發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)電系統(tǒng)包括具有多個水輪機(jī)的水輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)組，每個所述水輪機(jī)包括依次連接的儲水箱、加壓裝置、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置；所述渦輪裝置包括外殼、轉(zhuǎn)軸和位于所述外殼內(nèi)部且沿著轉(zhuǎn)軸的周向分布的多個渦輪葉片，所述渦輪葉片的兩個側(cè)面均為波浪面，所述轉(zhuǎn)軸的輸出端連接有萬向軸承和與所述萬向軸承連接的萬向軸；所述水輪機(jī)組的相鄰的兩個水輪機(jī)的萬向軸通過同步器連接，且所述水輪機(jī)組的輸出軸通過傳動件與發(fā)電機(jī)組連接。該發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地提高渦輪葉片的轉(zhuǎn)速以提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
【專利說明】發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前發(fā)電系統(tǒng)一般包括多個水輪機(jī)并聯(lián)的水輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)組，其中水輪機(jī)組的輸出軸與發(fā)電機(jī)組的輸入軸連接。水輪機(jī)利用水流一瀉而下的流水沖擊力，帶動水輪機(jī)的渦輪葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)電。水輪機(jī)包括依次連接的儲水箱、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置，其中高壓水箱的出水口與渦輪裝置的進(jìn)水口連通，渦輪裝置的出水口與排水裝置的進(jìn)口連通，渦輪裝置包括外殼、轉(zhuǎn)軸、設(shè)置于外殼內(nèi)部的渦輪葉片和設(shè)置于外殼外部的飛輪，多個渦輪葉片沿著轉(zhuǎn)軸的周向均勻分布，飛輪與多個渦輪葉片同軸設(shè)置?，F(xiàn)有技術(shù)中，渦輪裝置的渦輪葉片的兩個側(cè)面均為平滑的曲面，即渦輪葉片沿著平行于轉(zhuǎn)軸軸線的面剖切的得到的圖形為平滑曲線或者直線，如此設(shè)置水流與多個渦輪葉片接觸且沖擊多個渦輪葉片時，大部分水流會涌向渦輪葉片的與轉(zhuǎn)軸的連接端，如此大部分水流的力矩較小，水流對渦輪葉片沖擊力變小，導(dǎo)致多個渦輪葉片的轉(zhuǎn)速較小，進(jìn)而使得發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量低。
[0003]綜上所述，如何有效地提高渦輪葉片的轉(zhuǎn)速以提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地提高渦輪葉片的轉(zhuǎn)速以提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種發(fā)電系統(tǒng)，包括具有多個水輪機(jī)的水輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)組，每個所述水輪機(jī)包括依次連接的儲水箱、加壓裝置、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置；
[0007]所述渦輪裝置包括外殼、轉(zhuǎn)軸和位于所述外殼內(nèi)部且沿著轉(zhuǎn)軸的周向分布的多個渦輪葉片，所述渦輪葉片的兩個側(cè)面均為波浪面，所述轉(zhuǎn)軸的輸出端連接有萬向軸承和與所述萬向軸承連接的萬向軸；
[0008]所述水輪機(jī)組的相鄰的兩個水輪機(jī)的萬向軸通過同步器連接，且所述水輪機(jī)組的輸出軸通過傳動件與發(fā)電機(jī)組連接。
[0009]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述渦輪葉片的兩個側(cè)面的波峰和波谷均由兩個平面相交形成。
[0010]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述渦輪葉片的兩個側(cè)面的波峰和波谷均由兩個圓滑曲面相交形成。
[0011]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，還包括位于所述外殼外部的飛輪，所述轉(zhuǎn)軸的軸向沿著水平方向，所述飛輪與多個所述渦輪葉片同軸設(shè)置。
[0012]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述儲水箱、加壓裝置、高壓水箱和渦輪裝置由上至下依次排布。
[0013]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，還包括與所述渦輪裝置的外殼內(nèi)部連通的真空泵和真空表。
[0014]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述傳動件為斜齒輪，且所述發(fā)電機(jī)組具有與傳動件嚙合的斜齒輪。
[0015]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述高壓水箱的出水口和所述渦輪裝置的進(jìn)水口之間還設(shè)置有通斷閥門。
[0016]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述水輪機(jī)組包括兩臺水輪機(jī)。
[0017]優(yōu)選地，上述發(fā)電系統(tǒng)中，還包括連通相鄰的兩個水輪機(jī)的渦輪裝置的外殼內(nèi)部的平衡管路。
[0018]本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)包括具有多個水輪機(jī)的水輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)組，其中水輪機(jī)組驅(qū)動發(fā)電機(jī)組的輸入軸轉(zhuǎn)動，水輪機(jī)組與發(fā)電機(jī)組之間連接有變速箱。其中，每個水輪機(jī)包括依次連接的儲水箱、加壓裝置、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置，即儲水箱的出水口與加壓裝置的進(jìn)水口連通，加壓裝置的出水口與高壓水箱的進(jìn)水口連通，高壓水箱的出水口與渦輪裝置的進(jìn)水口連通，渦輪裝置的出水口與排水裝置的進(jìn)水口連通。渦輪裝置包括外殼、轉(zhuǎn)軸和位于外殼內(nèi)部且沿著轉(zhuǎn)軸的周向分布的多個渦輪葉片，即多個渦輪葉片均與轉(zhuǎn)軸固定連接。其中渦輪葉片的兩個側(cè)面均為波浪面，即渦輪葉片的兩個側(cè)面沿著平行于轉(zhuǎn)軸軸線的面或者平行于轉(zhuǎn)軸軸線的面剖切的得到的圖形為波浪線。轉(zhuǎn)軸的輸出端連接有萬向軸承和與萬向軸承連接的萬向軸，其中轉(zhuǎn)軸的輸出端即為轉(zhuǎn)軸驅(qū)動其它部件轉(zhuǎn)動的端部。水輪機(jī)組的相鄰的兩個水輪機(jī)的萬向軸通過同步器連接，且水輪機(jī)組的輸出軸通過傳動件與發(fā)電機(jī)組連接，其中最兩端的水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸為水輪機(jī)組的輸出軸，在輸出軸上設(shè)置傳動件，通過傳動件將機(jī)械能傳遞至發(fā)電機(jī)組。
[0019]應(yīng)用本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)時，由于儲水箱和高壓水箱之間增加了加壓裝置，故儲水箱中的水經(jīng)加壓裝置加壓后進(jìn)入高壓水箱，使得高壓水箱中的水的壓力大大增加，故從高壓水箱流入渦輪裝置中的水流的勢能和流速大大增加，并且單位時間內(nèi)流入渦輪裝置水流量增加，進(jìn)而提供了水流對渦輪壓片的沖擊力，大大提供了多個渦輪葉片的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高了該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。另外，渦輪葉片的兩個側(cè)面均為波浪面，如此當(dāng)水流進(jìn)入渦輪裝置內(nèi)時，由于波浪面的波峰阻擋作用和水流與渦輪葉片的接觸面積增加作用，涌向渦輪葉片與轉(zhuǎn)軸連接的端部的水流量減少，如此增加了力矩較大的水流量，即大部分水流的力矩較大，進(jìn)而提高了渦輪葉片的轉(zhuǎn)速，提高了該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明實施例提供的水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實施例提供的發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖中標(biāo)記如下:
[0024]1-儲水箱、2-加壓裝置、3-高壓水箱、4-通斷閥門、5-渦輪裝置、51-飛輪、52-轉(zhuǎn)軸、53-外殼、54-渦輪葉片、6-排水裝置、7-真空泵、8-第一護(hù)罩、9-斜齒輪、10-平衡管路、11-發(fā)電機(jī)組、12-變速箱、13-萬向軸、14-萬向軸承、15-同步器。

【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地提高渦輪葉片的轉(zhuǎn)速以提高發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]請參閱圖1-圖2，本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)包括具有多個水輪機(jī)的水輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)組11，其中水輪機(jī)組驅(qū)動發(fā)電機(jī)組11的輸入軸轉(zhuǎn)動，水輪機(jī)組與發(fā)電機(jī)組之間連接有變速箱12。其中，每個水輪機(jī)包括依次連接的儲水箱1、加壓裝置2、高壓水箱3、渦輪裝置5和排水裝置6，即儲水箱I的出水口與加壓裝置2的進(jìn)水口連通，加壓裝置2的出水口與高壓水箱3的進(jìn)水口連通，高壓水箱3的出水口與渦輪裝置5的進(jìn)水口連通，渦輪裝置5的出水口與排水裝置6的進(jìn)水口連通。渦輪裝置5包括外殼53、轉(zhuǎn)軸52和位于外殼53內(nèi)部且沿著轉(zhuǎn)軸52的周向分布的多個渦輪葉片54，即多個渦輪葉片54均與轉(zhuǎn)軸52固定連接。其中渦輪葉片54的兩個側(cè)面均為波浪面，即渦輪葉片54的兩個側(cè)面沿著平行于轉(zhuǎn)軸52軸線的面或者平行于轉(zhuǎn)軸52軸線的面剖切的得到的圖形為波浪線。轉(zhuǎn)軸52的輸出端連接有萬向軸承14和與萬向軸13承連接的萬向軸13，其中轉(zhuǎn)軸52的輸出端即為轉(zhuǎn)軸52驅(qū)動其它部件轉(zhuǎn)動的端部。水輪機(jī)組的相鄰的兩個水輪機(jī)的萬向軸13通過同步器15連接，且水輪機(jī)組的輸出軸通過傳動件與發(fā)電機(jī)組連接，其中最兩端的水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸為水輪機(jī)組的輸出軸，在輸出軸的與發(fā)電機(jī)組連接的一側(cè)設(shè)置傳動件，通過傳動件將機(jī)械能傳遞至發(fā)電機(jī)組。
[0028]應(yīng)用本發(fā)明提供的發(fā)電系統(tǒng)時，由于儲水箱I和高壓水箱3之間增加了加壓裝置2，故儲水箱I中的水經(jīng)加壓裝置2加壓后進(jìn)入高壓水箱3，使得高壓水箱3中的水的壓力大大增加，故從高壓水箱3流入渦輪裝置5中的水流的勢能和流速大大增加，并且單位時間內(nèi)流入渦輪裝置5水流量增加，進(jìn)而提供了水流對渦輪壓片的沖擊力，大大提供了多個渦輪葉片54的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高了該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。另外，渦輪葉片54的兩個側(cè)面均為波浪面，如此當(dāng)水流進(jìn)入渦輪裝置5內(nèi)時，由于波浪面的波峰阻擋作用和水流與渦輪葉片54的接觸面積增加作用，涌向渦輪葉片54與轉(zhuǎn)軸52連接的端部的水流量減少，如此增加了力矩較大的水流量，即大部分水流的力矩較大，進(jìn)而提高了渦輪葉片54的轉(zhuǎn)速，提高了該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0029]其中，儲水箱I的容積應(yīng)該大于高壓水箱3的容積。加壓裝置2可以為市場上較為常見的加壓裝置2。并且，渦輪裝置5的應(yīng)該為密封外殼53，外殼53的外部可以設(shè)置高壓密封圈。
[0030]其中，渦輪葉片54的兩個側(cè)面的波峰和波谷可以均由兩個平面相交形成，即渦輪葉片54的兩個側(cè)面沿著平行于轉(zhuǎn)軸52軸線的面剖切的得到的線為由多段直線首尾相連形成的曲折線或者渦輪葉片54的兩個側(cè)面沿著垂直于轉(zhuǎn)軸52軸線的面剖切的得到的線為由多段直線首尾相連形成的曲折線。
[0031]另外，渦輪葉片54的兩個側(cè)面的波峰和波谷還可以均由兩個圓滑曲面相交形成，即渦輪葉片54的兩個側(cè)面沿著平行于轉(zhuǎn)軸52軸線的面剖切的得到的線為類似于正弦曲線的線或者渦輪葉片54的兩個側(cè)面沿著垂直于轉(zhuǎn)軸52軸線的面剖切的得到的線為類似于正弦曲線的線。
[0032]現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)軸52的軸線均沿著豎直方向設(shè)置，然而如此設(shè)置由于占地面積的限制，渦輪裝置5的直徑也會受到限制，致使渦輪葉片54的尺寸較小。本申請中，還包括位于外殼52外部的飛輪，并且飛輪與轉(zhuǎn)軸固定連接，以使得該水輪機(jī)轉(zhuǎn)動更加平穩(wěn)。轉(zhuǎn)軸52的軸向沿著水平方向，飛輪51與多個渦輪葉片54同軸設(shè)置，即飛輪51和多個渦輪葉片54的軸線均沿著水平方向，如此可以在不增加占地面積的同時增加渦輪葉片54的長度，進(jìn)而增加渦輪葉片54的尺寸，可以使得更多的水流入渦輪裝置5，相應(yīng)的提高了渦輪葉片54的轉(zhuǎn)速，提高了該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0033]進(jìn)一步地，儲水箱1、加壓裝置2、高壓水箱3和渦輪裝置5可以由上至下依次排布，如此水從高處落下，通過自身重力作用加速，進(jìn)一步增加了水流的流速，提高了勢能的轉(zhuǎn)化率，進(jìn)一步提高了渦輪葉片54的轉(zhuǎn)速。
[0034]為了使更多的水流入渦輪裝置5，還可以包括渦輪裝置5的外殼53內(nèi)部連通的真空泵7，如此渦輪裝置5的內(nèi)部形成負(fù)壓作用，水流進(jìn)入渦輪裝置5的流速和流量均大大增力口，進(jìn)而提高了渦輪葉片54的轉(zhuǎn)速和該發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。進(jìn)一步地，還可以包括與渦輪裝置5的外殼53內(nèi)部連通的真空表，如此通過真空表可以及時了解渦輪裝置5的外殼53內(nèi)部的真空度，進(jìn)而根據(jù)外殼53內(nèi)部的真空度調(diào)節(jié)真空泵7的工作狀態(tài)。
[0035]其中，傳動件可以為斜齒輪9，且發(fā)電機(jī)組具有與傳動件嚙合的斜齒輪，發(fā)電機(jī)組的輸入軸上具有斜齒輪，如此水輪機(jī)組的輸出軸上的斜齒輪與發(fā)電機(jī)組的輸入軸的斜齒輪嚙合，進(jìn)而將機(jī)械能傳遞。斜齒輪9的傳動性能較好且扭力大，降低了機(jī)械能傳遞過程中的損耗。進(jìn)一步地，水輪機(jī)組的輸出軸還可以連接萬向軸承和萬向軸，然后萬向軸與變速箱的輸入軸連接，變速箱的輸出軸上設(shè)置上述傳動件。此時變速箱的輸出軸即為水輪機(jī)組的輸出軸。
[0036]進(jìn)一步地，為了防止灰塵落在飛輪51和皮帶輪上，還可以包括罩設(shè)在飛輪51外部的第一護(hù)罩8和罩設(shè)在斜齒輪9外部的第二護(hù)罩。
[0037]當(dāng)然，驅(qū)動件還可以為設(shè)置在輸出軸上的皮帶輪，將皮帶輪與飛輪51通過皮帶連接，在此不作限定。
[0038]另外，為了便于控制高壓水箱3的出水狀態(tài)，還可以在高壓水箱3的出水口和渦輪裝置5的進(jìn)水口之間設(shè)置通斷閥門4，如此可以控制通斷閥門4啟閉實現(xiàn)對水輪機(jī)的控制。
[0039]其中，水輪機(jī)組可以包括兩臺水輪機(jī)，當(dāng)然還可以為三臺或者更多，在此不作限定。
[0040]為了保證多臺水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動同步，還可以設(shè)置連通相鄰的兩個水輪機(jī)的渦輪裝置5的外殼53內(nèi)部的平衡管路10，如此多個水輪機(jī)的外殼53內(nèi)部的壓力相同，可以保證渦輪葉片54的轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)軸52的轉(zhuǎn)動相同。
[0041]本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0042]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，包括具有多個水輪機(jī)的水輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)組(11),其特征在于， 每個所述水輪機(jī)包括依次連接的儲水箱(11加壓裝置(2)、高壓水箱(3)、渦輪裝置(5)和排水裝置(6)； 所述渦輪裝置(5)包括外殼(53)、轉(zhuǎn)軸(52)和位于所述外殼(53)內(nèi)部且沿著轉(zhuǎn)軸(52)的周向分布的多個渦輪葉片(54),所述渦輪葉片(54)的兩個側(cè)面均為波浪面，所述轉(zhuǎn)軸(52)的輸出端連接有萬向軸承(14)和與所述萬向軸(13)承連接的萬向軸(13)； 所述水輪機(jī)組的相鄰的兩個水輪機(jī)的萬向軸(13)通過同步器(15)連接，且所述水輪機(jī)組的輸出軸通過傳動件與發(fā)電機(jī)組連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪葉片(54)的兩個側(cè)面的波峰和波谷均由兩個平面相交形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪葉片(54)的兩個側(cè)面的波峰和波谷均由兩個圓滑曲面相交形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述外殼(53)外部的飛輪(51),所述轉(zhuǎn)軸(52)的軸向沿著水平方向，所述飛輪(51)與多個所述渦輪葉片(54)同軸設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲水箱(1)、加壓裝置(2)、高壓水箱(3)和渦輪裝置(5)由上至下依次排布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述渦輪裝置(5)的外殼(53)內(nèi)部連通的真空泵(7)和真空表。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動件為斜齒輪(9),且所述發(fā)電機(jī)組具有與傳動件嚙合的斜齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓水箱(3)的出水口和所述渦輪裝置(5)的進(jìn)水口之間還設(shè)置有通斷閥門(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述水輪機(jī)組包括兩臺水輪機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括連通相鄰的兩個水輪機(jī)的渦輪裝置(5)的外殼(53)內(nèi)部的平衡管路(10)。
【文檔編號】F03B3/12GK104454295SQ201410360214
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】劉光, 李新生 申請人:劉光