一種可獨立運行的循環水發電機組的製作方法
2023-05-10 07:06:16
專利名稱：一種可獨立運行的循環水發電機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水力發電裝置，具體是提供一種可獨立運行的循環水發電機組。
技術背景
現有的水力發電裝置存在著工作範圍窄、水能利用效率低、投資成本高和工作效率低等不足之處。大量的水資源一次性做功後白白的流掉，落後的技術設計使得投資成本過高、發電成本過高，且會造成水資源的極大浪費。
專利號為ZL01271038. 5的發明專利「水力發電裝置」所公開的技術方案，其提供了一種水力發電裝置，其在製造時確有一定的不足和不便。例如，葉輪的雙向推動，理論上是可以的，而在實際的製作和製造中卻很難實現葉輪周圍的水的密封。發明內容
本發明是針對以上問題，提供一種可獨立運行的循環水發電機組，可以使水能循環使用、多次利用、重複做功，其可以提供較穩定的電流、電壓，水能利用率提高，工作效率提高，製造成本降低，安裝維修方便。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
一種可獨立運行的循環水發電機組，包括高位水箱和低位水箱，所述高位水箱頂部設置有防塵蓋和避雷裝置，所述高位水箱及低位水箱之間通過安裝有水泵的上水管相連通，高位水箱底部連接有錐體漏鬥，所述錐體漏鬥底端通過高壓出水口連接高壓輸水管的一端，所述高壓輸水管的另一端通過高壓輸水管法蘭連接總閥，所述總閥上設置總閥伺服電機，所述總閥通過高壓輸水管連接分流室，所述分流室分別通過左、右分水管連接發電體單體的進水口，所述發電體單體通過排水口連接排水管，所述排水管連通低位水箱，所述的左、右分水管上設置左、右分水管法蘭，所述左、右分水管法蘭上設置主控閥，所述主控閥上連接主控閥微調電機，所述排水管上設置排水閥。
高位水箱上設置有溢流管。
高壓輸水管上設置有除沙裝置。
左、右分水管上設置備用閥。
發電體單體由四周的邊板圍成，所述邊板之間設置中間支撐板，且發電體單體分為上下兩層，上層為流體室，下層為發電機室，所述流體室內設置有多個按矩陣布置排列的葉輪，所述葉輪之間設置有橫向阻流板，所述葉輪一側設置有葉輪半圓形護板，所述流體室一端轉彎處設置有弧形導流板，所述發電機室內設置有與所述葉輪同軸安裝的永磁發電機。
發電體單體的進水口及排水口之間連接有管路，所述管路上設置有高壓供水泵。
管路上設置有高壓供水備用泵。
發電體單體的流體通道的截面形狀為長方形。
發電體單體內橫向阻流板設置在縱向排列的每個葉輪的中心處。
發電體單體的連接是由專用的截面形狀為長方形的發電體連接管接頭連接的。
排水閥上有排氣開關，以利於機組初始加水時的進水排氣。
本發明的一種可獨立運行的循環水發電機組，具有以下優點
1、本發明完全實現了 「擴壓引射」原理。
2、本發明做到了一次能量，倍壓量增，多次利用，重複做功，提高了整機使用效能。
3、由於錐體漏鬥的設置和發電體單體內葉輪的有序安裝所形成的流體通道，有效避免了本發明中散度能量衰減問題。
4、由於流體工作室內的流體力發電用的可調速葉輪的矩陣排列，特別是導流板和橫向阻流板的合理設置，使得葉輪在前有進水口、後有排水口的半封閉的特定環境中、在高壓水力的作用下，既減少了旋度能量衰減，又能使原有能量重複利用，從而增加了葉輪的輸出扭矩，相應地增加了發電機輸出扭矩，提高了發電機輸出功率。
5、由於葉輪的特殊結構和流體工作室的特定環境，使得每個葉輪在「液體不易壓縮」原理的前提下，都得到了同樣的轉速，使得每個葉輪避免了梯度能量衰減，都能以同樣的速度勻速同步運轉，保證了與葉輪配套安裝的多個永磁發電機都能以同樣穩定的轉速工作。大大避免了普通葉輪在普通環境中葉輪本身受水流衝擊時所受到的反向阻力，從而提高了能量利用率。
6、由於左右分水管中備用閥的設置，使得本發明左右發電體在某一塊發電體單體出現故障需要維修時，另一側的發電體還能照常工作(自動提速)，保證了正常發電運轉， 保證了用電單元的不停機停電。
7、製造成本低，維修費用低。
8、節省自然資源，適用範圍廣，沒有河流的地方也能使用。尤其是可避免因自然災害造成的大電網大面積停電影響。
綜上所述，與現有技術相比，本發明的一種可獨立運行的循環水發電機組，可有效避免梯度、旋度、散度能量衰減，能使水循環利用，多次重複做功，大量發電。
圖1是一種可獨立運行的循環水發電機組的整體結構主視圖2是一種可獨立運行的循環水發電機組的整體結構右視圖3是一種可獨立運行的循環水發電機組的整體結構俯視圖(實施例1)；
圖4是一種可獨立運行的循環水發電機組的整體結構俯視圖(實施例2)；
圖5是一種可獨立運行的循環水發電機組的發電體單體結構主視圖6是一種可獨立運行的循環水發電機組的發電體單體結構仰視圖7是一種可獨立運行的循環水發電機組的發電體單體連接管接頭主視圖8是一種可獨立運行的循環水發電機組的發電體單體連接管接頭右視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明的一種可獨立運行的循環水發電機組作進一步的描述。
實施例1
如附圖1-3所示，本發明的一種可獨立運行的循環水發電機組包括高位水箱1和低位水箱2，所述高位水箱1頂部設置有防塵蓋3和避雷裝置4，所述高位水箱1及低位水箱2之間通過安裝有水泵5的上水管6相連通，高位水箱1底部連接有錐體漏鬥7，所述錐體漏鬥7底端通過高壓出水口 8連接高壓輸水管9的一端，所述高壓輸水管9的另一端通過高壓輸水管法蘭10連接總閥11，所述總閥11上設置總閥伺服電機12，所述總閥11通過高壓輸水管13連接分流室14，所述分流室14分別通過左、右分水管15連接發電體單體16 的進水口 17，所述發電體單體16通過排水口 18連接排水管19，所述排水管19連通低位水箱2，所述的左、右分水管15上設置左、右分水管法蘭20，所述左、右分水管法蘭20上設置主控閥21，所述主控閥21上連接主控閥微調電機22，所述排水管19上設置排水閥23。
本實施例中，高位水箱1上設置有溢流管24。高壓輸水管9上設置有除沙裝置25。 左、右分水管15上設置備用閥26。
如附圖5、6所示，發電體單體16由四周的邊板161圍成，所述邊板161之間設置中間支撐板162，且發電體單體16分為上下兩層，上層為流體室163，下層為發電機室164，所述流體室163內設置有多個按矩陣布置排列的葉輪165，所述葉輪165之間設置有橫向阻流板166，所述葉輪165 —側設置有葉輪半圓形護板167，所述流體室163 —端轉彎處設置有弧形導流板168，所述發電機室164內設置有與所述葉輪165同軸安裝的永磁發電機169。
本實施例中，發電體單體16的流體通道的截面形狀為長方形。
發電體單體16內橫向阻流板166設置在縱向排列的每個葉輪165的中心處。
如附圖7、8所示，發電體單體16的連接是由專用的截面形狀為長方形的發電體連接管接頭1610連接的。
排水閥23上有排氣開關，以利於機組初始加水時的進水排氣。
實施例2
本實施例與實施例1的不同之處在於，發電體單體16的進水口 17及排水口 18之間連接有管路27，所述管路27上設置有高壓供水泵觀。
本實施例中，管路27上還可以設置有高壓供水備用泵四。
左右發電體的高壓水的供應可以轉換為由高壓供水泵觀提供。在發電機組進入正常發電過程中，可以在開啟高壓供水泵觀的同時關閉排水閥23，發電機組即可進入另一種供水發電狀態。為防止意外，高壓供水管道中又配置了高壓供水備用泵26。
除上述具體實施例外，本發明的一種可獨立運行的循環水發電機組還有以下特點分流室14的左右出口都是長方形截面的專用管道接口，分別和截面為長方形的左右分水管15連接，並和發電體單體16上的截面為長方形的接口連接；截面為長方形的左右分水管15的中段設有特製的截面為長方形的左右主控閥21和左右主控閥微調電機22、截面為長方形的備用閥26;左右發電體是由多個發電體單體16組成，發電體單體16分上下兩層， 上層為流體室163，下層為發電機室164 ；發電體單體16中的流體室163是暢通無阻的長方形截面流管；發電體單體16中的長方形截面流體室163內設有多個按矩陣布置排列的葉輪165、葉輪與葉輪之間的橫向阻流板166和葉輪半圓型護板167 ；截面為長方形的流體室四周的邊板161、流體室中間支撐板162、設置在流體室163 —端轉彎處的弧形導流板168。 流體室163的長方形截面流體通道內的葉輪165可以採用《流體力發電用的可調速葉輪》 (ZL01223373. 0、ZL01223374. 9、ZL01223375. 7 的任意一種)；流體室 163 內的葉輪 165 整齊排列；發電體單體16內的下部發電機室164中設置有與葉輪165同軸安裝的永磁發電機 169。永磁發電機169必須是250 300轉/分內的低速永磁發電機。
左右發電體的多個發電體單體16的連接分別是由專用的截面為長方形的發電體連接管接頭1610連接的，其截面為長方形。
在不改變高位水箱1的高度、容量、壓力以及不改變發電機輸出功率的大小或不改變發電機輸出扭矩的大小的情況下，可以根據用戶的用電需求，隨意的增減左右發電體單體16的數量。
橫向阻流板166設置在縱向排列的每兩個葉輪165之間的中心處。
導流板168為圓弧形結構，使水流易於從進水口到達排水口。導流板168的兩壁板間距比直行通道的要寬，以利於有效的排除和減少彎道阻力損失。
前述兩種實施例中，高位水箱1也可以由無塔自動供水設備代替。
上述方案中，高位水箱1、發電體16和低位水箱2內在開機工作之前需預先注滿水，開機和停機是由排水閥23的開和關控制的。開始工作前，除了排水閥23是關閉的狀態外，總閥11和左、右主控閥21和備用閥沈都是開著的，工作前的注水排氣僅靠排水閥23 上的排氣開關控制完成。開機工作只需將排水閥23全打開即可，水泵5會自動將回水抽送到高位水箱1，以保持高位水箱1的上部水面線。
根據恆定流的連續性原理通過各過水截面的流量為一常數，
即=V1S1 = V2S2 =常數。而連續性原理實際上是運動學中的質量守恆定理。對於不可壓縮的水流，單位時間流入Sl的質量當然要等於單位時間從S2流出的質量，否則在Sl 與S2之間的管內就會發生質量缺少或堆積。高壓水流在高位水箱1的壓力作用狀態下，整個通道中的水便成為一個一定壓力的狀態，並且會像一個「集團軍」 一樣整體向前位移。
發電體的通道內只要有水流流過，發電體內的許多葉輪165都會同時、同步、同速運轉；同時，與葉輪165相匹配的永磁發電機169也會同時、同步、同速運轉發電。為使高位水箱1常保持定量水位(保持壓力)，水泵5的開和關可採用自動水位斷路開關控制電路來控制完成。
以上所述的實施例，只是本發明較優選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員在本發明技術方案範圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種可獨立運行的循環水發電機組，包括高位水箱和低位水箱，所述高位水箱頂部設置有防塵蓋和避雷裝置，所述高位水箱及低位水箱之間通過安裝有水泵的上水管相連通，其特徵在於，所述的高位水箱底部連接有錐體漏鬥，所述錐體漏鬥底端通過高壓出水口連接高壓輸水管的一端，所述高壓輸水管的另一端通過高壓輸水管法蘭連接總閥，所述總閥上設置總閥伺服電機，所述總閥通過高壓輸水管連接分流室，所述分流室分別通過左、右分水管連接發電體單體的進水口，所述發電體單體通過排水口連接排水管，所述排水管連通低位水箱，所述的左、右分水管上設置左、右分水管法蘭，所述左、右分水管法蘭上設置主控閥，所述主控閥上連接主控閥微調電機，所述排水管上設置排水閥。
2.根據權利要求1所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的高位水箱上設置有溢流管。
3.根據權利要求1所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的高壓輸水管上設置有除沙裝置。
4.根據權利要求1所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的左、 右分水管上設置備用閥。
5.根據權利要求1所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的發電體單體由四周的邊板圍成，所述邊板之間設置中間支撐板，且發電體單體分為上下兩層， 上層為流體室，下層為發電機室，所述流體室內設置有多個按矩陣布置排列的葉輪，所述葉輪之間設置有橫向阻流板，所述葉輪一側設置有葉輪半圓形護板，所述流體室一端轉彎處設置有弧形導流板，所述發電機室內設置有與所述葉輪同軸安裝的永磁發電機。
6.根據權利要求1所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的發電體單體的進水口及排水口之間連接有管路，所述管路上設置有高壓供水泵。
7.根據權利要求6所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的管路上設置有高壓供水備用泵。
8.根據權利要求5所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的發電體單體的流體通道的截面形狀為長方形。
9.根據權利要求5所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的發電體單體內橫向阻流板設置在縱向排列的每個葉輪的中心處。
10.根據權利要求5所述的一種可獨立運行的循環水發電機組，其特徵在於，所述的發電體單體的連接是由專用的截面形狀為長方形的發電體連接管接頭連接的。
全文摘要
本發明涉及一種水力發電裝置，具體是提供一種可獨立運行的循環水發電機組。其結構包括高位水箱、低位水箱、發電體單體及將其連接成一個循環通路的管路，其水流通過依次高位水箱、發電體單體、低位水箱，最後再回到高位水箱的流動循環，從而實現循環水發電的最終目的。本發明的一種可獨立運行的循環水發電機組，可有效避免梯度、旋度、散度能量衰減，能使水循環利用，多次重複做功，大量發電。
文檔編號F03B13/00GK102536600SQ20121000981
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者梅長生 申請人:梅長生, 陳鳳亭