无能耗、水动能装置及蓄能方法

文档序号:1949603 发布日期:2021-12-10 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 无能耗、水动能装置及蓄能方法 (Energy consumption-free water kinetic energy device and energy storage method ) 是由 徐礼红 渠中权 王建美 冯丽美 渠中胜 冯丽京 于 2021-09-11 设计创作,主要内容包括:本发明属于水动能、储能技术领域,具体为无能耗、水动能装置及蓄能方法,包括:水能机构、取水机构、温控机构和分用机构,所述水能机构包括置于大坝下游引入水源的进水头、对所述进水头引入水源进行输送的进水管、用于对输送水源进行过滤的过滤器、对输送水源进行储存的蓄水箱组、安装于所述蓄水箱组用于能量转换的转换组件、用于排出水源至大坝上游的出水管、设置于所述蓄水箱组顶部的排气阀。本发明中,通过水能机构,可以将河流大坝下游中的水流引入,在蓄水箱组内制造形成负压状态,利用势能将水排出至大坝上游,实现无能耗输送,水流经转换组件将水动能转换为电能,利用转换组件的设置使得水流可以充分带动涡筒转动,实现电能的储备。(The invention belongs to the technical field of water kinetic energy and energy storage, and particularly relates to a device and an energy storage method for water kinetic energy and water kinetic energy without energy consumption, which comprises the following steps: hydroenergy mechanism, water intaking mechanism, temperature control mechanism and branch use the mechanism, hydroenergy mechanism is including arranging the dam low reaches in and introducing the head of intaking at the water source, right it introduces the water source and carries out the inlet tube of carrying, is used for carrying the water source and carry out filterable filter, carry the water storage tank group that the water source stored, install in water storage tank group is used for energy conversion&#39;s conversion components, is used for the outlet pipe of discharge water source to the dam upper reaches, set up in the discharge valve at water storage tank group top. According to the invention, water flow in the downstream of a river dam can be introduced through the water energy mechanism, a negative pressure state is formed in the water storage tank set, water is discharged to the upstream of the dam by utilizing potential energy, energy-consumption-free conveying is realized, water flow converts hydrodynamic energy into electric energy through the conversion assembly, and the arrangement of the conversion assembly enables the water flow to fully drive the vortex cylinder to rotate, so that the electric energy is stored.)

无能耗、水动能装置及蓄能方法

技术领域

本发明涉及水动能、储能技术领域,具体为无能耗、水动能装置及蓄能方法。

背景技术

无能耗的水动能是指将水能转化为其他供人们所利用的能源,并且可以将多余能源储存起来,基于能量守恒与转化定律,液体在流动过程中各种机械能(动能、压强势能、位置势能)之间相互转化,同时克服水流阻力,要损耗一部分机械能,并等量地转化为液体的热能,这种机械能损失简称能量损失,非恒定流,既随空间又随时间而变化,能量关系复杂,一般仅就恒定流研究其能量守恒及转化关系。

目前清洁能源的耗量不断增大,人们对于可再生能源的利用也愈加关注,其中就包括有水能,怎么提高水能的能量利用率,充分利用水能成为了主要解决方案,传统采用水流直接冲击涡轮的方式能量损耗较大,同时不便于在无能耗状态下循环运动,导致水利用体系不成熟。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本发明所采用的技术方案为:

无能耗、水动能装置,包括:水能机构、取水机构、温控机构和分用机构,所述水能机构包括置于大坝下游引入水源的进水头、对所述进水头引入水源进行输送的进水管、用于对输送水源进行过滤的过滤器、对输送水源进行储存的蓄水箱组、安装于所述蓄水箱组用于能量转换的转换组件、用于排出水源至大坝上游的出水管、设置于所述蓄水箱组顶部的排气阀、安装于所述蓄水箱组用于压力检测的压感器和用于检测所述蓄水箱组内水位的水位检测器;所述取水机构连接于所述出水管,用于区域内日常用水;多个所述温控机构连接于所述出水管,用于各系统温度的调控;所述分用机构包括连接于所述出水管且用于渔业系统的供氧组件、用于水域系统的制冷组件和用于农业系统的农用组件。

通过采用上述技术方案,可以将河流上游中的水流引入,经转换组件将水动能转换为电能后排出,利用涡筒的设置使得水流可以充分带动涡筒转动,能量损失较小,大大提高了能量的转换率。

所述转换组件包括设置于所述蓄水箱组底部的多个涡筒、连接于所述涡筒用于传动发电的传动轴、连接于所述传动轴另一端用于产出电能的发电机组和安装于所述蓄水箱组内且用于限位水流的导流板。

通过采用上述技术方案,可以使水流经转换组件将水动能转换为电能,利用涡筒的设置使得水流可以充分带动涡筒转动,实现电能的储备,较为合理。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述取水机构包括连接于所述出水管用于取水的取水管、连接于所述取水管另一端对水源净化的净化器、管道连接于所述净化器对净化后水源储存的蓄水池和连接于所述蓄水池对水源进行使用的分流管路。

通过采用上述技术方案,可以供周围人群日常使用,满足日常需求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述温控机构包括用于引流的分支管路和供所述分支管路分布的降温区和供暖区。

通过采用上述技术方案,可以对降温区和供暖区区域进行控温,将分支管路布置在降温区和供暖区的范围内,降温区为设备发热环境和建筑发热环境等,供暖区为用热场所和建筑场所等,通过分支管路内流经的水源携带走降温区内的热量,而后将热量携带至供暖区环境,进而提高供暖区环境内的温度,利用该方案进行能源的转移。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述供氧组件包括连接于所述出水管的用水管一、连接在所述用水管一上的叶轮一和连接于所述叶轮一另一端用于打氧的打氧器。

通过采用上述技术方案,可以对渔业养殖塘区域进行供养作业,较为节能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述制冷组件包括连接于所述出水管的用水管二、连接在所述用水管二上的叶轮二和连接于所述叶轮二另一端用于制冷进风的压缩机扇。

通过采用上述技术方案,可以各类用户进行压缩机制冷作业。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述农用组件包括连接于所述出水管上用于引水的用水管三和连接于所述用水管三用于农田作物的农田区。

通过采用上述技术方案,可以方便农田的种植,便于水利控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述出水管上安装有位于所述温控机构前后端的温度检测器。

通过采用上述技术方案,可以测定出水管内水流温度,便于按需使用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述水能机构、取水机构、温控机构和分用机构所用的管道上设置有多个阀门。

通过采用上述技术方案,便于对各处水流进行控制,提高安全性

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:包括如下方法:

S1:将所述进水头放入河流大坝下游地区,所述出水管的尾端放在河流大坝上游地区;

S2:打开所述排气阀、打开所述出水管上的阀门,打开蓄水箱组上的进水阀,通过顶端注水口向密封容器注水,逐步关闭进水阀、出水阀,确保进、出水管路充满水,通过注水口注满密封容器;

S3:先关闭所述排气阀再打开出水阀、进水阀,打开所述上的阀门,使蓄水箱组内的部分水流通过出水管排出,在剩余水源上方制造形成负压空间;

S4:打开所述进水管上的阀门,在负压的作用下水源通过进水管持续注入至蓄水箱组的内部,且蓄水箱组内的水源通过出水管持续排出,排入到河流大坝的上游,实现无能耗循环。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

1.本发明中,通过水能机构,可以将河流大坝下游中的水流引入,在蓄水箱组内制造负压状态,利用势能将水排出至大坝上游,实现无能耗输送,水流经转换组件将水动能转换为电能,利用转换组件的设置使得水流可以充分带动涡筒转动,实现电能的储备,较为合理。

2.本发明中,通过温控机构,将分支管路布置在降温区和供暖区的范围内,降温区为设备发热环境和建筑发热环境等,供暖区为用热场所和建筑场所等,通过分支管路内流经的水源携带走降温区内的热量,而后将热量携带至供暖区环境,进而提高供暖区环境内的温度,利用该方案进行能源的转移,更加环保合理,便于推广使用。

附图说明

图1为本发明一个实施例的水能机构示意图;

图2为本发明一个实施例的温控机构示意图;

图3为本发明一个实施例的分用机构示意图;

图4为本发明一个实施例的布置图;

图5为本发明一个实施例的转换组件示意图。

附图标记:

100、水能机构;110、进水头;120、进水管;130、过滤器;140、蓄水箱组;150、转换组件;151、涡筒;152、传动轴;153、发电机组;154、导流板;160、出水管;170、排气阀;180、压感器;190、水位检测器;

200、取水机构;210、取水管;220、净化器;230、蓄水池;240、分流管路;

300、温控机构;310、分支管路;320、降温区;330、供暖区;

400、分用机构;410、供氧组件;411、用水管一;412、叶轮一;413、打氧器;420、制冷组件;421、用水管二;422、叶轮二;423、压缩机扇;430、农用组件;431、用水管三;432、农田区。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的无能耗、水动能装置及蓄能方法。

实施例:

结合图1-5所示,本发明提供的无能耗、水动能装置,包括:水能机构100、取水机构200、温控机构300和分用机构400,水能机构100包括置于大坝下游引入水源的进水头110、对进水头110引入水源进行输送的进水管120、用于对输送水源进行过滤的过滤器130、对输送水源进行储存的蓄水箱组140、安装于蓄水箱组140用于能量转换的转换组件150、用于排出水源至大坝上游的出水管160和设置于蓄水箱组140顶部的排气阀170、安装于蓄水箱组140用于压力检测的压感器180和用于检测蓄水箱组140内水位的水位检测器190,用于压力监视、水位监视等技术,转换组件150部分埋入地下,较为稳固,进水头110安装在河流下流水流较急的区域,且外侧包裹有初步过程的网罩,进入进水管120后势能更大,而进水管120管路由前端至后端的海拔高度值逐渐降低,方便水流无能耗的流动,过滤器130可以设置为过滤仪器、过滤室和过滤站结构,根据地形设置,靠近蓄水箱组140建立即可,便于检修,导流板154的中部开设有供涡筒151容纳的通孔,水流通过该通孔向下流动时会带动涡筒151转动,进而通过传动轴152将动能传递给发电机组153,进行发电,而传动轴152包括轴体和齿轮结构,可以将多组轴体的动能集于一个轴体上,涡筒151等距均匀分布在蓄水箱组140内,且涡筒151的外侧设有用于导流的斜槽,通过倾斜设置导流的斜槽可以使得水流顺着斜槽流下带动涡筒151转动,而涡筒151为空心金属结构,对于水流的阻碍较小,减少能量的损耗,而涡筒151设有连续连接的多组,且涡筒151上斜槽的口径由上至下逐渐增大,通过水流的不断下降,增大的导流斜槽使得整体的转速提升,进行二次利用。

具体的,转换组件150包括设置于蓄水箱组140内的多个涡筒151、连接于涡筒151用于传动发电的传动轴152、连接于传动轴152另一端用于产出电能的发电机组153和安装于蓄水箱组140内且用于限位水流的导流板154,涡筒151可呈环形排列或矩阵排列等,最大化利用设计面积,可以将河流大坝下游中的水流引入,经转换组件150将水动能转换为电能后排出,利用涡筒151的设置使得水流可以充分带动涡筒151转动,能量损失较小,大大提高了能量的转换率,较为合理。

另外,出水管160的设置在涡筒151的下方,使水流经过涡筒151后从出水管160排出,便于水流带动转换组件150进行发电作业,提高了装置的可行性。

如图1所示,取水机构200包括连接于出水管160用于取水的取水管210、连接于取水管210另一端对水源净化的净化器220、管道连接于净化器220对净化后水源储存的蓄水池230和连接于蓄水池230对水源进行使用的分流管路240,取水机构200设置有连接在出水管160上的多组,供出水管160经过区域内不同的人群使用,比如,一些商用、农用用户,按区域设置净化器220和蓄水池230,再进行分户用水,形成小规模用水体系。

如图2所示,多个温控机构300连接于出水管160,用于各系统温度的调控,温控机构300包括用于引流的分支管路310和供分支管路310分布的降温区320和供暖区330,通过取水机构200,可以将出水管160排出的水流进行使用,包括企业、个人及多方需求用户,连接区域内供水系统,扩大使用范围。

具体的,将分支管路310布置在降温区320和供暖区330的范围内,降温区320为设备发热环境和建筑发热环境等,供暖区330为用热场所和建筑场所等,通过分支管路310内流经的水源携带走降温区320内的热量,而后将热量携带至供暖区330环境,进而提高供暖区330环境内的温度,利用该方案进行能源的转移,更加环保合理。

如图3所示,分用机构400包括连接于出水管160且用于渔业系统的供氧组件410、用于水域系统的制冷组件420和用于农业系统的农用组件430,其中,

供氧组件410包括连接于出水管160的用水管一411、连接在叶轮一412上的叶轮一412和连接于叶轮一412另一端用于打氧的打氧器413,通过利用水流带动叶轮一412转动生成气流,将气体排入位于渔业水域内的打氧器413中,产生利于鱼群生活的氧气,可实现无功养殖,从而提高了装置的合理性。

制冷组件420包括连接于出水管160的用水管二421、连接在用水管二421上的叶轮二422和连接于叶轮二422另一端用于制冷进风的压缩机扇423,通过利用水流带动叶轮二422转动产生气流,进而带动连接的压缩机扇423转动,进而使压缩机工作,进行制冷。

农用组件430包括连接于出水管160上用于引水的用水管三431和连接于用水管三431用于农田作物的农田区432,通过部分水流进入用水管三431的内部,可以将水流引导至农田灌溉和种植等区域,效果较好。

需要说明的是,水能机构100、取水机构200、温控机构300和分用机构400所用的管道上设置有多个阀门,通过阀门可以引导各处水流的流向,便于控制。

进一步的,出水管160上安装有位于温控机构300前后端的温度检测器,通过温度检测器可以检测温控机构300段落出水管160内的水温,便于控制使用。

本发明的工作原理及使用流程:首先将将进水头110放入河流大坝下游地区,出水管160的尾端放在河流大坝上游地区,打开排气阀170、打开出水管160上的阀门,打开蓄水箱组140上的进水阀,通过顶端注水口向密封容器注水,逐步关闭进水阀、出水阀,确保进、出水管路充满水,通过注水口注满密封容器,先关闭排气阀170再打开出水阀、进水阀,打开160上的阀门,使蓄水箱组140内的部分水流通过出水管160排出,在剩余水源上方制造形成负压空间,在负压的作用下水源通过进水管120持续注入至蓄水箱组140的内部,且蓄水箱组140内的水源通过出水管160持续排出,排入到河流大坝的上游,实现无能耗循环,水流通过进水头110进入进水管120的内部,在经过过滤器130时,水流中的杂质经过滤器130过滤掉,净化后的水流不断储存在蓄水箱组140内,且蓄水箱组140内的水源通过出水管160持续排出,排入到河流大坝的上游,实现无能耗循环,排水过程中,水源通过导流板154内顺着涡筒151间的缝隙向下流动,同时带动涡筒151转动,而后通过传动轴152将动力传递给发电机组153,使发电机组153产出电能,产出的电能供水能机构100、取水机构200、温控机构300和分用机构400使用的同时,多余的电能储存备用,水流在排出蓄水箱组140后,顺着出水管160输送,过程中取水管210导出部分水源注入净化器220的内部净化,净化后储存在蓄水池230的内部,供分流管路240使用,同时水流经分支管路310进入降温区320和供暖区330的区域,通过运输环境能量对该区域内的温度进行调控,而后水流经供氧组件410和制冷组件420后分别进入用水管一411和用水管二421,带动叶轮一412和叶轮二422转动,使得打氧器413产出氧气,供给鱼塘,同时使得压缩机扇423进行制冷作业,用水管三431对水流进行引出后,可供多个农用组件430使用,水流经出水管160终排入河流内大坝上游地区,过程中多余能量可供个体储存备用即可。

在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解,在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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