專利名稱：水重力水輪機發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種水重力水輪機發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的水力發(fā)電技術(shù)都是以消耗水頭的勢能、動能為代價的，不但成本高、效率低，還遠遠不能滿足人們對能源的需求?，F(xiàn)有技術(shù)本人專利申請?zhí)枮?00910037472. 3的“一種不損失動能的水力發(fā)電技
術(shù)”，在上級輸水管道與下級輸水管道之間，設(shè)有多級密封罐，內(nèi)有空氣，上游輸水管的水流經(jīng)入口流入密封罐，穿過密封罐中的空氣，經(jīng)密封罐中的水輪機做功后，落入密封罐的水池中，末級密封罐底的出口與下游輸水管連接。由于密封罐內(nèi)的氣壓與水壓相同，密封罐內(nèi)的壓強與密封罐內(nèi)的物體無關(guān)，因此密封罐內(nèi)的水輪機不會使水流原有的動能減少。該發(fā)明是一種“免費”清潔能源技術(shù)，但缺乏部份關(guān)鍵的具體細節(jié)，與產(chǎn)品實用化、產(chǎn)業(yè)化的要求有一定的距離。本發(fā)明的目的是將該技術(shù)具體化、實用化，進而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機(1至 11)、傳動機構(gòu)(13至16)、供水系統(tǒng)和發(fā)電機(17)，其特征是3級或3級以上的水重力水輪機與傳動機構(gòu)、供水系統(tǒng)、發(fā)電機共同組成多級水重力水輪機發(fā)電機組或自循環(huán)多級水重力水輪機發(fā)電機組；傳動機構(gòu)設(shè)在水重力水輪機與發(fā)電機之間；傳動機構(gòu)主要由傳動軸、 齒輪箱、帶傳動組件組成，或者，傳動機構(gòu)主要由傳動軸、齒輪箱、鏈傳動組件組成；供水系統(tǒng)為城市供水系統(tǒng)的供水管道，或者，供水系統(tǒng)是由密封罐、水箱(19)、水泵(18)和水管共同組成的一個水循環(huán)系統(tǒng)。水重力水輪機主要包括密封罐(1)、水斗式水輪機( 、擋水板C3)、密封水導(dǎo)管
(6)、轉(zhuǎn)軸(7)、密封件(8)和水管(11)，其特征是密封罐的頂部或罐體高度的3/4以上位置設(shè)有入水口 G)，密封罐的底部或罐體高度的1/4以下位置設(shè)有出水口( ；擋水板為弧線形擋水板，擋水板作為密封罐的一部份，與罐體焊接成一個整體，或者，擋水板與罐體之間設(shè)有密封膠圈，擋水板用螺絲固定在罐體上；水斗式水輪機設(shè)在密封罐內(nèi)，水輪機的葉片對著擋水板的弧形，水輪機的葉片與擋水板之間的間隙小于5cm ；水斗式水輪機的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有密封水導(dǎo)管；水輪機固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸通過軸承定位于罐體的上半部份的位置， 轉(zhuǎn)軸與罐體之間設(shè)有密封件；密封件主要包括轉(zhuǎn)環(huán)、密封座、密封環(huán)；進水管設(shè)有彎頭(9)， 或者，進水管的一部份低于密封罐的出水口。工作原理當水流入密罐時，由于進水管道設(shè)有彎頭，密封罐的空氣不會從進水管道排出，出水口水位以上的空氣保留在密封罐內(nèi)，水流經(jīng)入水口流入密封罐，穿過密封罐中的空氣，落入水斗式水輪機的水斗，擋水板阻礙水流從水斗流出，使水輪機的一側(cè)保有較多的水，由于水斗式水輪機的兩側(cè)重量不同，水輪機旋轉(zhuǎn)，水流落入密封罐底部的水池中，最后從出水口流出。由于罐內(nèi)的氣壓與水壓相同，水輪機各處的壓力相同，因此推動水輪機旋轉(zhuǎn)的動力是水與空氣的比重差。普通水輪發(fā)電機則是以水流上、下游的壓力差為動力的。由于密封罐內(nèi)的氣壓與水壓相同，密封罐內(nèi)的壓強與密封罐內(nèi)的物體無關(guān)，因此密封罐內(nèi)的水輪機不會使水流原有的動能減少，密封罐入口的水流的動能與密封罐出口的水流的動能是相同的，水流靠入口與出口的壓差流動。因此也可稱之為不損失動能的水力發(fā)電技術(shù)。密封罐中的擋水板及密封膠圈用螺絲固定在罐體上，可以放便進行設(shè)備的維護和維修。水斗式水輪機出現(xiàn)故障時，可以打開擋水板，對水斗式水輪機及相關(guān)組件進行維修。密封罐的頂部設(shè)有水管支架(10)，以固定水管及水管的彎頭。進水管設(shè)有彎頭，或者，進水管的一部份低于密封罐的出水口，都可以避免密封罐內(nèi)的空氣從進水管排出。密封罐的罐體用金屬材料或塑料制成，擋水板用金屬或塑膠或鋼化玻璃制成。若擋水板用透明材料制造，還可以通過擋水板觀察密封罐內(nèi)部的情況，也可以在罐體的一側(cè)開一個觀察孔，觀察孔用強化玻璃封住。若水輪機的水斗較長，入口水管的直徑較大，還可增設(shè)導(dǎo)流板或?qū)Я鞴?，使水流準確落入水斗中。正常運轉(zhuǎn)的情況下，水斗式水輪機的葉片與密封罐底部水池的液面有一定的距離，若水輪機的部份葉片浸在密封罐底部的水池中，則會影響水輪機的旋轉(zhuǎn)效率。水輪機轉(zhuǎn)軸的密封很重要，要防止空氣從轉(zhuǎn)軸與密封罐的接口處泄漏。密封件設(shè)在轉(zhuǎn)軸與密封罐的軸孔之間，密封件主要包括轉(zhuǎn)環(huán)、密封座、密封環(huán)，密封座設(shè)有密封水導(dǎo)孔，密封水導(dǎo)孔的孔口向上。在水斗式水輪機上設(shè)一密封水導(dǎo)管，將水引到密封座的密封水導(dǎo)孔中。密封環(huán)在密封水和密封罐內(nèi)壓的作用下，保持與轉(zhuǎn)環(huán)接觸，產(chǎn)生密封的效果。在不考慮沿程損失和彎道損失的前提下，水流經(jīng)過密封罐及水輪機并不損失壓強及動能，水斗式水輪機依靠水與空氣的比重差旋轉(zhuǎn)，理論上可以無限增加密封罐和水斗式水輪機的數(shù)量，從而實現(xiàn)不損失動能的多級發(fā)電。因此這是一種利用水和空氣的比重差發(fā)電的“免費”清潔能源技術(shù)。3級或3級以上的水重力水輪機與傳動系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、發(fā)電機共同組成多級水重力水輪發(fā)電機組。應(yīng)用舉例一種多級水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機、主動帶輪(1 、傳動帶(14)、從動帶輪(1 、齒輪箱(16)、發(fā)電機(17)和供水管道，其特征是供水管道為城市供水系統(tǒng)的供水管道；3個或3個以上的水重力水輪機并列設(shè)置，水重力水輪機之間的轉(zhuǎn)軸用連法蘭(1 連接，第一級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭的水管與供水管道的上游連接，下級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭(9)的水管(11)與上一級重力水輪機的出水口連接，末級重力水輪機的出水口與供水管道的下游連接；末級重力水輪機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有主動帶輪，齒輪箱的輸入軸上設(shè)有從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪之間套有傳動帶，傳動帶用張緊輪張緊，主動輪的直徑比從動輪大；齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接，或者，齒輪箱與發(fā)電機共軸。由于水輪機依靠水與空氣的比重差推動，水輪機的轉(zhuǎn)速較低，因此要將轉(zhuǎn)速提高才能達到發(fā)電機的轉(zhuǎn)速要求，帶輪組件和齒輪箱都有放大轉(zhuǎn)速的作用，其力傳遞的過程是增速減矩的過程。
一種自循環(huán)多級水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機、主動帶輪 (13)、傳動帶(14)、從動帶輪(15)、齒輪箱(16)、發(fā)電機(17)、水泵(18)和水箱(19)，其特征是3個或3個以上的水重力水輪機并列設(shè)置，與水泵、水箱、水管一起組成一個水循環(huán)系統(tǒng)；水重力水輪機之間的轉(zhuǎn)軸用連法蘭連接，第一級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭 (9)的水管(11)與水泵的出口連接，下級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭的水管與上一級重力水輪機的出水口連接，末級重力水輪機的出水口通過水管與水箱的入口連接，水箱的出口通過管道與水泵的入口連接；末級重力水輪機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有主動帶輪，齒輪箱的輸入軸上設(shè)有從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪之間套有傳動帶，傳動帶用張緊輪張緊，主動輪的直徑比從動輪大；齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接，或者，齒輪箱與發(fā)電機共軸。水泵工作時，水流從水箱流向水泵，從水泵流向水重力水輪機，再流回水箱，實現(xiàn)工作水的往復(fù)循環(huán)。水箱可以是開放式水箱，也可以是封閉式水箱。正如力矩電機，齒輪箱與發(fā)電機可以做成一個整體。帶輪傳動組件可以用鏈輪傳動組件或齒輪傳動組件替代。若采用鏈輪傳動，則無需張緊輪，但鏈輪傳動組件的成本較高。由于鏈節(jié)的多邊形運動，所以瞬時傳動比是變化的，會對發(fā)電機輸出的電流波形產(chǎn)生一定的影響。


圖1、圖2、圖3為本發(fā)明第一實施例結(jié)構(gòu)示意4為本發(fā)明第二實施例結(jié)構(gòu)示意5為本發(fā)明第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及對本發(fā)明作進一步描述。第一實施例參見圖1整體結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖，圖2水斗式水輪機立體圖，圖3整體結(jié)構(gòu)正面示意圖。一種水重力水輪機，主要包括密封罐(1)、水斗式水輪機O)、擋水板(3)、密封水導(dǎo)管(6)、轉(zhuǎn)軸(7)、密封件(8)和水管(11)。密封罐的頂部設(shè)有入水口 G)，密封罐的一側(cè)、 靠近底部的位置設(shè)有出水口( ；擋水板為弧線形擋水板，擋水板作為密封罐的一部份，擋水板與罐體之間設(shè)有密封膠圈，擋水板用螺絲固定在罐體上；水斗式水輪機主要由12塊弧形葉片、兩個端蓋和輪轂組成，水斗式水輪機設(shè)在密封罐內(nèi)，水輪機的葉片對著擋水板的弧形，水輪機的葉片與擋水板之間的間隙為3mm ；水斗式水輪機的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有密封水導(dǎo)管；水輪機固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸通過軸承定位于罐體的上半部份的位置，轉(zhuǎn)軸與罐體之間設(shè)有密封件；密封件主要包括轉(zhuǎn)環(huán)、密封座、密封環(huán)；進水管設(shè)有彎頭(9)，進水管的彎頭用支架(10)固定在密封罐的頂部。第二實施例參見圖4，一種多級水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機、主動帶輪 (13)、傳動帶(14)、從動帶輪(15)、齒輪箱(16)、發(fā)電機(17)和供水管道。供水管道為城市供水系統(tǒng)的供水管道；3個或3個以上的水重力水輪機并列設(shè)置，水重力水輪機之間的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭(1 連接，第一級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭(9)的水管(11)與供水管道的上游連接，下級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭的水管與上一級重力水輪機的出水口連接，末級重力水輪機的出水口與城市供水管道的下游連接；末級重力水輪機的轉(zhuǎn)軸設(shè)有主動帶輪，齒輪箱的輸入軸上設(shè)有從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪之間套有傳動帶，傳動帶用張緊輪張緊，主動輪的直徑比從動輪大；齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接。由于水輪機依靠水與空氣的比重差推動，水輪機的轉(zhuǎn)速較低，而帶輪組件和齒輪箱都有放大轉(zhuǎn)速的作用，其力傳遞的過程是增速減矩的過程。其余未述部分，同第一實施例，不再重復(fù)。第三實施例參見圖5，一種自循環(huán)多級水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機、主動帶輪(13)、傳動帶(14)、從動帶輪(15)、齒輪箱(16)、發(fā)電機(17)、水泵(18)和水箱 (19)。3個或3個以上的水重力水輪機并列設(shè)置，與水泵、水箱、水管一起組成一個密封的水循環(huán)系統(tǒng)；水重力水輪機之間的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接，第一級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭(9)的水管(11)與水泵的出口連接，下級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭的水管與上一級重力水輪機的出水口連接，末級重力水輪機的出水口通過水管與水箱的入口連接，水箱的出口通過管道與水泵的入口連接；末級重力水輪機的轉(zhuǎn)軸設(shè)有主動帶輪，齒輪箱的輸入軸上設(shè)有從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪之間套有傳動帶，傳動帶用張緊輪張緊， 主動輪的直徑比從動輪大；齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接。水泵工作時， 水流從水箱流向水泵，從水泵流向水重力水輪機，再流回水箱，實現(xiàn)工作水的往復(fù)循環(huán)。其余未述部分，同第一實施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機(1至11)、傳動機構(gòu)(13至 16)、供水系統(tǒng)和發(fā)電機(17)，其特征是3級或3級以上的水重力水輪機與傳動機構(gòu)、供水系統(tǒng)、發(fā)電機共同組成多級水重力水輪機發(fā)電機組或自循環(huán)多級水重力水輪機發(fā)電機組； 傳動機構(gòu)設(shè)在水重力水輪機與發(fā)電機之間；傳動機構(gòu)主要由傳動軸、齒輪箱、帶傳動組件組成，或者，傳動機構(gòu)主要由傳動軸、齒輪箱、鏈傳動組件組成；供水系統(tǒng)為城市供水系統(tǒng)的供水管道，或者，供水系統(tǒng)是由密封罐、水箱(19)、水泵(18)和水管共同組成的一個水循環(huán)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水重力水輪機，主要包括密封罐(1)、水斗式水輪機( 、擋水板⑶、密封水導(dǎo)管(6)、轉(zhuǎn)軸(7)、密封件⑶和水管(11)，其特征是密封罐的頂部或罐體高度的3/4以上位置設(shè)有入水口 ，密封罐的底部或罐體高度的1/4以下位置設(shè)有出水口 (5)；擋水板為弧線形擋水板，擋水板作為密封罐的一部份，與罐體焊接成一個整體，或者， 擋水板與罐體之間設(shè)有密封膠圈，擋水板用螺絲固定在罐體上；水斗式水輪機設(shè)在密封罐內(nèi)，水輪機的葉片對著擋水板的弧形，水輪機的葉片與擋水板之間的間隙小于5cm ；水斗式水輪機的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有密封水導(dǎo)管；水輪機固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸通過軸承定位于罐體的上半部份的位置，轉(zhuǎn)軸與罐體之間設(shè)有密封件；進水管設(shè)有彎頭(9)，或者，進水管的一部份低于密封罐的出水口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述水重力水輪機，其特征是水斗式水輪機的葉片與密封罐底部水池的液面有一定的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述水重力水輪機，其特征是所述密封件主要包括轉(zhuǎn)環(huán)、密封座、 密封環(huán)；密封座設(shè)有密封水導(dǎo)孔，密封水導(dǎo)孔的孔口向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述多級水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機、主動帶輪(13)、傳動帶(14)、從動帶輪(15)、齒輪箱(16)、發(fā)電機(17)和供水管道，其特征是供水管道為城市供水系統(tǒng)的供水管道；3個或3個以上的水重力水輪機并列設(shè)置，水重力水輪機之間的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭(1 連接，第一級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭的水管與供水管道的上游連接，下級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭(9)的水管(11)與上一級重力水輪機的出水口連接，末級重力水輪機的出水口與供水管道的下游連接；末級重力水輪機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有主動帶輪，齒輪箱的輸入軸上設(shè)有從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪之間套有傳動帶，傳動帶用張緊輪張緊，主動輪的直徑比從動輪大；齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接，或者，齒輪箱與發(fā)電機共軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述自循環(huán)多級水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機、 主動帶輪(13)、傳動帶(14)、從動帶輪(15)、齒輪箱(16)、發(fā)電機(17)、水泵(18)和水箱 (19)，其特征是3個或3個以上的水重力水輪機并列設(shè)置，與水泵、水箱、水管一起組成一個水循環(huán)系統(tǒng)；水重力水輪機之間的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接，第一級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭(9)的水管(11)與水泵的出口連接，下級水重力水輪機的入水口通過設(shè)有彎頭的水管與上一級重力水輪機的出水口連接，末級重力水輪機的出水口與通過水管與水箱的入口連接，水箱的出口通過管道與水泵的入口連接；末級重力水輪機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有主動帶輪，齒輪箱的輸入軸上設(shè)有從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪之間套有傳動帶，傳動帶用張緊輪張緊，主動輪的直徑比從動輪大；齒輪箱的輸出軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸用連接法蘭連接，或者，齒輪箱與發(fā)電機共軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水重力水輪機發(fā)電機組，主要包括水重力水輪機(1至11)、傳動機構(gòu)(13至16)、供水系統(tǒng)和發(fā)電機(17)，其特征是3級或3級以上的水重力水輪機與傳動機構(gòu)、供水系統(tǒng)、發(fā)電機共同組成多級水重力水輪機發(fā)電機組或自循環(huán)多級水重力水輪機發(fā)電機組；傳動機構(gòu)設(shè)在水重力水輪機與發(fā)電機之間；傳動機構(gòu)主要由傳動軸、齒輪箱、帶傳動組件組成，或者，傳動機構(gòu)主要由傳動軸、齒輪箱、鏈傳動組件組成；供水系統(tǒng)為城市供水系統(tǒng)的供水管道，或者，供水系統(tǒng)是由密封罐、水箱(19)、水泵(18)和水管共同組成一個水循環(huán)系統(tǒng)。這是一種利用水和空氣的比重差發(fā)電的“免費”清潔能源技術(shù)。
文檔編號F03B1/00GK102230437SQ20111015662
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者李貴祥 申請人:李貴祥