一种水锤泵发电装置

1.本实用新型涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种水锤泵发电装置。


背景技术：

2.水锤泵是一种以流水为动力，通过机械作用，产生水锤效应，将低水头能转换为高水头能的高级提水装置。其构造主要有进水管，泵体，泄水阀，中心阀，压力罐，出水管六大部分组成。它是可以将动能转换为压力能的一种机械。
3.现有的水锤泵发电装置包括水锤泵、蓄水池以及配合使用的活塞泵和液压泵，水锤泵包括进水管、扬水管、气缸以及尾水管，扬水管延长并伸入进水管中，尾水管延长并伸入蓄水池中，气缸内设有第一活塞、第一飞轮、第二飞轮、第一曲轴以及第一连杆；尾水管上口处设有环口磁铁，尾水管中设有悬浮磁铁，尾水管下口处设有泄水阀门，泄水阀门与悬浮磁铁之间设有导杆，尾水管内壁上设有磁铁支架，磁铁支架设置于悬浮磁铁下方；活塞泵包括第二活塞、第三活塞、第二曲轴、第三飞轮、第四飞轮、第二连杆以及第三连杆。该发电系统利用水锤泵进行空气储能，然后直接驱动摩擦片摩擦生热产生高温，加热高压锅炉烧开水；或者利用压缩功产生高温加热高压炉烧开水，从而实现内能转化为电能。这种水锤泵发电装置的结构复杂，在发电过程中先利用水锤泵进行空气储能，再转化为热能，最后转化为电能，能源经过多次转化，产生不少损耗，因此能源利用效率较低，对水能资源的利用效率较低，不满足时代发展的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种水锤泵发电装置，旨在提高水能资源的利用效率。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种水锤泵发电装置，包括：
6.泵水管路，包括进水管、出水管、压力罐及泵体，所述进水管与所述泵体的进水端连通，所述出水管、所述压力罐与所述泵体的出水端相互连通；
7.动力组件，设于所述出水管内并用于在流水的驱动下旋转；以及
8.发电组件，安装于所述出水管远离其出水端的一侧并与所述动力组件连接，以用于在所述动力组件的作用下发电。
9.可选地，所述动力组件包括轴流叶轮、导流片、永磁转子、第一转轴及第一轴承支架；所述第一转轴沿所述出水管的长度方向布置于所述出水管的内部，所述轴流叶轮、所述导流片分别套设于所述第一转轴上，所述第一轴承支架支撑有第一轴承，所述第一轴承套设于所述第一转轴上，所述永磁转子设于所述第一转轴上并位于靠近所述发电组件的一端；
10.所述发电组件包括壳体及设于所述壳体内的铜转子、齿轮组件、发电机、第二转轴、第二轴承支架；所述铜转子通过所述第二转轴与所述齿轮组件相连，所述第二轴承支架支撑有第二轴承，所述第二轴承套设于所述第二转轴上，所述铜转子与所述永磁转子相对
设置于所述壳体的内侧和外侧上，所述发电机与所述齿轮组件相连。
11.可选地，所述齿轮组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述发电机的转轴与所述第二齿轮连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一齿轮固定于所述第二转轴上。
12.可选地，所述永磁转子为圆盘形结构，所述永磁转子包括圆盘及分别固定在所述圆盘上的多个永磁铁，多个所述永磁铁以n极和s极沿着所述圆盘的圆周方向等间距分布且交替布置；所述铜转子截面为圆盘形结构，所述铜转子具有多个转子，多个所述转子沿着圆周方向等间距分布，并且每个所述转子形成闭合回路。
13.可选地，所述铜转子和所述永磁转子正对设置且两者之间设有一片金属片，所述金属片的材质为哈氏合金。
14.可选地，所述壳体为密闭结构。
15.可选地，所述泵水管路还包括压水阀，所述压水阀位于所述泵体与所述压力罐之间的管路上。
16.可选地，所述泵水管路还包括泄水阀，所述泄水阀与所述泵体的泄水端连通。
17.在本实用新型的技术方案中，该水锤泵发电装置包括泵水管路、动力组件及发电组件。泵水管路包括进水管、出水管、压力罐及泵体，进水管与泵体的进水端连通，出水管、压力罐与泵体的出水端相互连通。动力组件设于出水管内并用于在流水的驱动下旋转；发电组件安装于出水管远离其出水端的一侧并与动力组件连接，以用于在动力组件的作用下发电。如此，简化了水锤泵发电装置，无需多次能量转换，即可进行发电，减少了能量损耗，提高了水能资源的利用效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1为本实用新型水锤泵发电装置一实施例的结构示意图；
20.图2为本实用新型水锤泵发电装置一实施例的透视图；
21.图3为本实用新型水锤泵发电装置一实施例的另一角度的透视图；
22.图4为本实用新型水锤泵发电装置一实施例中动力组件及发电组件的结构示意图。
23.附图标号说明：
24.10、泵水管路；20、动力组件；30、发电组件；11、进水管；12、泵体；13、压水阀；14、泄水阀；15、压力罐；16、出水管；21、轴流叶轮；22、导流片；23、永磁转子；24、第一转轴；25、第一轴承支架；31、铜转子；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、发电机；35、壳体；36、发电机转轴；37、第二轴承支架；38、第三轴承支架；39、第二转轴。
25.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.本实用新型提出一种水锤泵发电装置。
30.参照图1至图4，在本实用新型一实施例中，该水锤泵发电装置包括泵水管路10、动力组件20及发电组件30。泵水管路10包括进水管11、泵体12、压力罐15及出水管16；进水管11与泵体12的进水端连通，出水管16、压力罐15与泵体12的出水端相互连通。动力组件20设于出水管16内并用于在流水的驱动下旋转；发电组件30安装于出水管16远离其出水端的一侧并与动力组件20连接，以用于在动力组件20的作用下发电。
31.本实施例中，泵水管路10还包括压水阀13和泄水阀14，压水阀13位于泵体12与压力罐15之间的管路上，泄水阀14与泵体12的泄水端通过泄水管连通。压力罐15可设置于泵体12的上方，出水管16可设置于压力罐15与进水管11之间的位置，进水管11与出水管16平行设置，泄水管与进水管11可为同一条管道，一端进水，另一端泄水，进水管11、出水管16的数量均可为一个、两个或多个，此处不限。
32.需要说明，该水锤泵装置以流水为动力，通过压水阀13、泄水阀14的往复机械作用，产生水锤效应，从而提高流水的压头。
33.本实施例中，动力组件20可包括叶轮、转轴、轴承、支架等部件，其中叶轮可在水流的冲击下旋转。发电组件30可包括发电机34、传动机构，传动机构将动力组件20输出的动力传递至发电机34，发电机34将动能转化为电能。此处，对动力组件20、发电组件30的具体结构均不做限定。
34.较优地，如图2至图4所示，动力组件20包括轴流叶轮21、导流片22、永磁转子23、第一转轴24及第一轴承支架25；第一转轴24沿出水管16的长度方向布置于出水管16的内部，轴流叶轮21、导流片22分别套设于第一转轴24上，第一轴承支架25支撑有第一轴承，第一轴承套设于第一转轴24上，永磁转子23设于第一转轴24上并位于靠近发电组件30的一端。发电组件30包括壳体35及设于壳体35内的铜转子31、齿轮组件、发电机34、第二转轴39、第二轴承支架37；铜转子31通过第二转轴39与齿轮组件相连，第二轴承支架37支撑有第二轴承，第二轴承套设于第二转轴39上，永磁转子23与铜转子31相对设置于壳体35的内侧和外侧上，发电机34与齿轮组件相连。其中，第二转轴39与第一转轴24可同轴心设置。
35.进一步地，导流片22可通过法兰安装在出水管16内，通过改变水流方向，提高轴流叶轮21的能量利用效率；当高压头水流流经导流片22，方向发生改变，撞击轴流叶轮21，使轴流叶轮21转动，进而带动永磁转子23转动，通过磁力耦合作用，铜转子31也实现转动，进而通过齿轮组件带动发电机34发电。
36.本实用新型提供了一种水锤泵发电装置，该装置中水锤泵以流水为动力，通过机械作用，产生水锤效应，将河流中低水头的河水提至高水头，进而高水头的河水带动出水管16的轴流叶轮21转动，通过磁力耦合作用，带动发电机34转动，从而实现发电。
37.本实用新型实现了对水资源的重复利用，利用水流为动力，通过水锤泵的水锤效应将低压头的水转变为高压头的水，然后高压头的水流经轴流叶轮21，使轴流叶轮21转动，再通过一系列的传动机构，带动发电机34转动，从而实现发电，经过轴流叶轮21的水损失部分能量，但仍有较高压头，可输送至用户，从而实现水资源的重复利用，提高能源利用效率。
38.本实用新型的水锤泵不用电，不耗油，结构简单，结实耐用，利用水锤泵给水增压发电，节约资源，绿色环保。
39.在本实用新型的技术方案中，该水锤泵发电装置包括泵水管路10、动力组件20及发电组件30。泵水管路10包括进水管11、出水管16、压力罐15及泵体12，进水管11与泵体12的进水端连通，出水管16、压力罐15与泵体12的出水端相互连通。动力组件20设于出水管16内并用于在流水的驱动下旋转；发电组件30安装于出水管16远离其出水端的一侧并与动力组件20连接，以用于在动力组件20的作用下发电。如此，简化了水锤泵发电装置，无需多次能量转换，即可进行发电，减少了能量损耗，提高了水能资源的利用效率。
40.主要参照图4，在一实施例中，发电组件30还可包括第三轴承支架38，其用于支撑第三轴承及发电组件30的其余部件于出水管16内，第三轴承套设于第二转轴39上。如此，可以进一步地提升该发电组件30运行的稳定性。
41.进一步地，参照图4，齿轮组件可包括第一齿轮32和第二齿轮33，发电机34的转轴与第二齿轮33连接，第二齿轮33与第一齿轮32啮合，第一齿轮32固定于第二转轴39上。其中，第一齿轮32为大齿轮，第二齿轮33为小齿轮。如此，进一步地减少了能量损耗，提高了水资源的利用率。
42.本实用新型的发电机转轴36与转子部件是通过大小齿轮传动，可以通过更换不同大小的齿轮实现调节最佳传动比，从而使发电机34实现最大的发电效率。
43.参照图4，在一实施例中，永磁转子23为圆盘形结构，永磁转子23包括圆盘及分别固定在圆盘上的多个永磁铁，多个永磁铁以n极和s极沿着圆盘的圆周方向等间距分布且交替布置。铜转子31的截面为圆盘形结构，铜转子31具有多个转子，多个转子沿着圆周方向等间距分布，并且每个转子形成闭合回路。
44.可以理解的是，永磁转子23和铜转子31正对设置，两者间没有传递扭矩的机械连接，因此实现了液体的零泄漏。
45.为进一步地提升密封性，参照图2至图4，在一实施例中，壳体35可为密闭结构，铜转子31、第一齿轮32、第二齿轮33、发电机34均可固定在该密闭结构内，密闭结构可固定在水锤泵的管体上。
46.本实用新型省去了复杂的轴封，功率转化通过磁力耦合装置，永磁转子23与铜转子31通过密闭结构进行磁力耦合，进行能量转化，有效地提高了能量转化效率，同时还实现
了零泄漏。
47.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种水锤泵发电装置，其特征在于，包括：泵水管路，包括进水管、出水管、压力罐及泵体，所述进水管与所述泵体的进水端连通，所述出水管、所述压力罐与所述泵体的出水端相互连通；动力组件，设于所述出水管内并用于在流水的驱动下旋转；以及发电组件，安装于所述出水管远离其出水端的一侧并与所述动力组件连接，以用于在所述动力组件的作用下发电。2.如权利要求1所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述动力组件包括轴流叶轮、导流片、永磁转子、第一转轴及第一轴承支架；所述第一转轴沿所述出水管的长度方向布置于所述出水管的内部，所述轴流叶轮、所述导流片分别套设于所述第一转轴上，所述第一轴承支架支撑有第一轴承，所述第一轴承套设于所述第一转轴上，所述永磁转子设于所述第一转轴上并位于靠近所述发电组件的一端；所述发电组件包括壳体及设于所述壳体内的铜转子、齿轮组件、发电机、第二转轴、第二轴承支架；所述铜转子通过所述第二转轴与所述齿轮组件相连，所述第二轴承支架支撑有第二轴承，所述第二轴承套设于所述第二转轴上，所述铜转子与所述永磁转子相对设置于所述壳体的内侧和外侧上，所述发电机与所述齿轮组件相连。3.如权利要求2所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述齿轮组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述发电机的转轴与所述第二齿轮连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一齿轮固定于所述第二转轴上。4.如权利要求2所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述永磁转子为圆盘形结构，所述永磁转子包括圆盘及分别固定在所述圆盘上的多个永磁铁，多个所述永磁铁以n极和s极沿着所述圆盘的圆周方向等间距分布且交替布置；所述铜转子截面为圆盘形结构，所述铜转子具有多个转子，多个所述转子沿着圆周方向等间距分布，并且每个所述转子形成闭合回路。5.如权利要求4所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述铜转子和所述永磁转子正对设置且两者之间设有一片金属片，所述金属片的材质为哈氏合金。6.如权利要求5所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述壳体为密闭结构。7.如权利要求1所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述泵水管路还包括压水阀，所述压水阀位于所述泵体与所述压力罐之间的管路上。8.如权利要求1所述的水锤泵发电装置，其特征在于，所述泵水管路还包括泄水阀，所述泄水阀与所述泵体的泄水端连通。

技术总结
本实用新型公开了一种水锤泵发电装置，该水锤泵发电装置包括泵水管路、动力组件及发电组件。泵水管路包括进水管、出水管、压力罐及泵体，进水管与泵体的进水端连通，出水管、压力罐与泵体的出水端相互连通。动力组件设于出水管内并用于在流水的驱动下旋转；发电组件安装于出水管远离其出水端的一侧并与动力组件连接，以用于在动力组件的作用下发电。本实用新型提供了一种水锤泵发电装置，该装置中水锤泵以流水为动力，通过机械作用，产生水锤效应，将河流中低水头的河水提至高水头，进而高水头的河水带动出水管的轴流叶轮转动，通过磁力耦合作用，带动发电机转动，从而实现发电。从而实现发电。从而实现发电。


技术研发人员：童军杰 颜水裕 王婷玉 钟文捷 王淑香 陈均涛 徐虎 许日妹 黄赞 黎锦煌 黄塾槟 管浩佑 黄纯华 蔡世杰
受保护的技术使用者：广州航海学院
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/7/20