CN2707993Y - 液力发电设备 - Google Patents

Abstract

一种液力发电设备，具有发电机，驱动发电机的水轮机，水轮机外接进水口，特别是在进水口的上方接装有一增压器，该增压器包括有上段的直筒储液腔和下段的斗形增压腔，斗形增压腔的下喷嘴装有调节口径的调节装置，本实用新型结构简单，可将较小的水流汇集增压，特别适合于小水头的山溪河流中应用。

Description

液力发电设备

(一)技术领域：本实用新型涉及民用工业发电设备，是一种新型增压式液力发电设备。

(二)背景技术：随着我国工业经济的飞速发展，电力已越来越紧缺，对于一些山区，电力更是贫乏。当前要建成水力发电站，比建同样大的火力发电厂大3倍的投资。火力发电厂吐出烟雾污染大气，消耗大量燃料而成本高，两者电力送出要升降压的变压器和高低电路设施。坝类电站水从坝内流向坝外水轮机。引水电站水从远处流向水轮机，两者流道底部都是斜坡度，是固体斜坡度，水力重力是地球对水的引力而成，它是直线指向地心，而斜度底部固体是斜于地心的要水斜流，而地心要水力直流指向地心，这样一斜一直抵消一部分水力。另者现在的水轮机都要水力斜着进入，或者睡着进入，或者弯着进入，这样又消掉一部分水的冲力的重力，另外有一类水轮机居于坝外，有一类水轮机靠很长的引水，这两类水轮机都是斜槽进水，所以不能捕获水的周围由引力造成的挤压力。另外水轮机要大流量高水头，如果流量不大就要高水头，水头不高就要大流量等要求严格，所以一般山区山溪小水流现有设备不能发电。

(三)发明内容：本实用新型的目的是要克服现有水轮发电机不能适应小水流的问题，提供一种结构简单，能够适应落差小的山溪小河中使用的增压式液力发电设备。

本实用新型主要由发电机、驱动发电机的水轮机组成，水轮机外接进水口，并配设有截水阀，其改进方案是：在进水口的上方接装有一增压器，该增压器包括有上段的直筒储液腔和下段的斗形增压腔，斗形增压腔的下喷嘴装有调节口径的调节装置。

本实用新型中所述的斗形增压腔为方形斗，其中至少有一斜边为活动斜侧板，该活动斜侧板的上端与直筒储液腔转轴连接；斗形增压腔下方的调节装置为一螺杆推动装置，其螺杆头连接上述活动斜侧板的下端，通过调节螺杆伸缩可完成斗形增压腔下端喷嘴变大变小，以改变对水轮机的冲击力，满足工作需要，同时与水源供应量调节相适应。

为保证增压器的增压效果，提高增压量，本实用新型中所述增压器垂直高度应大于1.5米，并可采取多级布置，即将两台以上的增压器进行垂直叠加布置。

为提供整机的工作效率，在本实用新型中心水轮机的下方可接装一个真空排水箱，外接排水泵，使水轮进行真空运行。

本实用新型的增压器是由于斗形增压腔提高了喷嘴的冲击力。实验表明：当喷嘴大小相同情况下，具有斗形增压腔的储液装置中冲击力较直筒形平底开口式储液装置的冲击力大。本实用新型采取多级增压，其喷嘴的冲击力可提高到2-3倍。

怎样探测出增压器能增2-3倍力呢？首先要知道水电站水轮机输入功率公式：经查阅机电工程手册3卷水力发电公式：

水轮机输入功率公式：N＝9.8×Q×h(kw)

N——输入功率KW，Q——流量/S(秒)

h——水头高度米(M)

取h＝2.5米高的水头，出水口截面积A＝2.26cm²，经试验测定流速v＝6.014M/S，所以流量Q＝A×V＝0.000226×6.014＝0.001359M³/S(A＝2.26cm²＝0.000226M²)，将上面数代入水轮机输入功率公式：

N＝9.8×0.001359×2.5＝0.01332×2.5＝0.0333kw

化成瓦0.0333×1000＝33.3W

求力F公式： $F=\frac{N}{V}/9.8$ N＝33.3W    V＝6.014M/S代入： $F=\frac{33.3}{6.014}/9.8=5.537/9.8=0.563,$ 化成克563g。

用同样高的水头h＝2.5米，同样的流量Q＝0.001359M³/S，同样的孔A＝2.26cm²，同样流速V＝6.014M/S做实验，采用三级增压器增压，水从喷嘴中喷射出的力是1230g，前面用输入水轮机功率公式计算出来的水力是563g，比实际试验数(1230-563＝6678)少667g，把它们换算成倍数是1230/563＝2.18倍，实际试验力大于输入水轮机力2.18倍，这就是通过增压器增加的冲击力。水轮机输入功率公式经过无数实践证明是正确的，无怀疑的，因而563g力是准确的，试验数1230g经数次试验是准确的，它的增量667g，完全证实了本增压器能扩大压力(冲击力)。

科学家帕斯卡在1648年做过类似试验，他是用密封木桶盖上插入一根细长的管子，盛满水，从阳台上再加几杯水，竟把桶压裂，水从缝内喷射出来，这就是水对桶下产生很大的压强力原因。本机增压器把散布在容器下面大的压强收集成一块，所以能把压强力扩大2-4倍。

本实用新型结构简单，操作简便，适应性强。本实用新型可适用于山溪河流自然小水流的地方，当流量为0.0057m³/s，水头5.3M的水流，采用本机即可以发出一仟瓦的电力，即使在仅有2米高的水头，流量为0.0102M³/S的地方，本机也可以发电，而现有水轮发电机是不能工作的。

(四)附图说明：

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是图1的A向局部视图；

图3是图2的B-B视图。

图中：1-一级增压器，2-截水阀，3-二级增压器，4-调节装置，5-进水口，6-水轮机，7-真空箱，8-发电机，9-固定斜侧板，10-活动斜侧板，11-固定座，12-螺杆，13-螺母，14-手轮，15-转轴。

(五)具体实施方式：

参见图1，本实用新型具有发电机8，与之连接装有水轮机6，水轮机6的下方安装真空排水箱7(外装排水泵，通过灌水、排水实现真空)，与水轮机6之叶轮切向安装有进水口5，进水口5的上方依次安装有调节装置4、二级增压器3、一级增压器1，在二级增压器3的直筒段还安装有截水阀2。其中一级增压器1的上段为圆形直筒储液腔，高1.5米，直径0.3米，下段为圆台斗形增压腔，高0.25米，上口径0.3米，下口径0.11米；二级增压器3的上段为圆形直筒储液腔，高2.5米，直径0.11米，下段为方斗形增压腔，高0.15米，上口为0.11米×0.11米，下口为0.05米×0.05米并装调节装置4可变大变小，其具体结构形式参见图2、图3；方斗形增压腔的其中三侧壁设计为固定斜侧板9，正前方的一侧壁为活动斜侧板10，其上端通过转轴15与上段储液腔铰接，下端安装连接有调节装置4，实现变口径；调节装置4见图2，是由固定座11，与固定座11固定安装的螺母13以及装在固定座11和螺母13中的螺杆12组成；为了方便调节，螺杆12的尾端还装有手轮14，螺杆12的前端与活动侧板10的下端连接，操作螺杆12的伸缩，可改变二级增压器3的喷嘴大小，以改变冲击力，满足水轮机的工作需要，同时与水源泉供应量调节相适应。

Claims (4)

1.一种液力发电设备，具有发电机，驱动发电机的水轮机，水轮机外接进水口，配设截水阀，其特征在于：进水口上方接装有一增压器，该增压器包括有上段的直筒储液腔和下段的斗形增压腔，斗形增压腔的下喷嘴装有调节口径的调节装置。

2.根据权利要求1所述的液力发电设备，其特征是：所述的斗形增压腔为方形斗，其中至少有一斜边为活动斜侧板，该活动斜侧板的上端与直筒储液腔转轴连接；斗形增压腔下方的调节装置为一螺杆推动装置，其螺杆头连接上述活动斜侧板的下端。

3.根据权利要求1或2所述的一种液力发电设备，其特征是：所述增压器垂直高度大于1.5米，可采取多级布置。

4.根据权利要求1或2所述的液力发电设备，其特征是：在水轮机的下方接装有一个真空排水箱，外接排水泵。

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