[发明专利]水循环空气压缩式微水发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用微水势能发电的技术，特别涉及水循环空气压缩式微水发电系统。

背景技术

利用流水所蕴藏的能量生产电能的过程叫做水力发电。水力是无污染的可再生能源，用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料。水力资源成本比较低，水电站设备使用寿命也比较长，目前水力发电技术已得到广泛应用。但是，现有一般利用微水的势能发电的方法是，水由引水池流出后，经引水渠进入水轮发电机组，对水轮发电机组内的水轮进行冲击，水在冲击水轮过程中，除了推动水轮转动做功外，水还有相当大部分的多余动能被耗散，而且水在冲击完水轮后，将直接经水轮发电机组的出口排出至排水池，不但浪费了水循环利用的机会，而且水的动能也不能充分得到利用。此外，由于微水的水流量小，动能较小，往往很难达到推动水轮发电机组工作的动力，所以微水发电还受到引水池水量及引水池地势落差高度的，但是实际条件往往很难满足具有较大水量和很大落差高度。

发明内容

本发明的目的就是提供水循环空气压缩式微水发电系统，可在水轮机外围形成高压从而迫使多余水回流利用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

一种水循环空气压缩式微水发电系统，包括引水池、引水渠和水轮发电机组，所述水轮发电机组包括水轮机以及与水轮机的叶轮轴对接的发电机，所述引水池的微水经引水渠输送至水轮发电机组，推动水轮机旋转带动发电机发电，所述水轮机为两个，分别为上部水轮机和下部水轮机，所述下部水轮机位于上部水轮机的斜下方，并均通过对应叶轮轴安装于一密封壳体内；所述引水渠为设于密封壳体顶部的引水管，引水管的两端分别与引水池和密封壳体密封连通；所述密封壳体的底部连接有回水管，回水管两端分别与密封壳体和引水池密封连通；通过流入密封壳体内的微水冲击推动两水轮机发电，并压缩密封壳体内的空气而升压，迫使密封壳体底部的水经回水管回流至引水池，实现水循环。

在上述基础上，为进一步压缩密封壳体内的空气来增强密封壳体内的压力，本发明可做如下改进：

本发明采用的其中一种方式是在引水管的末端依次连接有水力增压器和增压管，所述增压管的一端通过水力增压器与引水管对接连通，增压管的另一端与密封壳体连通，所述增压管的口径小于引水管的口径。所述增压管的出口与上部水轮机相对，所述回水管的入口与下部水轮机相对，穿过所述的两水轮机叶轮轴中心的平面与铅垂面的夹角α为20°~65°，两水轮机的叶轮间隔相对，所述增压管为两条或两条以上，以形成均匀的喷射效果，各增压管均通过水力增压器与引水管对接连通，以使入水正对冲击驱动上部水轮机旋转后恰好带动下部水轮机旋转，下部水轮机旋转带动的水流可迫使水流下沉从而进入回水管。

本发明采用的另一种方式是增加设置空气压缩机，该空气压缩机的空气压缩出口与密封壳体密封连通，以通过空气压缩机压缩密封壳体内的空气。所述密封壳体内设有抽水泵，该抽水泵的抽水出口与回水管的入口连通，以便在压力不足时抽水至引水池来辅助实现水循环。

为进一步减少水动能的损耗，本发明还可做如下改进：

本发明所述密封壳体为一圆柱形管体，管体的两管口设有防水板密封。所述管体为无缝管。

为防止密封壳体过压，本发明还可做如下改进：

本发明所述微水发电系统还包括排水池和排水管，所述排水管上设有溢流阀，所述排水管设于密封壳体底部，排水管的两端分别与密封壳体和排水池连通。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明通过流水进入密封壳体、水力增压器和增压管的设置或空气压缩机的设置，可在密封壳体内加压，迫使密封壳体底部的水回流至引水池，从而实现了水的循环利用，并且水的动能在密封壳体内也得到了更加充分的利用，从而降低了引水池水量及引水池需具有较大落差高度的要求，利于推广应用；

（2）本发明通过相互倾斜相错设置的水轮机，可使两水轮机受间隙间的水流影响，相互推动，进而使上部水轮机带起的水流恰好切入下部水轮机，形成S形水流，从而提高水动能的利用率；

（3）本发明水流冲入密封壳体内后将不断升压，从而逼迫密封壳体内的沉水中的气体脱离水体，且通过设置密封壳体为圆管，减少了水花产生，使两水轮机的相互带动旋转形成的水流更为接近层流，减少了损耗，进一步提高水动能的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明图1中密封壳体的A-A剖视结构图；

图3为本发明实施例二的结构示意图。