CN204476649U - 一种水重力能源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水重力能源系统，其特征在于，其包括用于蓄积水势能并连接水源的第一集水箱，与所述第一集水箱通过下行水管连接的水涡轮系统，用于驱动与该水涡轮系统连接的发电机，与所述水涡轮系统连接的水增压系统用于增加流体速度；还包括与所述水增压系统通过上行水管连接的第二集水箱，且该第二集水箱与上述第一集水箱连接。采用本实用新型能够在充分利用水重力产生的势能进行发电，并辅以外力增压提高发电效率，节约了企业的能源消耗。

Description

一种水重力能源系统

技术领域

本实用新型涉及水能源领域，尤其涉及的是一种利用水自身重力产生动能的水重力能源系统。

背景技术

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。可以利用电解水分子和光以及化学分解水分子的方式，来分解到可燃烧的氢气，它可作为新的，多用途的能源来替代现有的矿物质能源。水分子的分解过程简而易行，投资少见效快。这给水能的综合利用带来了广泛的前景，在地球上，水是一种到处可见的液态物质。通过水的分解装置，制备出氢燃料，可用于汽车，航天航空，热力发电等工业和民用方面，在较大的程度上，缓解了人类对矿物质资源的过分依赖。

水能源作为新能源被广泛运用，例如建立水电站进行发电，或者将水作为新型燃料等。但现有技术中一些水利发电装置能量损耗较大导致发电效率降低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种水重力能源系统，可以充分利用水能源，并且能够提高发电效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种水重力能源系统，包括用于蓄积水势能并连接水源的第一集水箱，与所述第一集水箱通过下行水管连接的水涡轮系统，用于驱动与该水涡轮系统连接的发电机，与所述水涡轮系统连接的水增压系统用于增加流体速度；

还包括与所述水增压系统通过上行水管连接的第二集水箱，且该第二集水箱与上述第一集水箱连接。

所述的水重力能源系统，其中，所述水增压系统包括依次连接的第一螺旋增压泵、第二螺旋增压泵及第三螺旋增压泵，其中第二螺旋增压泵和第三螺旋增压泵通过一螺旋增压管连接。

所述的水重力能源系统，其中，所述螺旋增压管上设有皮带轮，该皮带轮通过皮带与一端设有变速皮带轮的助力电机连接。

所述的水重力能源系统，其中，所述助力电机为可调控的变频电机。

所述的水重力能源系统，其中，所述助力电机通过皮带与所述发电机连接。

所述的水重力能源系统，其中，还包括密封系统，所述密封系统又包括设置于第二集水箱上部的第一真空机及设置于水涡轮系统上的第二真空机。

所述的水重力能源系统，其中，所述下行水管的面积大于所述上行水管的面积，所述下行水管底端设有若干用于驱动水涡轮系统的冲击水头。

所述的水重力能源系统，其中，所述下行水管上设置于第一可调控制阀，所述上行水管的上部和下部分别设有第二可调控制阀和第三可调控制阀。

所述的水重力能源系统，其中，所述发电机的功率大于所述助力电机的功率。

所述的水重力能源系统，其中，所述第一集水箱的体积大于第二集水箱的体积，且第一集水箱与第二集水箱之间设有第四可调控制阀。

本实用新型所提供的水重力能源系统，由于采用了能够相互产生虹吸作用的第一集水箱和第二集水箱，及相互连接并共同作用的水涡轮系统、密封系统和水增压系统，能够在充分利用水重力产生的势能进行发电，并辅以外力增压提高发电效率，节约了企业的能源消耗。

附图说明

图1是本实用新型中水重力能源系统的第一较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型中水重力能源系统的第二较佳实施例的结构示意图。

图中：110、第二集水箱；111、第一真空机；120、第一集水箱；121、注水管；130、下行水管；140、水涡轮系统；141、第二真空机；142、发电机；150、水增压系统；151、第一螺旋增压泵；152、第二螺旋增压泵；153、螺旋增压管；154、皮带轮；155、第三螺旋增压泵；156、助力电机；157、变速皮带轮；160、上行水管；K1、第一可调控制阀；K2、第二可调控制阀；K3、第三可调控制阀；K4、第四可调控制阀。

具体实施方式

本实用新型提供一种水重力能源系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种水重力能源系统，请参阅图1所示：其包括用于蓄积水势能并连接水源的第一集水箱120，与所述第一集水箱120通过下行水管130连接的水涡轮系统140，用于驱动与该水涡轮系统140连接的发电机142，与所述水涡轮系统140连接的水增压系统150用于增加流体速度；还包括与所述水增压系统150通过上行水管160连接的第二集水箱110，且该第二集水箱110与上述第一集水箱120连接。

具体的，可预先在第一集水箱120（该第一集水箱120应远离地表）上部设置一注水管121连接水源，然后将水源的水注入第一集水箱120中，作为一个较佳实施例，可将第一集水箱120的注入90%的水，之后还可以通过该注水管121向第一集水管中注入一定量的增压气体。注入水时，应保证上行水管160和下行水管130内装满水。可控制开关阀使第一集水箱120的水冲击水涡轮系统140（水涡轮系统140可采用涡轮机），该水涡轮系统140被水流冲击后高速转动并驱动发电机142高速转动发电。由于从第一集水箱120流出的水冲击水涡轮系统140后流速降低，可通过水增压系统150增加用于冲击水涡轮系统140后水流的流速，使水流流入第二集水箱110（为真空状态）中，因为设计第一集水箱120体积是第二集水箱110的两倍以上，而高度是第二集水箱110的一半以下，因此第一集水箱120放水量50%时第二集水箱110已经灌满水，可控制开关阀将第二集水箱110的水与第一集水箱120接通，使第二集水箱110与第一集水箱120之间形成虹吸，使第二集水箱110与第一集水箱120之间产生水压以循环利用水源。

所要说明的是，上述实施例中下行水管130的面积应大于所述上行水管的面积，作为优选的，可将下行水管130的截面面积设置为上行水管160截面面积的四倍，但下行水管130的缩管冲击水头截面积与上行水管160截面积相等，以制造重力差增加水体流速。上述实施例中所述第一集水箱120的体积应大于第二集水箱110的体积，作为优选的，可将第一集水箱120的体积设置为第二集水箱110体积的两倍或两倍以上，具体可将第二集水箱110的高度设置为第一集水箱120的两倍或两倍以上。且可以在第一集水箱120与第二集水箱110之间设置第四可调控制阀K4即当第二集水箱110的水量达到预设值时可自动开启或闭合。

进一步的，上述实施例中，初始启动时是通过水增压系统150启动的。请参阅图2所示：其中，所述水增压系统150包括依次连接的第一螺旋增压泵、第二螺旋增压泵152及第三螺旋增压泵155，其中第二螺旋增压泵152和第三螺旋增压泵155通过一螺旋增压管153连接。所述螺旋增压管153上设有皮带轮154，该皮带轮154通过皮带与一端设有变速皮带轮157的助力电机156连接。

启动时，将助力电机156接通外界电源，助力电机156通过套设在变速皮带轮157上的皮带带动螺旋增压管153上的皮带轮154转动。同时可将助力电机156通过皮带与上述水涡轮系统140的发电机142连接。作为优选的，发电机142的功率应大于所述助力电机156的功率，发电机142的功率设置为助力电机156功率的1.5-2倍；具体实施时可将助力电机156的转速控制在2800转/分钟左右，螺旋增压管153上的皮带轮154转速则可根据助力电机156端的变速皮带轮157与螺旋增压管153上的皮带轮154变速比例设定。此时水涡轮系统140的水涡轮机中心扭矩增大，水涡轮机的叶片迅速旋转驱动水流前移，水流经过第一螺旋增压泵151增压后进入第二螺旋增压泵152增压。同时第一集水箱120内的水会通过下行水管130冲击水涡轮系统140。具体可将下行水管130底端设置若干用于驱动水涡轮系统140的冲击水头，其中该若干冲击水头的管口截面积总和应与下行水管130的管口截面积相等。最终螺旋增压管153内的水体在皮带轮154的转动下使水流进一步受力加速，第二螺旋增压泵152和第三螺增压泵内水线速度应达到100米/秒以上。流出水增压系统150的水体具有足够的流速流入第二集水箱110中。

更进一步的，第二螺旋增压泵152和第三螺增压泵内的螺线圈数应按照一定比例设置，例如1：3、2：5等等具体可根据实际情况而定。可将助力电机156设置为为可调控的变频电机，即可根据水体流速或水涡轮机转速自动实现变频或变速。

为保证该水重力能源系统的摩擦阻力减小，还设置有密封系统，所述密封系统包括设置于第二集水箱110上部的第一真空机111及设置于水涡轮系统140上的第二真空机141。其中第一真空电机与第二真空电机上同样可设置可调控制阀。启动前可将第二水箱通过第一真空机111抽为真空状态，便于水体流入，通过第二真空机141将水涡轮系统140抽为真空，以减小涡轮机的摩擦较少能量损失。

为更好的控制水流，可在下行水管130上设置于第一可调控制阀K1，所述上行水管的上部和下部分别设有第二可调控制阀K2和第三可调控制阀K3。具体运行时第一可调控制阀K1、第二可调控制阀K2和第三可调控制阀K3可自动控制阀门的大小。

本实用新型所提供的水重力能源系统，可预先通过设置在第二集水箱110和水涡轮系统140上的第一真空机111及第二真空机141将第二集水箱110和水涡轮系统140抽为真空，同时开启第一可调控制阀K1、第二可调控制阀K2和第三可调控制阀K3，然后启动助力电机156带动水涡轮系统140及水增压系统150运行，第一集水箱120的水体流向第二集水箱110中，水体流动时通过下行水管130底端的冲击水头冲击水涡轮系统140不停转动，水涡轮系统140又驱动发电机142转动，发电机142高速运行时将产生电力，可将该电力输出或储存。当水体注入第二集水箱110一定体积时开启第四可调控制阀K4使第二集水箱110和第一集水箱120之间产生压力形成虹吸，以循环利用水源。本实用新型能够在充分利用水重力产生的势能进行发电，并辅以外力增压提高发电效率，节约了企业的能源消耗。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种水重力能源系统，其特征在于，其包括用于蓄积水势能并连接水源的第一集水箱，与所述第一集水箱通过下行水管连接的水涡轮系统，用于驱动与该水涡轮系统连接的发电机，与所述水涡轮系统连接的用于增加流体速度的水增压系统；

还包括与所述水增压系统通过上行水管连接的第二集水箱，且该第二集水箱与上述第一集水箱连接。

2.根据权利要求1所述的水重力能源系统，其特征在于，所述水增压系统包括依次连接的第一螺旋增压泵、第二螺旋增压泵及第三螺旋增压泵，其中第二螺旋增压泵和第三螺旋增压泵通过一螺旋增压管连接。

3.根据权利要求2所述的水重力能源系统，其特征在于，所述螺旋增压管上设有皮带轮，该皮带轮通过皮带与一端设有变速皮带轮的助力电机连接。

4.根据权利要求3所述的水重力能源系统，其特征在于，所述助力电机为可调控的变频电机。

5.根据权利要求4所述的水重力能源系统，其特征在于，所述助力电机通过皮带与所述发电机连接。

6.根据权利要求1所述的水重力能源系统，其特征在于，还包括密封系统，所述密封系统又包括设置于第二集水箱上部的第一真空机及设置于水涡轮系统上的第二真空机。

7.根据权利要求1所述的水重力能源系统，其特征在于，所述下行水管的面积大于所述上行水管的面积，所述下行水管底端设有若干用于驱动水涡轮系统的冲击水头。

8.根据权利要求7所述的水重力能源系统，其特征在于，所述下行水管上设置于第一可调控制阀，所述上行水管的上部和下部分别设有第二可调控制阀和第三可调控制阀。

9.根据权利要求5所述的水重力能源系统，其特征在于，所述发电机的功率大于所述助力电机的功率。

10.根据权利要求1所述的水重力能源系统，其特征在于，所述第一集水箱的体积大于第二集水箱的体积，且第一集水箱与第二集水箱之间设有第四可调控制阀。