CN210859038U - 一种气压式水力循环发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气压式水力循环发电系统，包括双层封闭式水塔，第一、第二水轮机水轮机，气泵，气动水泵，进气管，循环管和补水管；其中循环管的进水口与双层封闭式水塔下方出水口连接；第一水轮机设置在循环管的进水口处；第二水轮机设置在循环管底部中心；补水管和进气管均安装在双层封闭式水塔的一侧；气泵的输入端分别与第一水轮机和风轮连接；气泵的输出端分别与进气管的进气口和气动水泵的输入端连接。该系统可以安装在工厂的废水排放口的地下直接发电或安装在雨水排放入河口直接发电，从而减少水泵的使用。

Description

一种气压式水力循环发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种发电系统，具体涉及一种气压式水力循环发电系统。

背景技术

现在普遍的实业工厂存在着耗电量特别高的问题，同时高耗电量变相的增加了企业的生产成本，所以如何高效的发电已经成为了我们现在不得不面对的问题。

目前对于发电技术有火力发电、太阳能发电，风能发电等。火力发电通过燃烧煤炭将热能转换为电能，其发电过程不仅有大量污染性气体产出，同时也会产出大量烟尘，同时其发电的汽轮机通常选用水作为冷却介质，一座1000MW的火力发电厂每日的耗水量约为十万吨。太阳能发电其受地理分布、季节变化、昼夜交替等因素影响会严重影响其发电量，当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小，这就会影响用电设备的正常使用。对于风能发电来说首先占用大片土地，其次不稳定、不可控性极强，目前仍然需要很高的成本。

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明提供一种气压式水力循环发电系统，利用水力发电技术，通过双层封闭式水塔、水轮机、水泵、储气罐、循环管、补水管、进气管和离心装置使得双层封闭式水塔内产生空气压力，从而驱动水流动来进行循环发电，进一步的降低的发电成本，同时减少了对环境的污染，避免了影响环境、地域、气候等问题的隐患。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种气压式水力循环发电系统，包括：双层封闭式水塔、第一水轮机、第二水轮机、气泵、储气罐、气动水泵、进气管、循环管和补水管；其中，所述循环管的进水口与所述双层封闭式水塔下方出水口连接；

所述第一水轮机设置在所述循环管的进水口处；

所述第二水轮机设置在所述循环管底部中心；

所述补水管和进气管均安装在所述双层封闭式水塔的一侧；

所述气泵的输入端分别与所述第一水轮机和风轮连接；

所述气泵的输出端与所述储气罐连接；

所述储气罐的输出端分别与进气管的进气口和气动水泵的输入端连接。

优选的，所述双层封闭式水塔内部水平设置有一块分隔板；

所述分隔板以上部分为循环层；

所述分隔板以下部分为加压层；所述加压层为密闭空间。

进一步的，所述加压层的两侧顶端分别设置有减压阀和进气阀；

所述进气阀与所述进气管的出气口连接，用于储气罐与所述加压层内的通断；

所述减压阀，用于防止加压层内气压超过第一预设气压阈值，进而避免了出现循环管内水回流和循环层水无法顺利下流的情况。

进一步的，所述分隔板中心位置竖直的设置有一根进水管；所述进水管，用于连通所述循环层与加压层，使循环层内水在水压和重力作用向下流入加压层；所述进水管进水口处设置有止回阀，用于防止加压层内水回流到循环层。

进一步的，所述加压层内的水在气压和水位力的作用下，向下流入所述循环管并推动所述第一水轮机叶轮旋转，通过所述第一水轮机叶轮旋转产生的机械能带动所述气泵工作，通过所述气泵的输出端将加压的空气储存到所述储气罐内；当所述加压层内气压低于第二预设气压阈值时，进气阀打开，储气罐通过进气管为加压层加压；

当所述加压层内气压高于第二预设气压阈值时，进气阀关闭，储气罐不在为加压层加压，进入储气状态。

进一步的，所述加压层内的水在气压和水位压的作用下，使水通过循环管回流到循环层，循环做功。

优选的，所述风轮通过外界风力作用产生旋转，将风能转化为机械能辅助所述气泵工作。

优选的，所述第二水轮机上方设置离心轴；所述离心轴配有离心球；所述离心轴上端设置发电机。

进一步的，所述加压层内的水向下流动产生的压力和水位力推动所述第二水轮机叶轮旋转，通过第二水轮机叶轮旋转产生的机械能带动所述离心轴，使得安装于所述离心轴上的所述离心球产生惯力，驱动发电机发电。

优选的，所补水管出水口处设置有水位开关；当所述循环层内水量低于水位预设水位阈值时，水位开关开启，所述储气罐为气动水泵提供动力，所述气动水泵从补水井内将水通过补水管抽入循环层，进行补水。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型提供的一种气压式水力循环发电系统，将水能转换为电能，摈弃了太阳能的光转换问题，让发电不再受天气因素及周围环境等因素的影响；其主要结构包括双层封闭式水塔、第一水轮机、第二水轮机、气泵、储气罐、气动水泵、进气管、循环管和补水管；其中，第一水轮机设置于水塔下方出水口处，第二水轮机设置在连接水塔下方的循环管底部中心，补水管和补气管均安装在双层封闭式水塔的一侧。双层封闭式水塔里的水在空气压力的作用下向下流动驱动脖颈位置水轮机转换成机械能驱动气泵，使所述气泵向所述储气罐内储存加压的空气，当所述加压层内气压低于第二预设气压阈值时，进气阀打开，储气罐通过进气管为加压层加压；当所述加压层内气压高于第二预设气压阈值时，进气阀关闭，储气罐不在为加压层加压，进入储气状态。同时所述气泵的输入端连接包括的风轮通过外界风力作用产生旋转，将风能转化为机械能辅助所述气泵工作。这样利用空气压力的作用下将循环水和补水吸入双层封闭式水塔。水在循环管向下流动过程中驱动循环管底部中心的水轮机转换成机械能驱动水轮机与发电机中间连接的离心轴，离心轴上安装的离心球产生惯力轻松驱动发电机发电，并基于气压的缘故，可轻松将循环水输送回双层封闭式水塔内，循环做功。且当水被蒸发损失到水位以下时，气动水泵在气泵的作用下开始补水，从而实现24小时循环发电和污染物零排放。

该系统可以安装在工厂的废水排放口的地下直接发电，也可以安装在雨水排放入河口直接发电，有效减少了水泵的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型提供的气压式水力循环发电系统结构示意图；

其中，1-双层封闭式水塔、2-循环层、3-加压层、4-分隔板、5-进水管、6-止回阀、7-减压阀、8-进气阀、9-进气管、10-补水管、11-循环管、12-第一水轮机、13-第二水轮机、14-气泵、15-气动水泵、16-发电机、17-离心轴、18-离心球、19-补水井、20-风轮、21-储气罐。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本实用新型具体实施方式提供一种气压式水力循环发电系统，包括：双层封闭式水塔(1)、第一水轮机(12)、第二水轮机(13)、气泵(14)、储气罐(21)气动水泵(15)、进气管(9)、循环管(11)和补水管(10)；其中，所述循环管(11)的进水口与所述双层封闭式水塔(1)下方出水口连接；

第一水轮机(12)设置在循环管(11)的进水口处；

第二水轮机(13)设置在循环管(11)底部中心；

补水管(10)和进气管(9)均安装在双层封闭式水塔(1)的一侧；

气泵(14)的输入端分别与第一水轮机(12)和风轮(20)连接；

所述气泵(14)的输出端与所述储气罐(21)连接；

所述储气罐(21)的输出端分别与进气管(5)的进气口和气动水泵(15)的输入端连接。

所述双层封闭式水塔(1)内部水平设置有一块分隔板(4)；

所述分隔板(4)以上部分为循环层(2)；

所述分隔板(4)以下部分为加压层(3)。

所述加压层(3)的两侧顶端分别设置有减压阀(7)和进气阀(8)；

所述进气阀(8)与所述进气管(9)的出气口连接，用于储气罐(21)与所述加压层内(3)的通断；

所述减压阀(7)，用于防止加压层(3)内气压超过第一预设气压阈值，进而避免了出现循环管(11)内水回流和循环层水(2)无法顺利下流的情况。

所述分隔板(4)中心位置竖直的设置有一根进水管(5)；所述进水管(5)，用于连通所述循环层(2)与加压层(3)，使循环层(2)内水在水压和重力作用向下流入加压层(3)；所述进水管进水口处设置有止回阀(6)，用于防止加压层(3)内水回流到循环层(2)。

其中，所述循环层(2)内水流入加压层(3)，所述加压层(3)内气压高于外界气压，则在气压的作用下，使水流入循环管(11)。

当水流入循环管(11)时，水向下流动产生的压力和水位力推动所述第一水轮机(12)叶轮旋转，通过第一水轮机(12)叶轮旋转产生的机械能带动气泵(14)工作，气泵(4)持续工作持续将加压得空气储存到储气罐(21)中，当所述加压层(3)内气压低于第二预设气压阈值时，进气阀(8)打开，储气罐(21)通过进气管(9)为加压层(3)加压；当所述加压层(3)内气压高于第二预设气压阈值时，进气阀(8)关闭，储气罐(21)不在为加压层(3)加压，进入储气状态，保证加压层(3)内的气压始终保持在其预设的气压范围内。

通过第一水轮机(12)的水继续向下流动，在持续的气压作用下，推动所述第二水轮机(13)叶轮旋转，通过第二水轮机(13)叶轮旋转产生的机械能带动所述离心轴(17)，使得安装于所述第二离心轴上的所述离心球(18)产生惯力，驱动发电机(16)发电。

所述风轮(20)通过外界风力作用带动风轮(20)的叶片旋转，将风能转化为机械能辅助所述气泵工作。

水最终在在气压的作用下，通过循环管(11)重新回流到循环层(2)中完成循环做功。

当水被蒸发损失到循环层(2)额定水位以下时，开启补水开关(21)，所述气泵(14)控制气动水泵(15)工作，通过补水管(10)从补水井(19)中抽水，对循环层(2)进行补水补水。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，包括：双层封闭式水塔、第一水轮机、第二水轮机、气泵、储气罐、气动水泵、进气管、循环管和补水管；其中，所述循环管的进水口与所述双层封闭式水塔下方出水口连接；

所述第一水轮机设置在所述循环管的进水口处；

所述第二水轮机设置在所述循环管底部中心；

所述补水管和进气管均安装在所述双层封闭式水塔的一侧；

所述气泵的输入端分别与所述第一水轮机和风轮连接；

所述气泵的输出端与所述储气罐连接；

所述储气罐的输出端分别与进气管的进气口和气动水泵的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述双层封闭式水塔内部水平设置有一块分隔板；

所述分隔板以上部分为循环层；

所述分隔板以下部分为加压层；所述加压层为密闭空间；

所述第二水轮机上方设置离心轴；所述离心轴配有离心球；所述离心轴上端设置发电机。

3.根据权利要求2所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述加压层的两侧顶端分别设置有减压阀和进气阀；

所述进气阀与所述进气管的出气口连接，用于储气罐与所述加压层内的通断；

所述减压阀，用于防止加压层内气压超过第一预设气压阈值，进而避免了出现循环管内水回流和循环层水无法顺利下流的情况。

4.根据权利要求2所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述分隔板中心位置竖直的设置有一根进水管；所述进水管，用于连通所述循环层与加压层，使循环层内水在水压和重力作用向下流入加压层；所述进水管进水口处设置有止回阀，用于防止加压层内水回流到循环层。

5.根据权利要求3所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述加压层内的水在气压和水位力的作用下，向下流入所述循环管并推动所述第一水轮机叶轮旋转，通过所述第一水轮机叶轮旋转产生的机械能带动所述气泵工作，通过所述气泵的输出端将加压的空气储存到所述储气罐内；当所述加压层内气压低于第二预设气压阈值时，进气阀打开，储气罐通过进气管为加压层加压；

当所述加压层内气压高于第二预设气压阈值时，进气阀关闭，储气罐不在为加压层加压，进入储气状态。

6.根据权利要求5所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述加压层内的水在气压和水位压的作用下，使水通过循环管回流到循环层，循环做功。

7.根据权利要求1所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述风轮通过外界风力作用产生旋转，将风能转化为机械能辅助所述气泵工作。

8.根据权利要求2所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于：所述加压层内的水向下流动产生的压力和水位力推动所述第二水轮机叶轮旋转，通过第二水轮机叶轮旋转产生的机械能带动所述离心轴，使得安装于所述离心轴上的所述离心球产生惯力，驱动发电机发电。

9.根据权利要求2所述的一种气压式水力循环发电系统，其特征在于，所述补水管出水口处设置有水位开关；当所述循环层内水量低于水位预设水位阈值时，水位开关开启，所述储气罐为气动水泵提供动力，所述气动水泵从补水井内将水通过补水管抽入循环层，进行补水。

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