專利名稱：水力循環(huán)發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其是一種水力循環(huán)發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速飛躍發(fā)展，用電量是日益攀升，電力供不應(yīng)求，特別是進(jìn)入夏季，電力供應(yīng)矛盾尤為突出，電力部門為了確保居民生活和重點(diǎn)項(xiàng)目及重要地區(qū)的用電，不得不采取高峰限電，拉閘停電的辦法，來緩解供電緊張的狀況，因而致使一些企業(yè)單位遭受到不同程度的經(jīng)濟(jì)損失，制約了國民經(jīng)濟(jì)的同步協(xié)調(diào)發(fā)展。為了解決用電緊張的問題，國家一來花費(fèi)巨資投資建設(shè)大型發(fā)電廠，尤其是建設(shè)大型水力發(fā)電廠，二來是鼓勵支持民間投資興建中小型水力發(fā)電廠，并倡導(dǎo)全民節(jié)約用電，由于我國是一個(gè)能源相對 較為缺乏的國家，特別是石油資源更為缺乏，當(dāng)前其電力能源主要以煤炭為主，為了增加發(fā)電量，滿足市場需求，大量中小型的火力發(fā)電廠不斷在興建、擴(kuò)建、改建，使煤炭資源相當(dāng)緊張，造成煤炭價(jià)格大幅上漲，并帶來一些不利于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾發(fā)生，煤炭發(fā)電受到限制。水力發(fā)電是當(dāng)今電力發(fā)展的新方向，它不僅發(fā)電成本低，而且不污染環(huán)境，在我國南方水資源比較豐富地區(qū)中小型水力發(fā)電發(fā)展較快；風(fēng)力發(fā)電是一種廉價(jià)環(huán)保的電力資源，在我國草原、戈壁沙膜平原地帶以及海灘等風(fēng)力比較充足和持續(xù)的地方得到了比較好的發(fā)展和應(yīng)用。雖然水力和風(fēng)力發(fā)電具有發(fā)電成本低、能持續(xù)發(fā)展與應(yīng)用，環(huán)保等特點(diǎn)，但水力和風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展與應(yīng)用還有一定的局限性，由于用于水力發(fā)電的水力資源不僅要具有一定的流量和水頭，且還要具有能蓄存一定水容量的庫體和建造落差不低于3米的壩體，而且?guī)祗w水源補(bǔ)給要充足穩(wěn)定的要求，才能使水輪機(jī)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，因此水力發(fā)電受投資規(guī)模和水源的影響，導(dǎo)致我國很多豐富的小型水力資源得不到利用，小型水力資源發(fā)電在我國還未得到普及發(fā)展利用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種以水重量為動力并適當(dāng)補(bǔ)充水來發(fā)電，可充分利用小型水資源的水力循環(huán)發(fā)電機(jī)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采的技術(shù)方案是所述水力循環(huán)發(fā)電機(jī)包括水斗、飛輪、轉(zhuǎn)軸、傳動輪、發(fā)電機(jī)、繩索、傳動帶、車架、導(dǎo)軌、上水池、下水池、分水箱、第一壓力艙、第二壓力艙、加水管和水泵，所述轉(zhuǎn)軸活動設(shè)置在機(jī)架上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有兩組飛輪，每組飛輪為兩只，所述飛輪內(nèi)設(shè)置有自鎖裝置，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有傳動輪，所述傳動輪通過傳動帶與發(fā)電機(jī)相連，所述發(fā)電機(jī)設(shè)置在支撐架上，在飛輪上分別設(shè)置有繩索，每組飛輪之間的繩索上設(shè)置有兩只水斗，所述水斗兩端與每組飛輪上的兩繩索相連，每組飛輪之間的水斗交錯(cuò)設(shè)置，在飛輪一側(cè)設(shè)置有分水箱，所述分水箱上設(shè)置有加水嘴，所述分水箱與上水池相連，在上水池一側(cè)設(shè)置有水泵，在加水嘴下部與飛輪相對應(yīng)的位置上設(shè)置有接送臺，所述接送臺包括固定在機(jī)架上的液壓缸和與液壓缸連成一體的托桿，每組飛輪之間的兩托桿相對傾斜設(shè)置，托桿上升時(shí)可支撐水斗，當(dāng)托桿下降后，托桿之間可通過水斗，在每組飛輪下方均設(shè)置有阻擋車，所述阻擋車包括導(dǎo)軌、車架和滑輪，所述導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置有滑動槽，所述滑輪設(shè)置在滑動槽內(nèi)，所述滑輪與車架相連，所述車架具有與水斗下部相配的凹槽，在導(dǎo)軌一端設(shè)置有導(dǎo)板，在導(dǎo)軌另一端設(shè)置有緩沖座，所述導(dǎo)軌設(shè)置在底座上，在導(dǎo)板一側(cè)設(shè)置有下水池，下水池內(nèi)并列設(shè)置有第一壓力艙和第二壓力艙，所述壓力艙均呈圓筒形，在壓力艙內(nèi)設(shè)置有活塞，兩壓力艙外端和壓力艙之間與加水管下端相連通、加水管上端位于上水池上部，上水池位置不低于飛輪位置，在壓力艙上設(shè)置有氣管，在每只壓力艙上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)水口，在每個(gè)進(jìn)水口上設(shè)置有液壓升降蓋，所述液壓升降蓋可將進(jìn)水口封閉和打開，所述分水箱內(nèi)設(shè)置有水位自動控制閥，所述分水箱容積與水斗容積相同，上水池和分水箱之間設(shè)置有自動閥門I，分水箱與噴水嘴之間設(shè)置有自動閥門II，在阻擋車上部的兩繩索之間設(shè)置有限位桿。本發(fā)明的工作過程是先啟動水泵對上水池加水，上水池中的自動閥門I自動打開，水進(jìn)入到分水箱內(nèi)，當(dāng)分水箱內(nèi)水加滿后，自動閥門I關(guān)閉，停止向分水箱加水，當(dāng)水斗隨飛輪轉(zhuǎn)到噴水嘴處的b位置時(shí)，自動閥門II打開，此時(shí)，接送臺中的氣液壓缸工作，托桿 上升托去水斗，當(dāng)分水箱內(nèi)水全部進(jìn)入到水斗內(nèi)時(shí)，自動閥門II關(guān)閉，接送臺上的托桿退回，水斗在水重力作用下拉動繩索向下運(yùn)動，繩索帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)水斗經(jīng)過中間C位置后下降到d位置時(shí)，水斗支撐在阻擋車上，水斗向左旋轉(zhuǎn)，將水倒入下水池內(nèi)，倒完水后，水斗隨阻擋車向右移動到e位置并開始上升，在第一組飛輪上的空水斗從e位置經(jīng)f位置上升到g位置的同時(shí)，另一組飛輪上已加水的水斗正處在下降的c位置，從而可帶動另一組飛輪不斷旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)诙M飛輪上的已加水的水斗到達(dá)d位置時(shí)，第一組飛輪上的另一水斗已完成加水并向下運(yùn)動，兩組飛輪上的已加水的水斗如此交替上下循環(huán)可使飛輪不斷旋轉(zhuǎn)，飛輪帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸帶動傳動輪旋轉(zhuǎn)，傳動輪帶動發(fā)電機(jī)工作不斷發(fā)電。水斗到達(dá)d位置時(shí)水斗內(nèi)水全部倒入下水池內(nèi)，水通過進(jìn)水口進(jìn)入壓力艙內(nèi)，液升降蓋將壓力艙封閉，當(dāng)活塞移動(第一壓力艙內(nèi)活塞從左端向右移動、第二壓力艙內(nèi)的活塞同時(shí)從左向右移動)到壓力艙右端時(shí)，第一壓力艙內(nèi)的水從中間位置的加水管進(jìn)入上水池內(nèi)，第二壓力艙的水從右邊位置的加水管進(jìn)入上水池內(nèi)，同時(shí)液壓升降蓋在壓縮氣體作用下使第一壓力艙左邊的進(jìn)水口和第二壓力艙左邊的進(jìn)水口同時(shí)打開，下水池內(nèi)的水進(jìn)入壓力艙內(nèi)，當(dāng)活塞移動(第一壓力艙內(nèi)活塞從右向左移動、第二壓力艙內(nèi)的活塞同時(shí)從右向左移動)時(shí)，第一壓力艙內(nèi)的水從左邊位置的加水管進(jìn)入上水池內(nèi)，第二壓力艙的水從中間位置的加水管進(jìn)入上水池內(nèi)，同時(shí)第一壓力艙右邊的進(jìn)水口和第二壓力艙右邊的進(jìn)水口打開，下水池內(nèi)的水進(jìn)入壓力艙內(nèi)，壓力艙內(nèi)活塞往復(fù)式運(yùn)動，可不斷循環(huán)將下水池內(nèi)的水加入到上水池內(nèi)，當(dāng)上水池內(nèi)的水位低于設(shè)定的位置時(shí)，水泵自動啟動，將外來水加入到上水池內(nèi)，以確保上水池中的水達(dá)到設(shè)定水位之上。本發(fā)明利用水池內(nèi)的水和適當(dāng)對水池補(bǔ)充水，就可使水斗帶動飛輪不斷旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機(jī)不斷發(fā)電。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)緊湊，制造安裝方便，凡是有水資源補(bǔ)充的地方都可進(jìn)行發(fā)電，小型水資源利用率高，發(fā)電功率高，發(fā)電成本低。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是圖I的A向結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖I的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，I、水泵2、上水池3、自動閥門I 4、自動閥門II 5、加水管6、分水箱7、浮球閥8、加水嘴9、傳動輪10、飛輪11、轉(zhuǎn)軸12、發(fā)電機(jī)13、支撐架14、傳動帶15、水斗16、繩索17、緩沖座18、底座19、滑輪20、車架21、導(dǎo)板22、液壓缸23、托桿24、機(jī)架25、下水池26、第一壓力艙27、活塞28、氣管29、液壓升降蓋30、進(jìn)水口 31、限位桿32、導(dǎo)軌33、第二壓力艙。
具體實(shí)施例方式一、現(xiàn)對結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明在圖I、圖2和圖3中，所述水力循環(huán)發(fā)電機(jī)包括橫截面呈U形的水斗15、飛輪10、轉(zhuǎn)軸11、傳動輪9、發(fā)電機(jī)12、繩索16、傳動帶14、車架20、底座18、上水池2、下水池25、分水箱6、壓力艙、加水管5和水泵1，水泵I接外來水管，所述轉(zhuǎn)軸11活動設(shè)置在機(jī)架24上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有兩組飛輪10，每組飛輪為兩只，所述飛輪內(nèi)設(shè)置有自鎖裝置(限制飛輪不反轉(zhuǎn))，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有傳動輪9，所述傳動輪位于兩組飛輪之間的轉(zhuǎn)軸上，所述傳動輪通過傳動帶與發(fā)電機(jī)12相連，所述發(fā)電機(jī)設(shè)置在支撐架13上，在飛輪上分 別設(shè)置有鋼質(zhì)的繩索16，每組飛輪之間的繩索上設(shè)置有兩只水斗15，所述水斗兩端與每組飛輪上的兩繩索相連，每組飛輪之間的水斗交錯(cuò)設(shè)置，在飛輪一側(cè)設(shè)置有分水箱6，所述分水箱上設(shè)置有加水嘴8，加水嘴與分水箱之間設(shè)有自動閥門II 4，分水箱內(nèi)設(shè)置有水位自動控制閥，所述水位自動控制閥為浮球閥7，加水嘴上設(shè)置有排氣管(圖中未標(biāo)出)，所述分水箱與上水池2通過自動閥門I 3相連，在上水池一側(cè)設(shè)置有水泵I，在加水嘴下部與飛輪相對應(yīng)位置設(shè)置有接送臺，所述接送臺包括固定在機(jī)架上的液壓缸22和與液壓缸連成一體的托桿23，所述每組飛輪之間的兩托桿相對傾斜設(shè)置，托桿上升時(shí)可支撐水斗，當(dāng)托桿下降后，托桿之間可通過水斗，在每組飛輪下方均設(shè)置有阻擋車，所述阻擋車包括并列設(shè)置的兩導(dǎo)軌32、車架20和滑輪19，所述導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置有滑動槽，所述滑輪設(shè)置在滑動槽內(nèi)，每只導(dǎo)軌內(nèi)滑輪為兩只，所述滑輪與車架相連，在導(dǎo)軌一端設(shè)置有導(dǎo)板21，在導(dǎo)軌另一端設(shè)置有緩沖座17，所述導(dǎo)軌設(shè)置在底座18上，在導(dǎo)板一側(cè)設(shè)置有下水池，下水池25內(nèi)并列設(shè)置有第一壓力艙26和第二壓力艙33，所述壓力艙均呈圓筒形，在壓力艙內(nèi)均設(shè)置有活塞27，兩壓力艙外端和壓力艙之間分別與加水管5下端相連通、加水管上端位于上水池上部，上水池位置不低于飛輪位置，在壓力艙上設(shè)置有氣管28，在每只壓力艙上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)水口30，在每個(gè)進(jìn)水口上設(shè)置有液壓升降蓋29，所述液壓升降蓋可將進(jìn)水口封閉和打開，所述分水箱容積與水斗容積相同，在阻擋車上部的兩繩索之間設(shè)置有限位桿31。二、發(fā)電機(jī)發(fā)電量計(jì)算
(I)、相關(guān)參數(shù)
1、水斗載水量20噸(20000Kg)，水斗下降高度50米，下降50米用時(shí)30秒，
2、加水管高度65米，加水管內(nèi)直徑O.3米，每米加水管水重為300 Kg,
3、壓力艙活塞推進(jìn)距離3米，推進(jìn)時(shí)間60秒，
4、飛輪和傳動輪直徑均為4米。(2)、能量計(jì)算；
1、水斗產(chǎn)生的能量為W1= 20000KgX50米X 10 = 10000000(焦耳)=10000(千焦)，
2、兩只壓力艙消耗的能量為W2= 2X3米X「65米X300 Kg」XlO = 2340000 (焦耳)=1170 (千焦)，
3、機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)磨擦消耗的能量為W3= Wl X 5% = 10000X5% = 500 (千焦)，
4、實(shí)際用來發(fā)電的能量為；W= Wl — W2 — W3 = 10000-1170-500 = 8330 (千焦)。(3)發(fā)電功率為P = W+T = 8330 + 30 ^ 278 (Kff)
本發(fā)明供電量為278 (Kff) Xl (小時(shí))=278度。
(4)、外來水補(bǔ)充量，可通過實(shí)際消耗損失的水量來設(shè)定上水池內(nèi)的最低水位線，當(dāng)上水池內(nèi)的水低于最低水位線時(shí)，水泵自動啟動向上水池加水，加滿后水泵自動停止工作。外來水可以是河水、溪水、湖水、泉水等。
權(quán)利要求
1.水力循環(huán)發(fā)電機(jī)，它包括水斗(15)、飛輪(10)、轉(zhuǎn)軸(11)、傳動輪(9)、發(fā)電機(jī)(12)、繩索(16)、傳動帶(14)、車架(20)、導(dǎo)軌(32)、上水池(2)、下水池(25)、分水箱(6)、第一壓力艙(26)、第二壓力艙(33)、加水管(5)和水泵(1)，其特征是所述轉(zhuǎn)軸活動設(shè)置在機(jī)架(24)上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有兩組飛輪，每組飛輪為兩只，所述飛輪內(nèi)設(shè)置有自鎖裝置，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有傳動輪，所述傳動輪通過傳動帶與發(fā)電機(jī)相連，所述發(fā)電機(jī)設(shè)置在支撐架(13)上，在飛輪上分別設(shè)置有繩索，每組飛輪之間的繩索上設(shè)置有兩只水斗，所述水斗兩端與每組飛輪上的兩繩索相連，每組飛輪之間的水斗交錯(cuò)設(shè)置，在飛輪一側(cè)設(shè)置有分水箱，所述分水箱上設(shè)置有加水嘴(8)，所述分水箱與上水池相連，在上水池一側(cè)設(shè)置有水泵，在加水嘴下部與飛輪相對應(yīng)的位置上設(shè)置有接送臺，所述接送臺包括固定在機(jī)架上的液壓缸(22)和與液壓缸連成一體的托桿(23)，每組飛輪之間的兩托桿相對傾斜設(shè)置，托桿上升時(shí)可支撐水斗，當(dāng)托桿下降后，托桿之間可通過水斗，在每組飛輪下方均設(shè)置有阻擋車，所述阻擋車包括導(dǎo)軌(32)、車架(20)和滑輪(19)，所述導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置有滑動槽，所述滑輪設(shè)置在滑動槽內(nèi)，所述滑輪與車架相連，所述車架具有與水斗下部相配的凹槽，在導(dǎo)軌一端設(shè)置有導(dǎo)板(21)，在導(dǎo)軌另一端設(shè)置有緩沖座(17)，所述導(dǎo)軌設(shè)置在底座(18)上，在導(dǎo)板一側(cè)設(shè)置有下水池，下水池內(nèi)并列設(shè)置有第一壓力艙和第二壓力艙，所述壓力艙均呈圓筒形，在壓力艙內(nèi) 設(shè)置有活塞(27)，兩壓力艙外端和壓力艙之間與加水管下端相連通、加水管上端位于上水池上部，上水池位置不低于飛輪位置，在壓力艙上設(shè)置有氣管(28)，在每只壓力艙上部設(shè)有進(jìn)水口(30)，在每個(gè)進(jìn)水口上設(shè)置有液壓升降蓋(29)，所述液壓升降蓋可將進(jìn)水口封閉和打開，所述分水箱內(nèi)設(shè)置有水位自動控制閥，所述分水箱容積與水斗容積相同，所述上水池和分水箱之間設(shè)置有自動閥門I (3)，所述分水箱與噴水嘴之間設(shè)置有自動閥門11(4)，在阻擋車上部的兩繩索之間設(shè)置有限位桿(31)。
全文摘要
本發(fā)明公開了水力循環(huán)發(fā)電機(jī)，它包括水斗(15)、飛輪(10)、轉(zhuǎn)軸(11)、繩索(16)、上水池(2)、下水池(25)、分水箱(6)和水泵(1)，轉(zhuǎn)軸設(shè)置有兩組飛輪和傳動輪，在飛輪上分別設(shè)置有繩索，繩索上設(shè)置有水斗，在飛輪一側(cè)設(shè)置有分水箱，所述分水箱上設(shè)置有加水嘴，在加水嘴下部與飛輪相對應(yīng)的位置上設(shè)置有接送臺，在每組飛輪下方均設(shè)置有阻擋車,下水池內(nèi)并列設(shè)置有壓力艙,在壓力艙內(nèi)設(shè)置有活塞(27),上水池與下水池之間設(shè)置有加水管(5)，本發(fā)明水斗帶動飛輪不斷旋轉(zhuǎn)，水斗上下循環(huán)運(yùn)動帶動發(fā)電機(jī)不斷發(fā)電，它不僅結(jié)構(gòu)緊湊，制造安裝方便，凡是有水補(bǔ)充的地方都可進(jìn)行發(fā)電，小型水資源利用率高，發(fā)電功率高，發(fā)電成本低。
文檔編號F03B13/06GK102966483SQ20121051673
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者朱國華 申請人:朱國華