回液池位于液能储存箱下方，动力输液箱位于回液池下方，动力输液箱与液能储存箱连通；施施压重物与动力输液箱连接，施压重物向动力输液箱施压使动力输液箱通过导流管向液能储存箱输送液体；液能储存箱与回液池连通；液动力发电机为由液体流动而驱动运转的发电机，液动力发电机连接到输液管内，液体从液能储存箱流出进入输液管而驱动液动力发电机工作；回液池为动力输液箱补充液体。本实用新型有效利用液压重力转换液体流速以实现发电，形成一种新型发电系统，具有结构简单、安全性高、使用方便灵活的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及利用液压能量实现发电的技术领域，特别涉及一种通过液压重力转换液体流速以实现发电的系统装置，具体说是高压液能重力发电系统。
背景技术
目前，现有的发电机系统通常可分为两大类：一类是消耗不可再生资源实现的发电系统，它主要包括煤炭发电机、燃油发电机、核动力发电机及由这三种发电机衍生而得的蒸汽发电机；另外一类是消耗可再生资源的发电机，它主要包括风力发电机、水力发电机、潮汐发电机、海浪发电机以及太阳能发电机。纵观这两类发电机，前者需要消耗大量的不可再生能源，工作时造成大量的废气排放到大气中，核动力发电机一旦造成泄漏更是对环境与人们的健康造成不可估量的负面影响；后者则是要依靠风力、水力、潮汐能、海浪等可再生的自然资源作为发电机的动力，但是这些动力资源存在不稳定性，加大了人们对此掌控的难度，造成所制得的发电机机构较为复杂，规模较大，成本较高，不适宜在小规模、小范围内使用。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高压液能重力发电系统，它能有效利用液压重力转换液体流速以实现发电，它形成了一种新型的柔性发电系统，具有结构简单、安全性高、使用方便灵活的优点，可适应任何规模、任何范围内使用。
本实用新型的实用新型目的是这样实现的：一种高压液能重力发电系统，其特征在于：它包括液动力发电机、动力输液箱、施压重物、用于提升施压重物的提升机构、液能储存箱及回液池，所述回液池位于液能储存箱的下方，动力输液箱位于回液池的下方，其中：
所述动力输液箱通过导流管与液能储存箱连通并为液能储存箱输送液体；
施施压重物与动力输液箱连接，施压重物向动力输液箱施压使动力输液箱通过导流管向液能储存箱输送液体；
所述液能储存箱通过输液管与回液池连通，输液管将液能储存箱输出的液体输送至回液池；
所述液动力发电机为由液体流动而驱动运转的发电机，液动力发电机连接到输液管内，液体从液能储存箱流出进入输液管而驱动液动力发电机工作；
回液池通过回液管与动力输液箱连通且为动力输液箱补充液体。
其中，上述的高压液能重力发电系统，所述动力输液箱的其中一种实施方式：所述动力输液箱为外壁面缠绕有防爆保护圈的可压缩箱体，施压重物与可压缩箱体的顶部连接，施压重物向可压缩储液箱施压使其压缩或者通过被提升机构提升使可压缩储液箱复形。
进一步来说，上述的高压液能重力发电系统，其所述动力输液箱的顶部设有与施压重物连接的刚性连接块。
在上述任意一种技术方案中，所述的高压液能重力发电系统，该动力输液箱的壁体为波浪形的折叠体结构。
优选地，上述动力输液箱的壁体为帆布或为若干层碳纤玻璃纤维膜贴合而成。
或者，上述的高压液能重力发电系统，所述动力输液箱的另一种实施方式：所述动力输液箱为刚性箱体，施压重物相配安装在刚性箱体的内腔而对刚性箱体内的液体施压。
在上述任意一种技术方案中，本实用新型所述的高压液能重力发电系统，所述导流管上设有当液体从动力输液箱流向液能储存箱时而开启的常闭输液阀体机构，回液管上设有当液体从回液池流向动力输液箱时而开启的常闭回液阀体结构。
在上述任意一种技术方案中，本实用新型所述的高压液能重力发电系统，所述导流管与液能储存箱的顶部连通，输液管与液能储存箱的底部连通，所述输液管与回液池的顶部连通，回液管与回液池的底部连通。
在上述任意一种技术方案中，本实用新型所述的高压液能重力发电系统，所述动力输液箱的底部设有用于防止施压重物过度下压的限位底座。
进一步来说，上述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述限位底座上开有出液口和补液口，出液口与导流管连接，补液口与回液管连接。
本实用新型所述的高压液能重力发电系统，其具有以下优点。
（1）本实用新型通过施压重物、动力输液箱、液能储存箱构成的发电系统的动力源，并且液能储存箱、回液池及动力输液箱三者是自高而低设置，工作时，液体在受压状态下快速向液能储存箱输送储能液体，液能储存箱即可输出高速的喷射状液流以驱动液动力发电机，有效利用液压重力转换液体流速以实现发电，该发电系统对环境完全没有任何的污染，而且，不需依靠可变、不可控的自然资源，系统的稳定性高。
（2）本实用新型所述的动力输液箱为外壁面缠绕有防爆保护圈的可压缩箱体，采取可压缩箱体作为发电机的动力源，因可压缩箱体在受压过程中是存在有壁体压缩的动态过程，形成了一种新型的柔性发电系统，液体受压对壁体的压力是动态可变的非定向压力，可压缩箱体受压过程中可将收到的压力实现动态分散，能有效避免的出现局部损伤的现象，大大提高了产品的整体安全性。
（3）本实用新型主要通过施压重物、动力输液箱、液能储存箱构成的发电系统的动力源，并且液能储存箱、回液池及动力输液箱三者是自高而低设置，其结构简单，无需依靠外界自然资源，可适应任何规模、任何范围内安装，使用方便灵活。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理图，它处于施压重物下压，液动力发电机工作的状态。
图2为图1所示结构原理图中，它是施压重物上提、动力输液箱复形时，系统处于向动力输液箱内补液的状态。
图3为本实用新型采取可压缩箱体作为动力输液箱的结构示意图，该可压缩箱体处于下压过程。
图4为图3所示可压缩箱体处于上升复形过程的结构示意图。
图5为在图1、图2的原理结构基础上，常闭输液阀体机构及常闭回液阀体结构的第一种实施例状态图，此时系统处于施压重物下压，液动力发电机工作的状态。
图6为图5所示实施处于向动力输液箱内补液的状态图。
图7为在图1、图2的原理结构基础上，常闭输液阀体机构及常闭回液阀体结构的第二种实施例状态图，此时系统处于施压重物下压，液动力发电机工作的状态。
图8为图7所示实施处于向动力输液箱内补液的状态图。
图9为在图1、图2的原理结构基础上，常闭输液阀体机构及常闭回液阀体结构的第三种实施例控制方式图。
图10为本实用新型采取刚性箱体作为动力输液箱的结构示意图，该可压缩箱体处于下压过程。
图11为图10所示刚性箱体处于上升过程的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
技术方案一：本方案是采取可压缩箱体作为动力输液箱2。
图1、图2所示为本技术方案所述高压液能重力发电系统的结构原理，它包括液动力发电机1、可压缩箱体、施压重物3、用于提升施压重物3的提升机构4、液能储存箱5及回液池6，所述回液池6位于液能储存箱5的下方，可压缩箱体位于回液池6的下方，即液能储存箱5、回液池6及可压缩箱体三者是自高而低设置，同时，本实用新型所述可压缩箱体内的液体可以是液压油，也可以是水。
在本实用新型中，提升机构4可采用液压油缸、电动马达、电动葫芦、汽缸，偏心轮举升器或者是杠杆抬升机构等，考虑到该机构的体积、可操控精确度等因素，采用液压油缸为佳。
施压重物3可采用铸铁块或者是注液箱机构，施压重物3与可压缩箱体的顶部固定连接，具体是通过焊接或者是螺栓固定连接，在成规模的发电系统中，该施压重物3需达数百吨的重量。施压重物3向可压缩箱体施压使其压缩或者通过被提升机构4提升使可压缩箱体复形，所谓的复形是指基本恢复原始的形状。施压重物3向可压缩箱体施压过程中，可以是单靠自身的重力而施压，也可以是加上提升机构4的反向动力共同施压。
液动力发电机1为由液体流动而驱动运转的发电机，所述的液动力发电机1是具有转叶轮或螺旋桨作为动力输入的发电机。该类电机可为常见的水力发电机，按照广义的液动力概念，风力发电机也是可以适用作为本实用新型所述液动力发电机1。
期间，施压重物3与可压缩箱体的顶部连接，施压重物3向可压缩箱体施压使其压缩或者通过被提升机构4提升使可压缩箱体复形。期间，本实用新型所述可压缩箱体的顶部设有与施压重物3连接的刚性连接块11，使得施压重物3和可压缩箱体能有较好的连接，可压缩箱体能较均匀的受压，便于可压缩箱体的下压和复形动作。
所述可压缩箱体通过导流管7与液能储存箱5连通并为液能储存箱5输送液体；
所述液能储存箱5通过输液管8与回液池6连通，输液管8将液能储存箱5输出的液体输送至回液池6；
所述液动力发电机1为由液体流动而驱动运转的发电机，液动力发电机1连接到输液管8内，液体从液能储存箱5流出进入输液管8而驱动液动力发电机1工作, 为提高导流管7内液体的利用效率，液动力发电机1一般是若干台串接到导流管7内，如图1和图2所示；
回液池6通过回液管9与可压缩箱体连通且为可压缩箱体补充液体。
可压缩箱体的底部设有用于防止施压重物3过度下压的限位底座14，对施压重物3起到行程限位作用。本实用新型所述的限位底座14为圆盘形结构，刚性连接块11为圆板型结构，限位底座14的内径小于刚性连接块11的外径，以保证刚性连接块11下压出现行程过度的情况下，刚性连接块11是压在限位底座14的上端面。基于本实用新型所采用的储液箱为可压缩结构，因其在压缩过程中，其壁体存在折叠状态，故补液口16需避开可压缩箱体的折叠行程，设置在折叠行程以外的可压缩箱体的底部，为此，本实用新型在限位底座14上开有出液口15和补液口16，出液口15与导流管7连接，补液口16与回液管9连接。
并且，为了符合水流的流动情况，导流管7与液能储存箱5的顶部连通，输液管8与液能储存箱5的底部连通，所述输液管8与回液池6的顶部连通，回液管9与回液池6的底部连通，该回液箱内还可带输液泵体，更能迅速往可压缩箱体内输送液体。
在成规模的发电系统中，可压缩箱体的体积通常是制造达20立方米或以上的容积，导流管7的内径可根据不同的设计要求制造成不同的尺寸，通过数百吨的施压重物3的下压，可压缩箱体内的液体均由出液口15流出，其每秒流量可达0.1立方米；期间，根据不同工程的设置要求，可压缩箱体的容积、施压重物3的重量以及导流管7的内径参数均有不同要求，而且，在施压重物3的每次施压过程中，导流管7的流速也是有变化的，进而导致液体在导流管7内的输出流速时刻在变，为此，为保证发电系统能尽可能的不受参数变化的影响，本实用新型所采用的液动力发电机1是转速可调的风力发电机，并可将风力发电机的风叶改为适合水流推动的桨叶。
本实用新型所述的高压液能重力发电系统，可压缩箱体的外壁面缠绕有若干个防爆保护圈10，以进一步防止可压缩箱体的外壁出现被压爆的现象，提高系统的安全系数，该防爆保护圈10可以是单个的圆圈箍，如附图1所示，也可以是螺旋形式缠绕在可压缩箱体的外壁面。具体来说，所述防爆保护圈10为钢线圈，所述可压缩箱体的壁体为波浪形的折叠体结构，防爆保护圈10缠绕在波浪形折叠体结构的波谷位置。上述可压缩箱体的壁体为若干层碳纤玻璃纤维膜贴合而成，一般为至少10层。
同时，上述的高压液能重力发电系统，所述导流管7上 设有当液体从可压缩箱体流向液能储存箱5时而开启的常闭输液阀体机构12，回液管9上设有当液体从回液池6流向可压缩箱体时而开启的常闭回液阀体结构13。
对于上述的常闭输液阀体机构12和常闭回液阀体结构13，在本实用新型中可有以下各种实施例。
实施例1：
参见图5和图6所示，该常闭输液阀体机构12和常闭回液阀体结构13为设于导流管7和回液管9内的单向阀瓣，具体为设置在出液口15位置的导流管7内的沿液体输出方向开启的单向阀瓣，以及分别设置在回液池6端口和补液口16位置处沿液体回流到可压缩箱体方向开启的单向阀瓣。系统工作时，可压缩箱体下压，出液口15位置的导流管7内的单向阀瓣开启，设置在回液池6端口和补液口16位置处的单向阀瓣即处于关闭状态，此时，可压缩箱体将液体输送到液能储存箱5内，液能储存箱5内的液体即从输液管8喷射状输出液流，高速的液流随即带动液动力发电机1转动，进入发电工作状态。而当可压缩箱体上提复形时，液体不再从可压缩箱体向液能储存箱5输送液体，此时，出液口15位置的导流管7内的单向阀瓣关闭，随着可压缩箱体上提复形，可压缩箱体产生负压虹吸效果，设置在回液池6端口和补液口16位置处的单向阀瓣即处于开启状态，回液池6随即迅速向可压缩箱体补充液体，待可压缩箱体的液体补充满后，随即可压缩箱体进入下一轮的压缩过程，即进入下一轮向液能储存箱5的输液过程。
实施例2：
参见图7和图8所示，本实施例所述的常闭输液阀体机构12和常闭回液阀体结构13为由施压重物3驱动的阀板结构，具体是在系统中设置驱动装置18及在施压重物3上连接有行程压板17，并且安装在出液口15位置的导流管7上的常开阀板，以及分别设置在回液池6端口和补液口16位置处的常闭阀板，所有的常开阀板和常闭阀板均是联动连接在一起，行程压板17下压即可触动驱动装置18，驱动装置18进而驱动常开阀板和常闭阀板实现相关的动作。系统工作时，可压缩箱体下压，安装在出液口15位置的导流管7上的常开阀板处于开启状态，设置在回液池6端口和补液口16位置处的常闭阀板处于闭合状态，行程压板17下压触动阀板驱动装置18，驱动装置18进而驱动常开阀板和常闭阀板，可压缩箱体期间将液体输送到液能储存箱5内，液能储存箱5内的液体即从输液管8喷射状输出液流，高速的液流随即带动液动力发电机1转动，进入发电工作状态。而当可压缩箱体上提复形时，液体不再从可压缩箱体向液能储存箱5输送液体，此时，行程压板17下离开动阀板驱动装置18，安装在出液口15位置的导流管7上的常开阀板处于闭合状态，设置在回液池6端口和补液口16位置处的常闭阀板处于开启状态，随着可压缩箱体上提复形，可压缩箱体产生负压虹吸效果，设置在回液池6端口和补液口16位置处的单向阀瓣即处于开启状态，回液池6随即迅速向可压缩箱体补充液体，待可压缩箱体的液体补充满后，随即可压缩箱体进入下一轮的压缩过程，即进入下一轮向液能储存箱5的输液过程。
实施例3：
参见图9所示，本实施对常闭输液阀体机构12和常闭回液阀体结构13采取由控制中心19控制的方式，通过设有的控制中心19对提升机构4、常闭输液阀体机构12和常闭回液阀体结构13的控制，实现当施压重物3下压到预设行程前即保持常闭输液阀体机构12为开启状态、常闭回液阀体结构13为闭合状态，而当施压重物3上提进入补液状态时，由控制中心19的控制而保持常常闭输液阀体机构12转换为闭合状态、常闭回液阀体结构13为开启状态，以实现施压重物3下压往导流管7输液和施压重物3上提对可压缩箱体补液的状态切换。
技术方案二：本方案是采取刚性箱体作为动力输液箱2。
本技术方案所述的动力输液箱2为刚性箱体，施压重物3相配安装在刚性箱体的内腔而对刚性箱体内的液体施压，期间，施压重物3相当于活塞结构安装在刚性箱体的内腔，施压重物3下压与上提均由提升机构4完成，如图10和图11所示。在本技术方案中其余结构均可与上述的技术方案一的一致，在此不再赘述。
综上可知，本实用新型工作时，液体在受压状态下快速向液能储存箱5输送储能液体，液能储存箱5即可输出高速的喷射状液流以驱动液动力发电机1，有效利用液压重力转换液体流速以实现发电，该发电系统对环境完全没有任何的污染，而且，不需依靠可变、不可控的自然资源，系统的稳定性高。并且，本实用新型采取动力输液箱2作为发电机的动力源，因动力输液箱2在受压过程中是存在有壁体压缩的动态过程，液体受压对壁体的压力是动态可变的非定向压力，储液箱受压过程中可将收到的压力实现动态分散，能有效避免的出现局部损伤的现象，大大提高了产品的整体安全性，其结构简单，无需依靠外界自然资源，可适应任何规模、任何范围内安装，使用方便灵活。
Claims (10)
1.一种高压液能重力发电系统，其特征在于：它包括液动力发电机（1）、动力输液箱（2）、施压重物（3）、用于提升施压重物（3）的提升机构（4）、液能储存箱（5）及回液池（6），所述回液池（6）位于液能储存箱（5）的下方，动力输液箱（2）位于回液池（6）的下方，其中：
所述动力输液箱（2）通过导流管（7）与液能储存箱（5）连通并向液能储存箱（5）输送液体；
施压重物（3）与动力输液箱（2）连接，施压重物（3）向动力输液箱（2）施压使动力输液箱（2）通过导流管（7）向液能储存箱（5）输送液体；
所述液能储存箱（5）通过输液管（8）与回液池（6）连通，输液管（8）将液能储存箱（5）输出的液体输送至回液池（6）；
所述液动力发电机（1）为由液体流动而驱动运转的发电机，液动力发电机（1）连接到输液管（8）内，液体从液能储存箱（5）流出进入输液管（8）而驱动液动力发电机（1）工作；
回液池（6）通过回液管（9）与动力输液箱（2）连通且为动力输液箱（2）补充液体。
2.根据权利要求1所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述动力输液箱（2）为外壁面缠绕有防爆保护圈（10）的可压缩箱体，施压重物（3）与可压缩箱体的顶部连接，施压重物（3）向可压缩储液箱（2）施压使其压缩或者通过被提升机构（4）提升使可压缩储液箱（2）复形。
3.根据权利要求2所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述动力输液箱（2）的顶部设有与施压重物（3）连接的刚性连接块（11）。
4.根据权利要求3所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述动力输液箱（2）的壁体为波浪形的折叠体结构。
5.根据权利要求4所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述动力输液箱（2）的壁体为帆布或为若干层碳纤玻璃纤维膜贴合而成。
6.根据权利要求1所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述动力输液箱（2）为刚性箱体，施压重物（3）相配安装在刚性箱体的内腔而对刚性箱体内的液体施压。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述导流管（7）上 设有当液体从动力输液箱（2）流向液能储存箱（5）时而开启的常闭输液阀体机构（12），回液管（9）上设有当液体从回液池（6）流向动力输液箱（2）时而开启的常闭回液阀体结构（13）。
8.根据权利要求1至6任一权利要求所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述导流管（7）与液能储存箱（5）的顶部连通，输液管（8）与液能储存箱（5）的底部连通，所述输液管（8）与回液池（6）的顶部连通，回液管（9）与回液池（6）的底部连通。
9.根据权利要求1至6任一权利要求所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述动力输液箱（2）的底部设有用于防止施压重物（3）过度下压的限位底座（14）。
10.根据权利要求9所述的高压液能重力发电系统，其特征在于：所述限位底座（14）上开有出液口（15）和补液口（16），出液口（15）与导流管（7）连接，补液口（18）与回液管（9）连接。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105569910A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-05-11 | 华北电力大学 | 基于重物增压技术的抽水蓄能发电系统 |
| CN109881956A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 东北电力大学 | 一种新型抽水储能装置 |
| WO2024051859A1 (zh) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 陈兴茂 | 一种水(液体)轮机抽排水(液体)驱动能量转化的多尺度重力储能设施与方法 |
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2013
- 2013-12-19 CN CN201320840634.9U patent/CN203594555U/zh not_active Expired - Lifetime
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