專(zhuān)利名稱(chēng)：集流循環(huán)式水流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是由水下集流擴(kuò)散器和水上貫流式水輪發(fā)電機(jī)相結(jié)合的新型水流發(fā)電系統(tǒng)，用于沿岸潮流和江河水流發(fā)電，屬新能源利用和水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
目前，在開(kāi)發(fā)潮流能源的研究中，由于潮流的水頭低、壓力小，常規(guī)水輪機(jī)不能直接應(yīng)用到水下自由流中，因此，一般采用特殊設(shè)計(jì)的水輪機(jī)直接放入水中進(jìn)行水下發(fā)電。但中，這種水下發(fā)電方式往往給發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)置、操作運(yùn)行和維護(hù)管理等來(lái)麻煩，影響了潮流能的開(kāi)發(fā)利用效果。
本實(shí)用新型的目的是推出一種特殊設(shè)計(jì)的水下集流擴(kuò)散器和常規(guī)的水上貫流式水輪發(fā)電機(jī)組相結(jié)合而形成的新型水流發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)把水下自由流變換成循環(huán)有壓管流，用常規(guī)貫流式水輪機(jī)進(jìn)行水上發(fā)電。這種發(fā)電方式為開(kāi)發(fā)低水頭、大流量的水流動(dòng)能，創(chuàng)造了必要的條件。
本實(shí)用新型所述的集流循環(huán)式水流發(fā)電系統(tǒng)由水下集流裝置、水上發(fā)電裝置及循環(huán)管組成，見(jiàn)附圖
。
水下集流裝置由兩級(jí)集流擴(kuò)散器構(gòu)成。第一級(jí)集流擴(kuò)散器包括集流器a(1)、喉管a(4)、擴(kuò)散器a(6)、流線體(7)；第二級(jí)集流擴(kuò)散器包括集流器b(8)、喉管b(9)、擴(kuò)散器b(10)、流線體b(11)。
第一級(jí)集流擴(kuò)散器是把一定流速的自由流轉(zhuǎn)換成有壓循環(huán)管流。第一級(jí)集流擴(kuò)散器喉管a(4)中央處設(shè)置循環(huán)管(13)的進(jìn)水管口(2)和出水管口(5)組成的流線體c(3)。循環(huán)管(13)的進(jìn)水管口(2)和出水管口(5)分別與喉管a(4)的進(jìn)水管口和出水管口在同一斷面上。水流進(jìn)入喉管a的同時(shí)，部分水流進(jìn)入循環(huán)管(13)。從循環(huán)管循環(huán)返回的水流又同穿過(guò)喉管a的水流從位于同一斷面上各自的出水管口進(jìn)入擴(kuò)散器a(6)。
第二級(jí)集流擴(kuò)散器的作用是對(duì)第一級(jí)集流擴(kuò)散器內(nèi)部水流起抽吸加速作用。第二級(jí)集流擴(kuò)散器喉管b(9)的進(jìn)口與第一級(jí)的擴(kuò)散器a(6)的出口安裝在同一個(gè)斷面上，而且兩級(jí)集流擴(kuò)散器同軸聯(lián)結(jié)，以減小裝置內(nèi)部水流阻力。
兩級(jí)集流擴(kuò)散器的內(nèi)部采用文丘里噴管結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部水流通過(guò)時(shí)起到加速作用。兩級(jí)集流擴(kuò)散器外部結(jié)構(gòu)采用流線體，以減小水下裝置的阻力系數(shù)，使外部水流迅速旁流，并對(duì)內(nèi)部水流起到導(dǎo)流加速的功效。
水上發(fā)電裝置主要包括貫流式水輪機(jī)(14)和與其匹配的發(fā)電機(jī)(12)。循環(huán)管(13)連接水下集流裝置和水上的水輪機(jī)(14)，連接部位保持水密。
水上發(fā)電裝置的水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)選用配套的常規(guī)產(chǎn)品。水下集流裝置和循環(huán)管可以選用鋼、塑料和水泥等材料，并進(jìn)行防腐和防生物附著處理。水下裝置可以采用固定式或浮體錨泊式，以適應(yīng)不同的水流條件。
本實(shí)用所新型通過(guò)其水下集流裝置，將水下自由流變換成循環(huán)管中的有壓循環(huán)管流。當(dāng)水流進(jìn)入第一級(jí)集流擴(kuò)散器的集流器a(1)后，開(kāi)始加速，在喉管a(4)段流速最大。其中央水流部分在動(dòng)壓作用下從進(jìn)水管口(2)進(jìn)入循環(huán)管(13)內(nèi)，其周?chē)拇蟛糠炙魍ㄟ^(guò)喉管a和擴(kuò)散器a沿軸向排出。在喉管a和擴(kuò)散器a的接合面，即出水管口(5)所處的斷面，因?yàn)榱魉僭龃蠖o壓減小，造成進(jìn)水管口(2)和出水管口(5)之間的壓差，致使循環(huán)管(13)內(nèi)水流循環(huán)流動(dòng)。循環(huán)管內(nèi)水流推動(dòng)安裝在循環(huán)管路中水輪機(jī)(14)運(yùn)行，把水流動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后，再由發(fā)動(dòng)機(jī)(12)轉(zhuǎn)換成電能。
附圖為集流循環(huán)式水流發(fā)電系統(tǒng)示意圖。
圖中，1－集流器a，2－進(jìn)水管口，3－流線體c，4－喉管a，5－出水管口6－擴(kuò)散器a，7－流線體a，8－集流器b，9－喉管b，10－擴(kuò)散器b，11－流線體b，12－發(fā)電機(jī)，13－循環(huán)管，14－水輪機(jī)，15－水面。
本實(shí)用新型所述的集流循環(huán)式水流發(fā)電系統(tǒng)，用于水頭低、壓力小的自由流發(fā)電具有明顯優(yōu)越性，在開(kāi)發(fā)我國(guó)豐富的沿岸潮流及江河、渠道等水流資源中具有廣闊的發(fā)展前景。
權(quán)利要求1.一種水流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于水下裝置采用集流擴(kuò)散器，水上裝置采用貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，通過(guò)循環(huán)管的連接組成循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的水流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于水下集流擴(kuò)散器外部結(jié)構(gòu)采用流線體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用文丘里噴管結(jié)構(gòu)。
3.一種如權(quán)利要求1所述的水流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于循環(huán)管進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均安置于水中第一級(jí)集流擴(kuò)散器的喉管中央。
4.一種如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的水流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于第一級(jí)集流擴(kuò)散器出口與第二級(jí)集流擴(kuò)散器的喉管進(jìn)口處于同一斷面，而且兩級(jí)集流擴(kuò)散器為同軸相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是由水下集流擴(kuò)散器和水上貫流式水輪發(fā)電機(jī)相結(jié)合的新型水流發(fā)電系統(tǒng)，用于沿岸潮流和江河水流發(fā)電。水下集流擴(kuò)散器把水下自由流變換成循環(huán)有壓管流，通過(guò)循環(huán)管引到水上的水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。這種發(fā)電方式在開(kāi)發(fā)低水頭、大流量的水流動(dòng)能中，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F03B1/00GK2136888SQ9223035
公開(kāi)日1993年6月23日 申請(qǐng)日期1992年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月11日
發(fā)明者王金龍 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所