一种静水压力发电系统的制作方法_2

文档序号:9643530阅读:来源:国知局
深即可建造静水发电站。
【附图说明】
[0034]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0035]图1是现有技术中动水发电原理图;
[0036]图2是本发明所提供的静水压力发电系统的发电原理图;
[0037]图3是本发明所提供的静水压力发电系统的简图;
[0038]图4是本发明所提供的移动注气式静水压力发电系统的结构示意图;
[0039]图5是本发明所提供的固定注气式静水压力发电系统的部分结构示意图;
[0040]图6是本发明所提供的浮箱剖视图;
[0041]图7是本发明所提供的注气装置结构示意图;
[0042]图8是图7的部分断面图。
[0043]图中:1_井厢;2_驱动电机;3_发电机;4-链条;5-支架;6-箱体;7-气囊;8-主动轮;9_从动轮;10-压气生产装置;11-地面总储气柜;12-移动注气式调节气柜;13_固定注气式调节气柜;14_注气装置;15_固定注气式调节气柜驱动轮;16_固定注气式调节气柜主动轮;17-固定注气式调节气柜旋转链条;18_固定注气式接合器;19_方框架;20-流线型顶罩;21_平面型底罩;22_注气接合器;23_排气接合器;24_放气阀;25_盘管箱;26_软管盘;27_软管;28_导槽;29_导槽上腔体;30_导槽下腔体;31_定位弹射器;32-弹射气动室;33_端部回转器;34_注气枪。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而,应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式,并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
[0045]在以下具体实施例的说明中,为了清楚展示本发明的结构及工作方式,将借助诸多方向性词语进行描述,但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语,而不应当理解为限定性词语。此外,在以下描述中所使用的“DCS控制系统” 一词是指迄今极为成熟而且广泛得到应用的自动控制软件包,它采用分功能、分区域、分项位、分特性和需求采集数据,经集成、协调处理后,分别按需求设定程序,使得控制功能分类、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则进行集中控制的系统,其中DCS是英文Distributed Control System的简称;“链箱体”是指通过采用特制链条串联多支特制的独立浮箱,使之链接成为能够在静态水体中对气囊进行注气、排气循环操作后做连续运转的特殊结构气囊”是指可用于充装空气,并能在充气后形成一定空间体积的物体;“注气枪”和“排气枪”是指能与接合器、软管进行连接实现气体穿入穿出的零部件,两者实质相同,“注气枪”用于注气系统中,“排气枪”用于回收系统中;“接合器”是指实现注气枪与气囊、排气枪与气囊连通的装置;“盘管器”是指用于储存软管,并提供软管回复到原位的回复力的装置;“定位弹射器”是定位器与弹射器两种不同功能设备整合为一体化的装置,其联动功能是:首先促使注气枪(或排气枪)按指令先后从各自的盘管器中克服带状弹簧制约得以‘被动性拉伸式’弹出,遂需要一定动力,故命名为‘弹射’,枪体随即按指令先后进入各自的定位功能位置,定位功能由同体设置的定位系统加以制约,使得注气枪头(或排气枪头)与安装于气囊上的专设接合器能够瞬间对接无误,所以既需要设置‘弹射’动力构件,也需要设置定位控制设备,一旦枪头与接合器进入对接无误状态,枪体必须通过定位弹射器中获得的动力做功能性弹射与对应接合器对接噬合,进行注气或排气行程;“端部回转器”动作原理与前述定位弹射器相似而作用相当;“弹射自动室”是定位弹射器以及回转器构造中的重要配设,以解决‘弹射’功能的驱动力,可设定为电动、气动或电磁弹射。
[0046]本发明的目的是提供一种通过利用自然静态水体和空气不同的物理属性,激活静态水体潜藏的总势能来进行发电的静水压力发电系统。
[0047]下面结合说明书附图1-8详细说明本发明的具体实施例。
[0048]图1是现有技术中动水发电原理图,如图所示,动水发电的普通型式的技术核心,是把流动水体的动能和势能,通过水体本身自上往下流动转化成机械能做功,从而再转化成电能。发电能力大小N = AyQH(w),其与水体流量Q(m3/s)、净水头H(m)成线性关系;A=9.81η (η为机组总效率),γ为水容重(100kg/m3),普通动水发电的经验取值一般为:A = 0.6 ?0.75。
[0049]图2是本发明所提供的静水压力发电系统的发电原理图,如图所示,静水压力发电中的所谓“静水”概念是相对动水发电中之“动水”而言的。静水压力发电是在静态的水体中实现,运行要素正好与前述常规动水发电相反:(1)水体呈静止状态,发电能力大小与空间和时间变量有关,即与静态水体淹没深度H、链箱体积大小V、以及与向链箱体注入空气速度呈线性关系;(2)潜伏在静态水体中用于做功的能量传递方向通过链箱体自下向上运动,因此脱离链箱体系统则谈不上机械做功和能量转化;(3)所以链箱体是接受水体中被激活的潜能并转化为机械能做功的系统,是静水压力发电的核心装置,其中浮箱装配的气囊是整座装置的‘心脏’;链箱体是实现静水压力发电运行的关键装置;(4)只要水体尚存,潜伏于静态水体中的静水压力P及浮力F永远不消失,这是天体赋予自然水体的物理属性,所以只要方法得当,此潜在能源可供人们取之不尽用之不绝;(5)密封于气囊内的空气,是间接激活并且传递动力的重要媒介,它不直接参与能量交换。
[0050]因此,静水压力发电技术并非“制造能量”而是通过循环运行状态下的链箱体系统诱导并激活水体中永远潜伏的能量,使之转换成机械能做功并转化成电能。所以,静水压力发电仅仅是物理转换,水体的总潜能永不消失,也不衰退;由于水和空气易得且非常廉价、无污染、十分安全,所以静水压力发电具有无比优越性。
[0051]本发明所提供的静水压力发电系统,具体发电量的计算如下:在工程设计中,把通过独立箱体投影底平面视为受力计算面积,体积相等的箱体排开的水体重量为所获得的浮力F,于是根据阿基米德定理可推算出由上百支浮箱连接而成的链式箱体系统在静态水体中自下向上运行做功的机械能,从而计算出转化为电能的能量。单机发电能力(即‘兰德电能’ Nld)计算公式为:
[0052]Nld= 9.81.A ld.γ.Qld.Hld(w)
[0053]式中:Qld为兰德模拟流量,根据链箱体运转过程中主要参数换算成模拟性流量而得,它是时间和空间的函数,Qid= (η — 1).a.b./t.(m3/s) ;a为独立箱体投影底面积(m2) ;b为淹没在水体内相邻浮箱体中心距(m) ;n为每小时注满压气浮箱数量;t为注满η支浮箱需要的时间总和(s) ;9.81为与能量有关的换算值[Nld= 1000Q ld.Hld/102 =
9.81QldHld(kw),即102kg.m/s = lkw] ;Hld兰德净水头或称兰德淹深(m) ;Ald为兰德出力系数,Ald= 0.75?0.85为宜;Ald具有重要研究价值,它与设备类型、性能、传动方式、设备生产工艺和质量有密切关系,所以具有一定的研究、调整空间。
[0054]图3是本发明所提供的静水压力发电系统的简图,图4是本发明所提供的移动注气式静水压力发电系统的结构示意图。下面将结合图3和图4进行说明。如图所示,该静水压力发电系统包括发电系统、链箱体旋转系统、预驱动系统、注气系统、排气系统、控制系统;预驱动系统提供初始动力给链箱体旋转系统,使链箱体旋转系统做旋转运动,随后通过注气系统和排气系统使链箱体旋转系统的浮箱所受浮力大于重力,进而利用浮力驱动链箱体旋转系统做循环旋转运行,发电系统则通过该链箱体旋转系统实现由机械能做功转化成电能发电。
[0055]链箱体旋转系统位于井厢中,井厢内具有静态水体。链箱体旋转系统包括浮箱、支架5、主动轮8、从动轮9以及连接主动轮和从动轮的链条4 ;支架5用于支撑该主动轮8、从动轮9、链条4以及浮箱。浮箱间隔式连
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