CN204984706U - 发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发电系统，属于发电技术领域，包括敞口的蓄水池、虹吸管组、水力发电机组件和抽水装置，水力发电机组件包括发电机构以及敞口的储水箱，发电机构安装于储水箱；蓄水池的液面高度高于储水箱的液面高度；虹吸管组包括进水端以及出水端，虹吸管组的进水端连通蓄水池，且虹吸管组的进水端位于蓄水池的液面以下；虹吸管组的出水端位于发电机构的上方，所述进水端高于所述出水端；虹吸管组用于将蓄水池内的水从进水端引向出水端从而驱动发电机构运转；抽水装置用于将储水箱内的水抽至蓄水池内。该发电系统能够提高水位进而带动水力发电机实现发电，提高了能源的利用率。

Description

发电系统

技术领域

本实用新型涉及缺电地区农村居家使用的蓄能发电工具领域，具体而言，涉及一种发电系统。

背景技术

发明人在研究中发现，广大农村有许多落差小的小河流，但目前大都局限于生活用水和灌溉，没有用于水力发电，而常用的电能则依赖大电网供电，对于电网无法惠及的边远山区则连电都用不上；高层建筑越来越多，高楼层的水使用后通过排水管道排放流走，没有得到开发利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发电系统，以改善现有的一些地区水资源的利用率低导致电的使用受到限制、使用不便的问题。

本实用新型是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型提供了一种发电系统，包括敞口的蓄水池、虹吸管组以及水力发电机组件，其中：

所述水力发电机组件包括发电机构以及敞口的储水箱，所述发电机构安装于所述储水箱；所述蓄水池的液面高度高于所述储水箱的液面高度；

所述虹吸管组包括进水端以及出水端，所述进水端高于所述出水端；所述虹吸管组的进水端连通所述蓄水池，且所述虹吸管组的进水端位于所述蓄水池的液面以下；所述虹吸管组的出水端位于所述发电机构的上方，所述虹吸管组用于将所述蓄水池内的水从所述进水端引向所述出水端从而驱动所述发电机构运转；

所述发电系统还包括抽水装置，所述抽水装置用于将所述储水箱内的水抽至所述蓄水池内。

优选的，所述发电机构包括水力发电机叶轮以及发电机主体，所述水力发电机叶轮转动连接所述储水箱，所述水力发电机叶轮的输出端安装于所述发电机主体的输入端，所述发电机主体安装于所述储水箱。

优选的，所述虹吸管组包括多根并排设置的虹吸管副管道以及包括虹吸管主管道，多根所述虹吸管副管道的进水口位于所述蓄水池的液面以下，多根所述虹吸管副管道的出水口连通所述虹吸管主管道的进水端，所述虹吸管主管道的出水端位于所述发电机叶轮上方。

优选的，所述虹吸管副管道以及所述虹吸管主管道的管腔均呈圆柱形空腔，且所述虹吸管组的延伸形状呈倒U形。

优选的，所述虹吸管组的竖直方向的高度为5m-10.3m，其中，所述高度为所述虹吸管组的顶部到所述蓄水池的液面的高度。

优选的，多根所述虹吸管副管道上分别安装有进水阀，所述进水阀分别靠近所述虹吸管副管道的进水口处，所述进水阀电连接有报警器；所述虹吸管主管道上安装有自动截止阀门，所述自动截止阀门位于所述虹吸管主管道的顶部的长度方向的中间位置。

优选的，所述水力发电机组件设置为两组，所述虹吸管组的出水端设置为两个，两个所述虹吸管组的出水端一一对应位于两组所述水力发电机组件的水力发电机叶轮的上方；两个所述水力发电机组件的储水箱相连通。

优选的，两个所述虹吸管组的出水端分别连接有真空管道，两个所述真空管道的出水端分别对应位于两组所述水力发电机组件的发电机叶轮的上方；两个所述真空管道上分别安装有用于调节水量的控制阀。

优选的，所述发电系统还包括敞口的储水池，两个所述储水箱均连通所述储水池，所述储水池内安装有水泵，所述水泵用于将所述储水池内的水抽至所述蓄水池。

优选的，所述发电机叶轮包括主轴以及安装在所述主轴上的多个叶片，所述多个叶片沿所述主轴的周向方向均匀设置；所述主轴通过轴承转动连接所述储水箱，所述主轴的两端分别伸出所述储水箱的相对的两个侧板，所述发电机主体位于所述储水箱外。

本实用新型的有益效果是：

综上所述，本实用新型提供的发电系统，其结构简单合理，制造加工方便；同时，该发电系统适用于一些低落差小河流的水力发电，为这些地区提供了电能；也适用于一些地区的应急发电，提高了能源利用率。具体如下：

该发电系统包括水力发电机组件，所述水力发电机组件包括发电机构以及储水箱，所述发电机构均安装于储水箱上。水力发电机主要依靠水流冲击发电机机构，在发电机构的功能作用下进行发电。该发电系统还包括蓄水池以及虹吸管组，蓄水池中的水保持一定的液面高度，使虹吸管组的一端插入蓄水池后，虹吸管组的进水端位于蓄水池的液面以下，保证虹吸管组能够顺利工作。进一步的，所述虹吸管组的出水端位于发电机构的上方，虹吸管组将蓄水池中的水吸入后，从出水端流出，冲击在发电机构上，实现了水力发电。用于水力发电的水冲击在发电机构后，汇集在储水水箱中，水不会到处流动，不易流失，同时，在蓄水池内的水资源不足时，能够将储水箱中的水用抽水装置抽至蓄水池中，提高了能源的利用率。利用水力发电组件发的电能够供给人们使用，便于人们的用电。

该发电系统在少雨缺电的农村，特别是有小河流的山区，在一定程度上解决了部分用电问题，取得了一定的社会和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的发电系统的结构图；

图2为本实用新型提供的发电系统的虹吸管组的结构图；

图3为本实用新型提供的发电系统的水力发电机组件的结构图；

图4为本实用新型提供的发电系统的结构变形图。

附图标记汇总：

蓄水池100，虹吸管组200，水力发电机组件300，储水池400，

水力发电机叶轮101，发电机主体102，储水箱103，

虹吸管副管道201，虹吸管主管道202，进水阀203，自动截止阀门204，控制阀205，真空管道206，

叶片301，主轴302，轴承303，侧板304。

具体实施方式

水力发电的应用越来越广泛，但是水力发电存在局限性。在一些偏远地区，这些地区具有小河流，水力发电需要水流冲击水力发电机实现发电，这些小何流的落差很小，所蕴藏的能量很少得到开发利用；高层建筑下水道里的水很分散，很少得到开发利用。

鉴于此，本实用新型的设计者设计了一种发电系统，该发电系统构造简单，施工方便；同时，该发电系统合理运用小河流的条件，将河流的水储蓄起来，利用虹吸管组的功能作用，提高水的重力势能，进而实现了水流的大落差，最终高处流下的水流冲击在水力发电机组件的发电机叶轮上，带动叶轮转动，实现了发电。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种发电系统，包括敞口的蓄水池100、虹吸管组200以及水力发电机组件300，其中：

所述水力发电机组件300包括发电机构以及敞口的储水箱103，所述发电机构安装于所述储水箱103；所述蓄水池100的液面高度高于所述储水箱103的液面高度；

所述虹吸管组200包括进水端以及出水端，所述进水端高于所述出水端；所述虹吸管组200的进水端连通所述蓄水池100，且所述虹吸管组200的进水端位于所述蓄水池100的液面以下；所述虹吸管组200的出水端位于所述发电机构的上方，所述虹吸管组200用于将所述蓄水池100内的水从所述进水端引向所述出水端从而驱动所述发电机构运转；

所述发电系统还包括抽水装置，所述抽水装置用于将所述储水箱103内的水抽至所述蓄水池100内。

本实施例提供的发电系统，能够运用在一些偏远的具有小河流的地区，将小河流内的水在虹吸管组200的功能作用下提升至一定的高度，进而实现了水流的较大的落差，满足发电的要求。虹吸管组200由多根虹吸管道组成，虹吸管道为现有技术，在一定的高度范围内，能够将水引至一定的高度然后从虹吸管道流出，虹吸管道的种类以及结构多种多样，能够满足将水引到一定的高度即可。

在小河流地区，可以拦截小河流形成一个蓄水池100，然后，利用虹吸管组200的功能作用将水提升至一定高度，实现水流的落差，实现发电。本实用新型还可以应用于楼层，将楼层使用过的废水汇集起来，一般可以将二层以及更高层的水汇集起来，汇集在蓄水池100内，楼层停电或者需要应急时启动本实施例发电系统，有效利用了废水资源，节省了能源。

水力发电机组件的结构多种多样，水力发电机组件为现有的技术，本实施例未对其结构进行改进，为了避免叙述重复累赘，在此不进行详细说明。优选设置为，所述发电机构包括水力发电机叶轮101以及发电机主体102，所述水力发电机叶轮101转动连接所述储水箱，所述水力发电机叶轮101的输出端安装于所述发电机主体102的输入端，所述发电机主体102安装于所述储水箱103。结构简单，成本低；安装与拆卸方便，便于运输与存放。

在该实施例的优选方案中，所述虹吸管组200的竖直方向的高度为5m-10.3m，其中，所述高度为所述虹吸管组200的顶部到所述蓄水池100的液面的高度。在实际生活中，大气压力能够将水提升的高度约为10.3m，该虹吸管组200的竖直高度不能超过一个标准大气压支撑的水柱高度(约为10.3m)，使得虹吸管组200能够实现其自身的引水的功能。在实际加工中，应该考虑水量以及当地的自然环境等因素设计虹吸管组200的高度，显然，在满足虹吸管组200的功能的前提下，虹吸管组200的高度越高越好，即，蓄水池100中的水在虹吸管组200的引水作用下能够升至的高度越高越好，水流从高处流下，水的重力势能更大，冲击发电机叶轮的力更强，转化为发电机叶轮的机械能更多，进而提高了发电的效率。

显然，在实际施工时，虹吸管组200的管道的直径是不唯一的，该实施例的优选方案中，所述虹吸管副管道201以及所述虹吸管主管道202的管腔均呈圆柱形空腔，水在虹吸管组200内的流动性更好，受到管壁的阻力小，流动过程中损失的能量少，便于发出更多的电。该实施例的可选方案中，将所述虹吸管组200设置为倒U形结构，即虹吸管组200具有两个竖直的直管部以及一个横向的横管部，水流从一个直管部引入后，进入到横管部，然后从横管部流向另一个直管部，水从直管部流出冲击在发电机叶轮上。实际生产时，虹吸管组200可以由多根管道连接形成倒U形结构，加工制造方便。呈倒U形结构延伸的虹吸管组200，水流在虹吸管组200内流动时，损失的能量少，发电的效率高。

为了进一步保证虹吸管组200的引水功能，虹吸管组200内应当保证在真空状态，水流在虹吸管组200内流动时，不会受到管内气体的阻力，损失的能量少，发电的效率高。优选设置为，所述虹吸管主管道202上安装有自动截止阀门204，所述自动截止阀门204位于所述虹吸管主管道202的顶部的长度方向的中间位置，自动截止阀门204用于抽出虹吸管组件内的气体，且抽出完毕后，自动关闭。

在实际加工时，该实施例的优选方案中，所述虹吸管组200包括多根并排设置的虹吸管副管道201以及包括虹吸管主管道202，多根所述虹吸管副管道201的进水口位于所述蓄水池100的液面以下，多根所述虹吸管副管道201的出水口连通所述虹吸管主管道202的一端，所述虹吸管主管道202的另一端位于所述发电机叶轮上方。在同样的大气压力下，虹吸管组200引用同样的体积的水，采用多根虹吸管副管道201引用的水的高度比采用一根虹吸管道引用水的高度高，然后将多根虹吸管副管道201的水汇集在一根虹吸管主管道202内，冲击力更大，发电效率高。同时，采用多根虹吸管副管道201引水，其中一根或者多根虹吸管副管道201出现故障不能正常进水时，关闭相应的进水阀203，启动备用管道。

该实施例的优选方案中，多根所述虹吸管副管道201上分别安装有进水阀203，所述进水阀203分别靠近所述虹吸管副管道201的进水口处，所述进水阀203电连接有报警器；所述虹吸管主管道202上安装有自动截止阀门204，所述自动截止阀门204位于所述虹吸管主管道202的顶部的长度方向的中间位置。通过设置报警器，能够及时发现虹吸管组200出现的故障，第一时间进行故障的处理，保证设备正常安全的运行，将损失降低到最小。优选设置为，所述虹吸管组的出水端具有控制阀205，便于控制虹吸管组的运行。在实际加工时，虹吸管主管道202可以是直管，也可以是弧形管，上述虹吸管主管道202的长度方向指所述虹吸管主管道202的延伸方向；虹吸管主管道202与虹吸管副管道201采用弯管连接，水在虹吸管内的流动阻力小，能量损失少。

该实施例的优选方案中，所述水力发电机组件300设置为两组，所述虹吸管组200的出水端设置为两个，两个所述虹吸管组200的出水端一一对应位于两组所述水力发电机组件300的发电机叶轮的上方；两个所述水力发电机组件300的储水箱103相连通。设置两组水力发电机组件300，在实际工作时，其中一组发电机组件出现故障后，关闭对应的控制阀205，另一组可以正常工作。显然，水力发电组件的数量不是唯一的，按需设置即可，实际施工时更加灵活。

在实际运行时，虹吸管组200流出的水冲击在发电机叶轮上进行发电，为了提高能源的利用率，采用储水箱103将水储蓄起来，水流不会到处流动而造成大量流失，同时，在储水箱103内设置有抽水装置，蓄水池100中的水源不够时，利用抽水装置将储水箱103中的水抽至蓄水池100，满足水力发电的需求，操作时更加灵活；小河流中的水足够充足时，不需要利用抽水装置进行抽水，也可以打开储水箱103，使储水箱103内的水流回小河流或者应用于其他的地方，例如：农业灌溉、鱼塘等。在使用储水箱103内的水时，要保证储水箱103内的水位高于发电机主体的出水口，发电效率高。

该实施例的优选方案中，所述发电系统还包括敞口的储水池400，两个所述储水箱103均连通所述储水池400，所述储水池400内安装有水泵，所述水泵用于将所述储水池400内的水抽至所述蓄水池100。储水箱103内的水控制在一定的高度，不会影响到发电机叶轮的转动，同时，储水箱103不需要设计为具有较大的体积的腔体，节省了材料，也便于运输和安装。因此，为了使水流能够更好的利用，修建储水池400，将储水箱103内的水引入储水池400内，由储水池400储存起来，蓄水池100内的水不足时，将储水池400中的水抽至蓄水池100即可。显然，为了节省能源，储水池400中的液面高度与蓄水池100的液面高度差越小越好，水泵抽水消耗的能量少，节省了能源。

为了提高发电效率，该实施例的优选方案中，两个所述虹吸管组200的出水端分别连接有真空管道206，两个所述真空管道206的出水端分别对应位于两组所述水力发电机组件300的发电机叶轮的上方；两个所述真空管道206上分别安装有用于调节水量的控制阀205。在两个真空管道206上分别设置控制阀205，便于控制水流，当一个真空管道206下面的发电机构出现故障时，关闭对应的控制阀205，进行维修，另一组发电机构能够正常发电。

该实施的优选方案中，所述发电机叶轮包括主轴302以及安装在所述主轴302上的多个叶片301，所述多个叶片301沿所述主轴302的周向方向均匀设置；所述主轴302通过轴承303转动连接所述储水箱103，所述主轴302的两端分别伸出所述储水箱103的相对的两个侧板304，所述发电机构位于所述储水箱103外。水力发电机的结构多种多样，为了节省成本，且便于水力发电机的安装与运输，采用多个叶片301带动主轴302转动进而实现发电机构发电，发电稳定。

为了提高发电的效率，可以采用涡壳轴流式水轮发电机等其他水力发电机，这些水力发电机均为现有技术，本实施例未对其结构进行改进，在此，不进行一一描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发电系统，其特征在于，包括敞口的蓄水池、虹吸管组以及水力发电机组件，其中：

所述水力发电机组件包括发电机构以及敞口的储水箱，所述发电机构安装于所述储水箱；所述蓄水池的液面高度高于所述储水箱的液面高度；

所述虹吸管组包括进水端以及出水端，所述进水端高于所述出水端；所述虹吸管组的进水端连通所述蓄水池，且所述虹吸管组的进水端位于所述蓄水池的液面以下；所述虹吸管组的出水端位于所述发电机构的上方，所述虹吸管组用于将所述蓄水池内的水从所述进水端引向所述出水端从而驱动所述发电机构运转；

所述发电系统还包括抽水装置，所述抽水装置用于将所述储水箱内的水抽至所述蓄水池内。

2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述发电机构包括水力发电机叶轮以及发电机主体，所述水力发电机叶轮转动连接所述储水箱，所述水力发电机叶轮的输出端安装于所述发电机主体的输入端，所述发电机主体安装于所述储水箱。

3.根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述虹吸管组包括多根并排设置的虹吸管副管道以及包括虹吸管主管道，多根所述虹吸管副管道的进水口位于所述蓄水池的液面以下，多根所述虹吸管副管道的出水口连通所述虹吸管主管道的进水端，所述虹吸管主管道的出水端位于所述发电机叶轮上方。

4.根据权利要求3所述的发电系统，其特征在于，所述虹吸管副管道以及所述虹吸管主管道的管腔均呈圆柱形空腔，且所述虹吸管组的延伸形状呈倒U形。

5.根据权利要求4所述的发电系统，其特征在于，所述虹吸管组的竖直方向的高度为5m-10.3m，其中，所述高度为所述虹吸管组的顶部到所述蓄水池的液面的高度。

6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于，多根所述虹吸管副管道上分别安装有进水阀，所述进水阀分别靠近所述虹吸管副管道的进水口处，所述进水阀电连接有报警器；

所述虹吸管主管道上安装有自动截止阀门，所述自动截止阀门位于所述虹吸管主管道的顶部的长度方向的中间位置。

7.根据权利要求2-6任一项所述的发电系统，其特征在于，所述水力发电机组件设置为两组，所述虹吸管组的出水端设置为两个，两个所述虹吸管组的出水端一一对应位于两组所述水力发电机组件的水力发电机叶轮的上方；两个所述水力发电机组件的储水箱相连通。

8.根据权利要求7所述的发电系统，其特征在于，两个所述虹吸管组的出水端分别连接有真空管道，两个所述真空管道的出水端分别对应位于两组所述水力发电机组件的发电机叶轮的上方；两个所述真空管道上分别安装有用于调节水量的控制阀。

9.根据权利要求8所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括敞口的储水池，两个所述储水箱均连通所述储水池，所述储水池内安装有水泵，所述水泵用于将所述储水池内的水抽至所述蓄水池。

10.根据权利要求7所述的发电系统，其特征在于，所述发电机叶轮包括主轴以及安装在所述主轴上的多个叶片，所述多个叶片沿所述主轴的周向方向均匀设置；所述主轴通过轴承转动连接所述储水箱，所述主轴的两端分别伸出所述储水箱的相对的两个侧板，所述发电机主体位于所述储水箱外。