CN215633495U - 一种升降式抽水发电装置 - Google Patents

Abstract

一种升降式抽水发电装置，包括发电模块、旋转轴、升降旋转模块以及升降发电模块；发电模块为顶部敞开腔体结构；在其两侧壁的上方固定有具有轴承的支架，旋转轴可旋转地安装在该轴承上；在发电模块底部设有第一排水口，与排水通道连接，用于将流入发电模块的水向外排出；升降旋转模块在发电模块的腔体内，通过连接绳与旋转轴连接使其旋转；升降发电模块均设在发电模块的内部的升降旋转模块的两侧，通过连接绳与旋转轴连接。本实用新型通过在升降模块带动旋转轴旋转，进而带动升降发电模块的升降块来进行发电，不需要额外的动力源来带动旋转轴旋转，不仅能够减小装置的总体积进而减少装置制造成本，还能够降低能耗。

Description

一种升降式抽水发电装置

技术领域

本实用新型属于水力发电技术领域，具体涉及一种升降式抽水发电装置。

背景技术

在现有技术中，通过在蓄水池的内部设置具有浮力模块的动力摆，并将抽水引入抽水箱后使动力摆上升，再排出抽水箱中的蓄水来降低动力摆的高度，使得连接在动力摆上的加速器和发电机能够进行发电。但是，在这种利用抽水箱的发电系统中，抽水箱为立式柱形结构，动力摆沿立式抽水箱上下浮动来进行发电，因此，为了提高发电量需要尽可能的提升立式抽水箱的高度，而提升历史抽水箱的高度不仅在施工方面增加了难度和施工成本，还降低的发电效率。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种升降式抽水发电装置。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种升降式抽水发电装置，包括发电模块、旋转轴、升降旋转模块以及升降发电模块，其特征在于：

发电模块为顶部敞开腔体结构；在其两侧壁的上方固定有具有轴承的支架，旋转轴可旋转地安装在该轴承上；

在发电模块底部设有第一排水口，与排水通道连接，用于将流入发电模块的水向外排出；

升降旋转模块在发电模块的腔体内，通过连接绳与旋转轴连接使其旋转；

升降发电模块均设在发电模块的内部的升降旋转模块的两侧，通过连接绳与旋转轴连接，并基于旋转轴的旋转进行升降运动进而发电。

本实用新型还进一步采用以下优选技术方案：

升降旋转模块包括升降腔体、升降水槽、重力单元、第一连接绳、第一导轮以及供水管；

在升降腔体的底部设有第二排水口；

升降水槽设在升降腔体内部，并且通过第一连接绳分别与旋转轴和重力单元连接；

升降水槽的顶部设有注入抽水的入水口，底部设有排水管；

第一导轮设在升降腔体的一侧外侧壁的上部；

重力单元设在第一导轮的下方，沿升降腔体的外侧壁做升降运动；

第一连接绳的一端固定在升降腔体的顶部，另一端分别依次通过升降水槽顶部、旋转轴、第一导轮以及重力单元顶部，最后固定在升降腔体顶部的一侧；

供水管具有控制阀，一端与外部水源连接，另一端与升降水槽302的入水口连接。

升降旋转模块还包括第二导轮、第三导轮以及重力导轨；

第二导轮设在升降水槽的顶部；

第三导轮设在重力单元的顶部；

第一连接绳的一端固定在升降腔体的顶部，另一端分别依次通过第二导轮、旋转轴、第一导轮以及第三导轮，最后固定在升降腔体顶部的一侧；

重力导轨沿第一导轮下方的升降腔体的外侧壁设置。

升降旋转模块还包括第四导轮，该第四导轮分别设在升降水槽与升降腔体的内侧壁、重力单元和升降腔体的外侧壁之间。

在升降腔体的顶部设有限位单元，该限位单元包括固定环和限位螺栓，旋转轴贯穿该固定环，并且通过紧固限位螺栓来固定旋转轴。

在升降腔体的底部，设有用于防止升降水槽直接与升降腔体底部接触的第一支撑弹簧，在第一支撑弹簧上方设置支撑板。

升降发电模块包括发电腔、发电单元以及第二连接绳；

发电腔固定在发电模块的内部，且设在升降旋转模块的两侧；

发电单元设在发电腔内部，通过第二连接绳作升降运动

第二连接绳的一端固定在发电腔的顶部，另一端通过发电单元的顶部固定在旋转轴上。

发电单元包括升降块、发电导轮、发电机以及发电电线；

升降块通过第二连接绳悬挂在发电腔内部；

发电导轮设在升降块的两侧，且与发电腔的内侧壁接触，在升降块做升降运动时旋转。

发电机设在连接两侧发电导轮的发电轴上，基于发电导轮405的旋转进行发电；

发电电线的一端与发电机连接，另一端与外部蓄电装置连接。

在发电腔的顶部，与旋转轴连接的位置处还设有控制导管，该控制导管通过螺栓固定在旋转轴或与旋转轴分离；

在发电腔的底部，设有用于防止升降块直接与升降腔体底部接触的第二支撑弹簧，在第二支撑弹簧上方设置支撑板。

升降块和重力单元的总重量小于升降水槽内注满水时的总重量。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过在升降水槽内进行注水或排水来使升降水槽进行升降运动，进而依次带动升降发电模块的升降块来进行发电，不需要额外的动力源来带动旋转轴旋转，不仅能够减小装置的总体积进而减少装置制造成本，还能够降低能耗。

附图说明

图1是本实用新型的升降式抽水发电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型的进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的升降式抽水发电装置包括发电模块1、旋转轴2、升降旋转模块3以及升降发电模块4。

具体地，发电模块1为顶部敞开的方形腔体结构；升降旋转模块3和升降发电模块4均为中空的方柱结构。发电模块1的两侧壁的上方通过螺栓固定有具有轴承的支架，旋转轴2可旋转地安装在该轴承上。在发电模块1底部设有第一排水口，与排水通道连接，用于将流入发电模块1的抽水向外排出。

升降旋转模块3安装在发电模块1的腔体内，且与旋转轴2连接使其旋转。优选地，升降旋转模块3可设于发电模块1的正中心位置。

具体地，升降旋转模块3包括升降腔体301、升降水槽302、重力单元(图中未示出)、第一连接绳304、导轮以及供水管306。

其中在升降腔体301的底部设有第二排水口。优选地，升降腔体301可由水泥制成，并螺栓固定在发电模块1内部。或者，升降腔体301可与发电模块1的腔体一体成型。

升降水槽302设在升降腔体301内部，并且通过第一连接绳304分别与旋转轴2和重力单元连接。该升降水槽302的顶部设有注入抽水的入水口307，底部设有排水管，且该排水管还设有可控制排水管开闭的控制阀。优选地，该升降水槽302可采用合成树脂制成。

导轮分别设在升降腔体301的一侧上部、升降水槽302的顶部以及重力单元的顶部。设有第一导轮的升降腔体301的一侧外壁上还设有重力导轨(图中未示出)，重力单元可沿该重力导轨做上下运动。第一连接绳304的一端固定在升降腔体301的顶部，另一端分别依次通过升降水槽302顶部的第二导轮、旋转轴2、第一导轮以及重力单元顶部的第三导轮，最后固定在升降腔体301顶部的一侧。优选地，升降水槽302与升降腔体301的内侧壁、重力单元和升降腔体301的外侧壁之间，可设置第四导轮，以减少在升降水槽302和重力单元在升降过程中与升降腔体301的腔壁产生的摩擦，提高使用寿命。

并且，重力单元的重量应大于空升降水槽302的重量，以未在升降水槽302内注水时，升降水槽302在升降腔体301内处于最上方，重力单元在升降腔体301外处于最下方。当向升降水槽302注水时，随着升降水槽302的重力大于重力单元的重力，升降水槽302向下运动，进而使旋转轴2向一方向旋转，直到升降水槽302内注满水。当升降水槽302内的水通过排水管排出时，随着升降水槽302向上运动，使得旋转轴2向另一方向运动。

在本实用新型的一个实施例中，在升降腔体301的顶部可设置限位单元，该限位单元包括固定环和限位螺栓，旋转轴2贯穿该固定环，并且通过紧固限位螺栓来固定旋转轴2，避免在不需要发电时旋转轴2自动旋转。

供水管306具有控制阀可根据需求开闭控制阀来控制升降水槽302内的水量，并且供水管306的一端与升降水槽302的入水口307连接，能够将外部的水通过抽水泵抽入升降水槽302中。在本实用新型的一个实施例中，供水管306可设在发电模块1和/或升降旋转模块3的上方，基于水往下流的原理，使得供水管306中的水流入升降水槽302。在本实用新型的另一实施例中，供水管306的一端可设置抽水泵，通过抽水泵将水引入升降水槽302。在本实用新型的又一实施例中，发电模块1可设在地底，且保持其顶部露在地面，使得地下水或雨水也能够通过供水管流入升降水槽302。

升降发电模块4设在发电模块1内部的升降旋转模块3的两侧，并基于旋转轴2的旋转进行升降运动进而发电。具体地，升降发电模块4包括发电腔401、发电单元402以及第二连接绳403。

优选地，发电腔401可采用水泥制作并通过螺栓固定在发电模块1的内部。或者可与升降旋转模块3和发电模块1一体成型。

发电单元402设在发电腔401内部，由升降块404、发电导轮405、发电机406以及发电电线407组成。升降块404通过第二连接绳403做升降运动，即，第二连接绳403的一端固定在发电腔401的顶部，另一端通过升降块404顶部的第五导轮固定在旋转轴2，使得升降块404基于旋转轴2的旋转做升降运动。

发电导轮405设在升降块404的两侧，且与发电腔401的内侧壁接触，在升降块404做升降运动时旋转。

发电机406设在连接两侧发电导轮405的发电轴上，基于发电导轮405的旋转进行发电，并通过发电电线407将产生的电能传送至外部。

其中，升降块404和重力单元的总重量应小于升降水槽302内注满水时的总重量。当在升降水槽302内注水时，升降水槽302向下运动，重力单元向上运动，此时第二连接绳403将缠绕在旋转轴上，进而带动升降块404向上移动，通过发电导轮405的旋转进行发电。

在发电腔401的顶部，与旋转轴2连接的位置处还设有控制导管，该控制导管可通过螺栓固定在旋转轴2或与旋转轴2分离。当紧固该螺栓时，控制导管能够插入到旋转轴2，在旋转轴2旋转时与其一起转动，将第二连接绳403缠绕在旋转轴2上；当解开螺栓时，控制导管与旋转轴2分离，这时旋转轴2进行空转。通过这种结构，可根据需求确定升降发电模块4的使用数量。

优选地，在发电腔401的内侧壁上，可设置发电导轮405的导轨。

在本实用新型的一个实施例中，在升降腔体301以及发电腔401的上方可设置振动器，通过将振动器的振动传递到导轨、第一连接绳304以及第二连接绳403上，尽可能地减少摩擦力。并且在升降腔体301以及发电腔401的底部，设有支撑弹簧，在支撑弹簧上方设置支撑板，分别通过弹力支撑升降水槽302以及升降块404，避免升降水槽302和升降块404在下降时直接与升降腔体301和发电腔401的底部接触，产生磨损。优选地，支撑板可采用合成树脂等材料制成。

本实用新型通过在升降水槽302内进行注水或排水来使升降水槽302进行升降运动，进而依次带动升降发电模块4的升降块404来进行发电，不需要额外的动力源来带动旋转轴旋转，不仅能够减小装置的总体积进而减少装置制造成本，还能够降低能耗。

申请人结合说明书附图对本实用新型的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本实用新型的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本实用新型的发明精神，而并非对本实用新型保护范围的限制，相反，任何基于本实用新型的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种升降式抽水发电装置，包括发电模块(1)、旋转轴(2)、升降旋转模块(3)以及升降发电模块(4)，其特征在于：

发电模块(1)为顶部敞开腔体结构；在其两侧壁的上方固定有具有轴承的支架，旋转轴(2)可旋转地安装在该轴承上；

在发电模块(1)底部设有第一排水口，与排水通道连接，用于将流入发电模块(1)的水向外排出；

升降旋转模块(3)在发电模块(1)的腔体内，通过连接绳与旋转轴(2)连接使其旋转；

升降发电模块(4)均设在发电模块(1)的内部的升降旋转模块2的两侧，通过连接绳与旋转轴(2)连接，并基于旋转轴(2)的旋转进行升降运动进而发电。

2.根据权利要求1所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

升降旋转模块(3)包括升降腔体(301)、升降水槽(302)、重力单元、第一连接绳(304)、第一导轮以及供水管(306)；

在升降腔体(301)的底部设有第二排水口；

升降水槽(302)设在升降腔体(301)内部，并且通过第一连接绳(304)分别与旋转轴(2)和重力单元连接；

升降水槽(302)的顶部设有注入抽水的入水口(307)，底部设有排水管；第一导轮设在升降腔体(301)的一侧外侧壁的上部；

重力单元设在第一导轮的下方，沿升降腔体(301)的外侧壁做升降运动；

第一连接绳(304)的一端固定在升降腔体(301)的顶部，另一端分别依次通过升降水槽(302)顶部、旋转轴(2)、第一导轮以及重力单元顶部，最后固定在升降腔体(301)顶部的一侧；

供水管(306)具有控制阀，一端与外部水源连接，另一端与升降水槽(302)的入水口(307)连接。

3.根据权利要求2所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

升降旋转模块(3)还包括第二导轮、第三导轮以及重力导轨；

第二导轮设在升降水槽(302)的顶部；

第三导轮设在重力单元的顶部；

第一连接绳(304)的一端固定在升降腔体(301)的顶部，另一端分别依次通过第二导轮、旋转轴(2)、第一导轮以及第三导轮，最后固定在升降腔体(301)顶部的一侧；

重力导轨沿第一导轮下方的升降腔体(301)的外侧壁设置。

4.根据权利要求2所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

升降旋转模块(3)还包括第四导轮，该第四导轮分别设在升降水槽(302)与升降腔体(301)的内侧壁、重力单元和升降腔体(301)的外侧壁之间。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的升降式抽水发电装置，其特征在于

在升降腔体(301)的顶部设有限位单元，该限位单元包括固定环和限位螺栓，旋转轴(2)贯穿该固定环，并且通过紧固限位螺栓来固定旋转轴(2)。

6.根据权利要求2-4任意一项所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

在升降腔体(301)的底部，设有用于防止升降水槽(302)直接与升降腔体(301)底部接触的第一支撑弹簧，在第一支撑弹簧上方设置支撑板。

7.根据权利要求1所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

升降发电模块(4)包括发电腔(401)、发电单元(402)以及第二连接绳(403)；

发电腔(401)固定在发电模块(1)的内部，且设在升降旋转模块(3)的两侧；

发电单元(402)设在发电腔(401)内部，通过第二连接绳(403)作升降运动；

第二连接绳(403)的一端固定在发电腔(401)的顶部，另一端通过发电单元(402)的顶部固定在旋转轴(2)上。

8.根据权利要求7所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

发电单元(402)包括升降块(404)、发电导轮(405)、发电机(406)以及发电电线(407)；

升降块(404)通过第二连接绳(403)悬挂在发电腔(401)内部；

发电导轮(405)设在升降块(404)的两侧，且与发电腔(401)的内侧壁接触，在升降块(404)做升降运动时旋转。

发电机(406)设在连接两侧发电导轮(405)的发电轴上，基于发电导轮(405)的旋转进行发电；

发电电线(407)的一端与发电机(406)连接，另一端与外部蓄电装置连接。

9.根据权利要求7或8所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

在发电腔(401)的顶部，与旋转轴(2)连接的位置处还设有控制导管，该控制导管通过螺栓固定在旋转轴(2)或与旋转轴(2)分离；

在发电腔(401)的底部，设有用于防止升降块(404)直接与升降腔体(301)底部接触的第二支撑弹簧，在第二支撑弹簧上方设置支撑板。

10.根据权利要求2或7所述的升降式抽水发电装置，其特征在于：

升降块(404)和重力单元的总重量小于升降水槽(302)内注满水时的总重量。

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