一種新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)，屬水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)電的需求量日益增長(zhǎng)，造成電力部門的電力供不應(yīng)求。人們以往用煤和石油作為發(fā)電資源，而煤和石油資源日趨減少，燃燒時(shí)又要污染環(huán)境，因此，迫使人們不斷尋找新的能源。水力發(fā)電是一種普遍存在既豐富又廉價(jià)的能源，只要選好地址，阻隔江河，筑成大型水庫(kù)，儲(chǔ)滿水量，利用水的落差，沖擊水輪發(fā)電機(jī)就可發(fā)出電來(lái)，滿足人民生活和生產(chǎn)的用電需要；而采用水力發(fā)電，雖可以克服火力發(fā)電時(shí)的缺陷，但必須要有足夠的水源并讓水源形成較大的落差，利用水的沖擊力，沖動(dòng)水輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電?，F(xiàn)有的水輪大多是圓盤形，用垂直于盤面的中心軸作為轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，這就要求盤面與流水的夾角小于90度，且流水的利用率不高，充擊一個(gè)水輪后就流走來(lái)了，沒有被充分利用，實(shí)在可惜。如何巧妙的利用現(xiàn)有的水源，使其在人為的條件下，能循環(huán)利用并能更多的發(fā)出電來(lái)，供人們使用，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，是水電企業(yè)的廣大科技人員和長(zhǎng)期追求的迫切愿望。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了充分利用水利資源，克服現(xiàn)有水力發(fā)電站浪費(fèi)水資源的缺陷，本發(fā)明目的是提供一種新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)，以充分利用水力資源，盡量減少不必要的浪費(fèi)，以便發(fā)出更多的電力，滿足人們生產(chǎn)生活中日益增長(zhǎng)的電力需求。
[0004]為解決其技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)出的新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)包括:水塔和水塔下部的多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)，它的特點(diǎn)是:
1、所述新型水輪機(jī)為圓盤形，在該圓盤沿直徑方向兩端的機(jī)殼壁上，通過(guò)滾珠軸承各安裝有一根轉(zhuǎn)軸，在每根伸出機(jī)殼外的轉(zhuǎn)軸端安裝有一臺(tái)普通發(fā)電機(jī)，在每根伸在機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)軸端安裝有葉輪，每個(gè)葉輪的圓周上均勻的安裝有三塊葉片，兩葉輪上的葉片相互平行，在水的沖擊下同向旋轉(zhuǎn)；所述圓盤形葉片的直徑略小于水輪機(jī)的機(jī)殼直徑，在每塊葉片的中部均設(shè)計(jì)有通孔，在迎水面的通孔表面設(shè)計(jì)有用于蓋住該通孔的活動(dòng)蓋板，在活動(dòng)蓋板的轉(zhuǎn)軸端設(shè)有限位柱，用以減少逆水方向的阻力；在新型水輪機(jī)的圓盤形殼壁上設(shè)有至少三個(gè)安裝孔，用于在水塔壁上串聯(lián)多臺(tái)水輪機(jī)；
2、所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括水塔、導(dǎo)流管、儲(chǔ)水池、抽水機(jī)、水管和多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)，其中所述水塔為蓄水裝置，其容量至少50立方米，在水塔底部設(shè)有垂直的導(dǎo)流管，在離該導(dǎo)流管口至少10米以下的管壁上串聯(lián)有多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)；
3、所述導(dǎo)流管的直徑至少為1米，在該導(dǎo)流管的底部設(shè)有儲(chǔ)水池；
4、在所述儲(chǔ)水池的旁邊設(shè)有抽水機(jī)，該抽水機(jī)的進(jìn)水管伸向儲(chǔ)水池中，用以從儲(chǔ)水池內(nèi)取水，抽水機(jī)的出口上連接有出水管，該出水管的出水口伸向水塔頂部的進(jìn)水口上，以便將儲(chǔ)水池內(nèi)的廢水抽至水塔內(nèi)，讓水塔內(nèi)的水循環(huán)利用；
5、所述每臺(tái)水輪機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上均與一臺(tái)發(fā)電機(jī)相連，各臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出端，均通過(guò)導(dǎo)線并聯(lián)后經(jīng)變電站輸出到國(guó)家電網(wǎng)上，供人們利用；
6、所述導(dǎo)流管道的長(zhǎng)度為ll-50m，直徑為1-2 m，導(dǎo)流管進(jìn)水口與安裝第一臺(tái)水輪機(jī)之間的高度為10-20 m ;
7、所述導(dǎo)流管內(nèi)安裝的水輪機(jī)數(shù)量為3-10臺(tái)，具體安裝的數(shù)量與水塔的容量和導(dǎo)流管的直徑成正比，發(fā)電量的大小與導(dǎo)流管內(nèi)水的流量和葉片的面積成正比。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下特點(diǎn)和進(jìn)步:
(1)由于本發(fā)明可在新建水塔或在現(xiàn)有水電站的水庫(kù)或蓄水池下部設(shè)有導(dǎo)流管，該導(dǎo)流管用鋼板或鋼筋砼制成，導(dǎo)流管內(nèi)從上而下串聯(lián)式的安裝有多臺(tái)水輪機(jī)及其配套的發(fā)電機(jī)，相對(duì)一臺(tái)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，可以減小水庫(kù)的容量，避免現(xiàn)有水電站需建筑高壩的特大型水庫(kù)，除可減少水庫(kù)的蓄水區(qū)，以及減少影響水庫(kù)蓄水區(qū)上游農(nóng)民的生產(chǎn)、生活和能保持水庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境外，直接的好處是可降低水電站的巨大投資；
(2)因?qū)Я鞴苡娩摪寤蜾摻罨炷林瞥?，?dǎo)流管的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，管內(nèi)安裝的水輪發(fā)電機(jī)數(shù)量就會(huì)越多，發(fā)出的電量也就越大，相對(duì)新建水塔或現(xiàn)有水電站排出的水源只沖擊一臺(tái)水輪機(jī)來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)可增大水電站的發(fā)電能力，增加發(fā)電量的數(shù)量與安裝的水輪發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)成正比；如果將落差即管長(zhǎng)為30米，流量為每秒10 m3的現(xiàn)有水電站，原只裝有一臺(tái)發(fā)電機(jī)，若在導(dǎo)流管內(nèi)安裝直徑為1米的水輪發(fā)電機(jī)10臺(tái)，發(fā)電量就可增加10倍；因此本系統(tǒng)可充分利用水電站水庫(kù)的水資源，增大水電站的發(fā)電能力，適合新建的水電站用也適合對(duì)現(xiàn)有水電站的改造；
(3)本發(fā)明所述水輪機(jī)內(nèi)并排安裝有兩組葉輪，每組葉輪軸上各安裝有一臺(tái)發(fā)電機(jī)，相對(duì)現(xiàn)有水輪機(jī)只能帶一臺(tái)發(fā)電機(jī)而言，同樣的水量可增加發(fā)電量一倍。
【附圖說(shuō)明】
[0006]
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)示意剖視圖；
圖2是本發(fā)明所述水輪機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)示意剖視圖；
圖3是本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
[0007]圖中:1、水輪機(jī)，2、葉片，3、葉輪，4、機(jī)殼壁，5、滾珠軸承，6、發(fā)電機(jī)，7、水輪機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，8、安裝孔，9、儲(chǔ)水池，10、限位柱，11、活動(dòng)蓋板，12、通孔，13、水塔，14、導(dǎo)流管，15、地面，16、進(jìn)水管，17、抽水機(jī)，18、出水管。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例:參照附圖:設(shè)計(jì)出的新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)，包括:水塔13和水塔下部的兩臺(tái)新型水輪機(jī)1及其配用的發(fā)電機(jī)，其中:所述新型水輪機(jī)1為圓盤形，在該圓盤沿直徑方向兩端的機(jī)殼壁4上，通過(guò)滾珠軸承5，各安裝有一根轉(zhuǎn)軸7，在每根伸出機(jī)殼外的轉(zhuǎn)軸端安裝有一臺(tái)普通發(fā)電機(jī)6，在每根伸在機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)軸端安裝有葉輪3，每個(gè)葉輪的圓周上均勻的安裝有三塊葉片2，兩葉輪上的葉片相互平行，在水的沖擊下同向旋轉(zhuǎn)；所述圓盤形葉片2的直徑略小于水輪機(jī)1的機(jī)殼直徑，在每個(gè)葉片2的中部均設(shè)計(jì)有通孔12，在迎水面的通孔表面設(shè)計(jì)有用于蓋住該通孔的活動(dòng)蓋板11，在活動(dòng)蓋板的轉(zhuǎn)軸端設(shè)有限位柱10 ;用以減少逆水方向的阻力，在型水輪機(jī)1的圓盤形殼壁上設(shè)有至少三個(gè)安裝孔8，用于在水塔壁上串聯(lián)多臺(tái)水輪機(jī)；
2、所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括水塔13、導(dǎo)流管14、儲(chǔ)水池9、抽水機(jī)17、出水管18進(jìn)水管16和兩臺(tái)新型水輪1及其配用的發(fā)電機(jī)6，所述水塔為蓄水容量為50立方米，在水塔底部垂直的安裝直徑為1米導(dǎo)流管14，在離該導(dǎo)流管進(jìn)水口 10米以下的管壁上串聯(lián)有兩臺(tái)新型水輪機(jī)1及其配用的發(fā)電機(jī)6 ;所述導(dǎo)流管的底部設(shè)有容量至少為兩倍于水塔的儲(chǔ)水池9 ;在所述儲(chǔ)水池旁邊的地面15設(shè)有抽水機(jī)17，該抽水機(jī)的進(jìn)水管16伸向儲(chǔ)水池9中，用以從儲(chǔ)水池內(nèi)取水，抽水機(jī)的出口上連接有出水管18，該水管的出水口伸向水塔13頂部的進(jìn)水口上，以便將儲(chǔ)水池內(nèi)的廢水抽至水塔內(nèi)，讓水塔內(nèi)的水循環(huán)利用；所述每臺(tái)水輪機(jī)1的輸出轉(zhuǎn)軸7上均與一臺(tái)發(fā)電機(jī)6相連，各臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出端，均通過(guò)導(dǎo)線并聯(lián)后經(jīng)變電站輸出到國(guó)家電網(wǎng)上，供人們利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)，包括水塔和水塔下部的多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)，其特征是:所述新型水輪機(jī)為圓盤形，在該圓盤沿直徑方向兩端的機(jī)殼壁上，通過(guò)滾珠軸承各安裝有一根轉(zhuǎn)軸，在每根伸出機(jī)殼外的轉(zhuǎn)軸端安裝有一臺(tái)普通發(fā)電機(jī)，在每根伸在機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)軸端安裝有葉輪，每個(gè)葉輪的圓周上均勻的安裝有三塊葉片，兩葉輪上的葉片相互平行，在水的沖擊下同向旋轉(zhuǎn)；所述圓盤形葉片的直徑略小于水輪機(jī)的機(jī)殼直徑，在每塊葉片的中部均設(shè)計(jì)有通孔，在迎水面的通孔表面設(shè)計(jì)有用于蓋住該通孔的活動(dòng)蓋板，在活動(dòng)蓋板的轉(zhuǎn)軸端設(shè)有限位柱，用以減少逆水方向的阻力；在新型水輪機(jī)的圓盤形殼壁上設(shè)有至少三個(gè)安裝孔，用于在水塔壁上串聯(lián)多臺(tái)水輪機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括水塔、導(dǎo)流管、儲(chǔ)水池、抽水機(jī)、水管和多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)，其中所述水塔為蓄水裝置，其容量至少50立方米，在水塔底部設(shè)有垂直的導(dǎo)流管，在離該導(dǎo)流管口至少10米以下的管壁上串聯(lián)有多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述導(dǎo)流管的直徑至少為1米，在該導(dǎo)流管的底部設(shè)有儲(chǔ)水池。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:在所述儲(chǔ)水池的旁邊的地面設(shè)有抽水機(jī)，該抽水機(jī)的進(jìn)水管伸向儲(chǔ)水池中，用以從儲(chǔ)水池內(nèi)取水，抽水機(jī)的出口上連接有出水管，該出水管的出水口伸向水塔頂部的進(jìn)水口上，以便將儲(chǔ)水池內(nèi)的廢水抽至水塔內(nèi)，讓水塔內(nèi)的水循環(huán)利用。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述每臺(tái)水輪機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上均與一臺(tái)發(fā)電機(jī)相連，各臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸出端，均通過(guò)導(dǎo)線并聯(lián)后經(jīng)變電站輸出到國(guó)家電網(wǎng)上，供人們利用。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述導(dǎo)流管道的長(zhǎng)度為ll-50m,直徑為1-2 m，導(dǎo)流管進(jìn)水口與安裝第一臺(tái)水輪機(jī)之間的高度為10-20 m。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述導(dǎo)流管內(nèi)安裝的水輪機(jī)數(shù)量為3-10臺(tái)。
【專利摘要】一種新型水輪機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)包括：水塔和水塔下部串聯(lián)的多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)，其中所述新型水輪機(jī)為圓盤形，在機(jī)殼壁上各安裝有一根轉(zhuǎn)軸，在每根轉(zhuǎn)軸的一端安裝有一臺(tái)發(fā)電機(jī)，另一端安裝有葉輪，每個(gè)葉輪上均勻的安裝有三塊葉片，兩葉輪上的葉片相互平行，在水的沖擊下同向旋轉(zhuǎn)；在每塊葉片的中部均設(shè)計(jì)有通孔，在迎水面的通孔表面設(shè)計(jì)有用于蓋住該通孔的活動(dòng)蓋板，在活動(dòng)蓋板的轉(zhuǎn)軸端設(shè)有限位柱，用以減少逆水方向的阻力；所述新型水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括水塔、導(dǎo)流管、儲(chǔ)水池、抽水機(jī)、水管和多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)，其中所述水塔的容量至少50立方米，在水塔底部設(shè)有垂直的導(dǎo)流管，在離該導(dǎo)流管口至少10米以下的管壁上串聯(lián)有多臺(tái)新型水輪機(jī)及其配用的發(fā)電機(jī)。適合新建的水電站使用或?qū)ΜF(xiàn)有水電站進(jìn)行改造。
【IPC分類】F03B3/00, F03B13/06, F03B3/12
【公開號(hào)】CN105240195
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510774073
【發(fā)明人】江利
【申請(qǐng)人】江利
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月14日