一種射流發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種射流發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括射流裝置和發(fā)電機(jī)，所述射流裝置通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)連接。所述射流裝置包括活塞缸體結(jié)構(gòu)、帶高壓電磁閥的高壓流體連通管、帶低壓電磁閥的低壓流體連通管和電磁閥位移開(kāi)關(guān)。通過(guò)調(diào)節(jié)電磁閥的通閉，從而改變中心射流部分中活塞區(qū)處的壓力，促使活塞連桿做循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用不易利用的小流量高水頭流體完成發(fā)電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】_種射流發(fā)電系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及水力發(fā)電領(lǐng)域，更具體地指一種射流發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0003]近年來(lái)，在我國(guó)電力需求的強(qiáng)力拉動(dòng)下，我國(guó)水輪機(jī)及其輔機(jī)制造行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，其經(jīng)濟(jì)規(guī)模及技術(shù)水平都有顯著提高，我國(guó)水輪機(jī)制造技術(shù)已達(dá)世界先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)外研發(fā)了能夠適應(yīng)各種不同的地理?xiàng)l件和水力因素的各式各樣的水輪機(jī)。然而，這些水輪機(jī)大都只適用于水流量大、方便建設(shè)大型水力發(fā)電廠的地方。對(duì)于許多偏遠(yuǎn)山村用電，要么建設(shè)高壓電線(xiàn)要么建設(shè)電廠，但山區(qū)地勢(shì)陡峭山路崎嶇，高壓電線(xiàn)難以建設(shè)，且偏遠(yuǎn)山區(qū)居民稀少，建設(shè)高壓電線(xiàn)投資巨大，造成了不必要的資源浪費(fèi);建設(shè)電廠一是投資巨大，二是偏遠(yuǎn)山區(qū)往往只有高勢(shì)能小流量水源，而水輪機(jī)需要大流量推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電，高勢(shì)能小流量水體根本不適合建設(shè)這樣的電站。因此，山區(qū)居民往往難以用上電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種射流發(fā)電系統(tǒng)。本射流發(fā)電系統(tǒng)利用射流裝置，將水力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，具有簡(jiǎn)單小巧和節(jié)能減排等優(yōu)點(diǎn)，為山區(qū)居民的生活提供方便。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的射流發(fā)電系統(tǒng)，包括射流裝置和發(fā)電機(jī)，所述射流裝置通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)連接，其特殊之處在于:所述射流裝置包括活塞、活塞桿、缸體、工作流體管道、帶高壓電磁閥的高壓流體連通管、帶低壓電磁閥的低壓流體連通管，所述缸體上依次連通有喉管和擴(kuò)散管，所述活塞將缸體分為A室和B室，所述活塞桿位于A室，其一端與活塞連接，另一端與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)連接，所述B室分別與喉管和工作流體管道連通，所述高壓流體連通管一端與A室連通，另一端與擴(kuò)散管連通，所述低壓流體連通管一端與A室連通，另一端與喉管連通，所述活塞桿上沿軸向設(shè)置有第一位移開(kāi)關(guān)和第二位移開(kāi)關(guān)，所述第一位移開(kāi)關(guān)用于控制高壓電磁閥開(kāi)啟，第二位移開(kāi)關(guān)用于控制低壓電磁閥開(kāi)啟，當(dāng)?shù)谝晃灰崎_(kāi)關(guān)控制高壓電磁閥開(kāi)啟時(shí)，同時(shí)控制低壓電磁閥關(guān)閉，第二位移開(kāi)關(guān)控制低壓電磁閥開(kāi)啟時(shí)，同時(shí)控制高壓電磁閥關(guān)閉。
[0006]進(jìn)一步地，為了節(jié)省材料，減輕系統(tǒng)的重量，所述活塞桿設(shè)置有若干個(gè)，所述的活塞桿等間距布置在活塞同一圓周上，合圍成中空結(jié)構(gòu)，所述工作流體管道分別穿過(guò)中空結(jié)構(gòu)和活塞，伸入B室。使活塞能夠覆蓋缸體過(guò)流斷面、減少能量損失的同時(shí)，又能夠使工作流體通過(guò)工作流體管道順利地進(jìn)入喉管，完成能量的傳遞過(guò)程。
[0007]更進(jìn)一步地，所述活塞桿另一端合圍成的中空結(jié)構(gòu)逐漸減小呈錐形。以平衡所有對(duì)立方向的力的作用，使活塞桿將力作用在同一直線(xiàn)上，避免為每一個(gè)活塞桿都配置一個(gè)曲柄搖桿和發(fā)電機(jī)，減少設(shè)施布置量，簡(jiǎn)化裝置。
[0008]優(yōu)選地，所述活塞桿設(shè)置有4個(gè)。
[0009]進(jìn)一步地，所述缸體包括圓柱腔和圓錐腔，活塞位于圓柱腔內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)減少了能量損失。
[0010]更進(jìn)一步地，所述喉管與圓錐腔連通，且所述喉管管徑與圓錐腔出口口徑相同。這樣保證了流道平滑過(guò)渡。
[0011]再進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散管與喉管連通處管徑相同，所述擴(kuò)散管由連通處往外呈喇叭狀。相同的口徑有利于流道平滑過(guò)渡，喇叭狀擴(kuò)散管可以將流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成壓能，形成高壓流體，從而通過(guò)高壓流體連通管作用在活塞上，使活塞運(yùn)動(dòng)。
[0012]再進(jìn)一步地，所述第一位移開(kāi)關(guān)和第二位移開(kāi)關(guān)均位于缸體外，方便安裝和控制。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)與活塞關(guān)聯(lián)的位移開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電磁閥的通閉、從而改變中心射流部分中活塞區(qū)處的壓力，促使活塞連桿做循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)部分利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)將活塞連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出，利用不易利用的小流量高水頭流體完成發(fā)電。本發(fā)明主要針對(duì)具有高勢(shì)能水源的山區(qū)，無(wú)需大規(guī)模動(dòng)工建設(shè)電廠，只需簡(jiǎn)單的射流裝置就能發(fā)電，收集勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，提供給山區(qū)居民使用，改善居民生活。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種射流發(fā)電系統(tǒng)流程圖。
[0015]圖2為本發(fā)明一種射流發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:射流裝置I(其中:活塞1.1，活塞桿1.2，中空結(jié)構(gòu)1.21，缸體1.3，圓柱腔1.31，圓錐腔1.32，缸體A室，缸體B室，工作流體管道1.4，高壓電磁閥1.51，高壓流體連通管1.5，低壓電磁閥1.61，低壓流體連通管1.6，喉管1.7，擴(kuò)散管1.8，第一位移開(kāi)關(guān)1.9，第二位移開(kāi)關(guān)1.10)，發(fā)電機(jī)2，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3，箭頭為工作流體的流向。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
圖中所示的射流發(fā)電系統(tǒng)，包括射流裝置I和發(fā)電機(jī)2，射流裝置I通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3與發(fā)電機(jī)2連接，射流裝置I包括活塞1.1、活塞桿1.2、缸體1.3、工作流體管道1.4、帶高壓電磁閥1.51的高壓流體連通管1.5、帶低壓電磁閥1.61的低壓流體連通管1.6，缸體1.3上依次連通有喉管1.7和擴(kuò)散管1.8，活塞1.1將缸體1.3分為A室和B室，活塞桿1.2位于A室，其一端與活塞1.1連接，另一端與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3連接，B室分別與喉管1.7和工作流體管道1.4連通，高壓流體連通管1.5—端與A室連通，另一端與擴(kuò)散管1.8連通，低壓流體連通管1.6—端與A室連通，另一端與喉管1.7連通，活塞桿1.2上沿軸向設(shè)置有第一位移開(kāi)關(guān)1.9和第二位移開(kāi)關(guān)I.10，第一位移開(kāi)關(guān)1.9和第二位移開(kāi)關(guān)1.10均位于缸體1.3外，第一位移開(kāi)關(guān)1.9用于控制高壓電磁閥1.51開(kāi)啟，第二位移開(kāi)關(guān)1.10用于控制低壓電磁閥1.61開(kāi)啟，當(dāng)?shù)谝晃灰崎_(kāi)關(guān)1.9控制高壓電磁閥1.51開(kāi)啟時(shí)，同時(shí)控制低壓電磁閥1.61關(guān)閉，第二位移開(kāi)關(guān)1.10控制低壓電磁閥1.61開(kāi)啟時(shí)，同時(shí)控制高壓電磁閥1.51關(guān)閉。
[0018]為了節(jié)省材料，減輕系統(tǒng)的質(zhì)量，活塞桿1.2設(shè)置有若干個(gè)，等間距布置在活塞1.1同一圓周上，合圍成中空結(jié)構(gòu)1.21，工作流體管道1.4分別穿過(guò)中空結(jié)構(gòu)1.21和活塞1.1，伸入B室。使活塞能夠覆蓋缸體過(guò)流斷面、減少能量損失的同時(shí)，又能夠使工作流體通過(guò)工作流體管道順利地進(jìn)入喉管，完成能量的傳遞過(guò)程。其中，活塞桿1.2有4個(gè)，且與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)3連接的一端合圍成的中空結(jié)構(gòu)1.21逐漸減小呈錐形。以平衡所有對(duì)立方向的力的作用，使活塞桿將力作用在同一直線(xiàn)上，避免為每一個(gè)活塞桿都配置一個(gè)曲柄搖桿和發(fā)電機(jī)，減少設(shè)施布置量，簡(jiǎn)化裝置。為了減少能量損失，缸體1.3包括圓柱腔1.31和圓錐腔1.32，活塞1.1位于圓柱腔1.31內(nèi)。喉管1.7與圓錐腔1.32連通，為了保證流道平滑過(guò)渡，喉管1.7管徑與缸體圓錐腔1.32出口口徑相同。擴(kuò)散管1.8與喉管1.7連通處管徑相同，所述擴(kuò)散管1.8由連通處往外呈喇叭狀。
[0019]本系統(tǒng)工作時(shí)，射流裝置I中的工作流體管道1.4與水源相連，在重力的作用下水流從工作流體管道1.4進(jìn)入射流裝置I的B室，通過(guò)喉管1.7進(jìn)入擴(kuò)散管1.8。水流在喉管1.7段產(chǎn)生低壓，在擴(kuò)散管1.8段產(chǎn)生高壓。此時(shí)電磁閥位移調(diào)節(jié)器中的高壓電磁閥1.51處于打開(kāi)的狀態(tài)，低壓電磁閥1.61處于關(guān)閉的狀態(tài)。通過(guò)高壓流體連通管1.5連接射流裝置I的A室和擴(kuò)散管1.8高壓部分，使缸體A室內(nèi)為高壓狀態(tài)，推動(dòng)活塞1.1沿活塞桿1.2向喉管1.7方向移動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定位移的時(shí)候，觸動(dòng)第二位移開(kāi)關(guān)1.10，此時(shí)連接擴(kuò)散管1.8的高壓電磁閥1.51關(guān)閉，同時(shí)低壓電磁閥1.61打開(kāi)。通過(guò)低壓流體連通管1.6連接射流裝置I的缸體A室和喉管1.7低壓部分，原缸體A室中的高壓流體在壓力的作用下流動(dòng)到喉管1.7低壓區(qū)，活塞I.I沿活塞桿1.2向喉管1.7低壓區(qū)相反的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞1.1運(yùn)動(dòng)到另一指定位移時(shí)，觸動(dòng)第一位移開(kāi)關(guān)1.9，使高壓電磁閥1.51打開(kāi)，低壓電磁閥1.61關(guān)閉。擴(kuò)散管1.8的高壓流體通過(guò)高壓流體連通管1.5連接作用流到缸體A室中，推動(dòng)活塞1.1再次沿活塞桿1.2向喉管1.7低壓區(qū)運(yùn)動(dòng)，從而使活塞桿1.2形成往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)3將活塞桿1.2和發(fā)電機(jī)2連接起來(lái)進(jìn)行發(fā)電。最后的電能由蓄電池存儲(chǔ)起來(lái)用于居民生活中。
[0020]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種射流發(fā)電系統(tǒng)，包括射流裝置(I)和發(fā)電機(jī)(2)，所述射流裝置(I)通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(3 )與發(fā)電機(jī)(2 )連接，其特征在于: 所述射流裝置(I)包括活塞(1.1)、活塞桿(1.2)、缸體(1.3)、工作流體管道(1.4)、帶高壓電磁閥(1.51)的高壓流體連通管(1.5)、帶低壓電磁閥(1.61)的低壓流體連通管(1.6)，所述缸體(1.3 )上依次連通有喉管(1.7)和擴(kuò)散管(1.8)，所述活塞(1.1)將缸體(1.3)分為A室和B室，所述活塞桿(1.2)位于A室，其一端與活塞(1.1)連接，另一端與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(3)連接，所述B室分別與喉管(1.7)和工作流體管道(1.4)連通，所述高壓流體連通管(1.5) —端與A室連通，另一端與擴(kuò)散管(1.8)連通，所述低壓流體連通管(1.6)—端與A室連通，另一端與喉管(1.7)連通，所述活塞桿(1.2)上沿軸向設(shè)置有第一位移開(kāi)關(guān)(1.9)和第二位移開(kāi)關(guān)(1.10)，所述第一位移開(kāi)關(guān)(1.9)用于控制高壓電磁閥(1.51)開(kāi)啟，所述第二位移開(kāi)關(guān)(1.10)用于控制低壓電磁閥(1.61)開(kāi)啟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述活塞桿(1.2)設(shè)置有若干個(gè)，等間距布置在活塞(1.1)同一圓周上，合圍成中空結(jié)構(gòu)(1.21)，所述工作流體管道(1.4)分另Ij穿過(guò)中空結(jié)構(gòu)(1.2)和活塞(1.1)，伸入B室。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述活塞桿(1.2)另一端合圍成的中空結(jié)構(gòu)(1.21)逐漸減小呈錐形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述活塞桿(1.2)設(shè)置有4個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述缸體(1.3)包括圓柱腔(1.31)和圓錐腔(1.32)，所述活塞(1.1)位于圓柱腔(1.31)內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述喉管(1.7)與圓錐腔(1.32)連通，且所述喉管(1.7)管徑與圓錐腔(1.32)出口口徑相同。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述擴(kuò)散管(1.8)與喉管(1.7)連通處管徑相同，所述擴(kuò)散管(1.8)由連通處往外呈喇叭狀。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射流發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述第一位移開(kāi)關(guān)(1.9)和第二位移開(kāi)關(guān)(1.1O )均位于缸體(1.3 )外。
【文檔編號(hào)】F03C1/40GK106050550SQ201610416939
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】龍新平, 徐茂森, 阮曉峰, 季斌, 呂橋, 祝葉
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)