相对运动水力发电动力设备的制作方法

1.本发明涉及水力发电动力设备，特别涉及一种相对运动水力发电动力设备。


背景技术：

2.现有的水力发电动力设备，通常利用自然环境中的水力资源进行发电，其中包括利用自然水力势能与自然水流速度动能。
3.甚至，不惜通过拦河筑坝来积蓄自然雨水，由此提高水力发电站的水头与水量进行发电，由此造成其建设费用巨大、建设周期漫长，同时对自然生态环境造成破坏与影响。
4.液体在离心水轮上作离心运动，沿离心水轮周边切线方向向外飞出，原本是一种惯性运动。飞流出的液体，对离心水轮并不产生力的作用。
5.迄今为止，人们仅仅利用上述物理原理设计制造离心水泵。现有的离心水泵将其离心水轮用坚固壳体包围起来，同时设定水泵出水方向与离心水轮转动方向相同，并让离心水轮承受由水泵扬程所形成的静水压力，由此造成现有离心水泵需要大量消耗动能才能驱动，同时造成离心水轮至今无法产生出可以被收集利用的水力动能。
6.已有的另一种发明名称为“相对运动风力发电动力设备”，仅仅利用了自然空气与风轮之间的相对运动动能，并不涉及以水为工质的动力设备。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种新的相对运动水力发电动力设备，以水为工质，收集利用惯性离心力产生的高速水流，在相对运动中低成本、大规模作功发电。
8.一种相对运动水力发电动力设备运行的方法，以水为工质，利用水力冲击水轮发电；利用惯性离心力将由转向进水管快速输送、由上方电动轴流水泵高效泵入的水流，让其在快速正转离心水轮内形成强劲高速水流，并让其从快速正转离心水轮周边反向喷出，冲击设置在下方的慢速反转水轮上的水斗式水轮机水斗，由此形成两具正、反转水轮双向作功，经变速箱联合驱动发电机发电。
9.所述转向进水管，是指一端固连正转水箱，另一端插入反转水箱浸水线以下吸收尾水，经半圆型变道后，最后按正转方向快速流入正转水箱的进水管。
10.所述变速箱，是指设置在发电机与慢速反转水轮之间，将慢速反转水轮上的动能传递给快速转动的发电机，还将快速正转离心水轮上的动能传递给发电机，同时让转向相反、转速不同的两具水轮互动的变速箱。
11.所述电动轴流式水泵，是指设置在快速正转离心水轮上部的正转水箱内，其水泵轴流式叶片位于高速进水水流的下方，同时又位于快速正转离心水轮负压区上方，从高压区向低压区泵水的高效水泵。
12.一种相对运动水力发电动力设备装置，它包括发电机，变速箱，传动轴，电动轴流式水泵，水斗式水轮机水斗，真空泵，快速正转离心水轮，离心导水板，正转水箱，自动闭合阀门，慢速反转水轮，反转水箱，离心水道，承重支柱，内圈环形钢梁，外圈环形钢梁，承重转
轮，井字形钢梁，喷水管，转向进水管，护管支架；所述转向进水管、喷水管多具设置。
13.在本发明中，在地面上竖装发电机，同时环绕发电机在地面设置内圈承重支柱与外圈承重支柱，内、外圈承重支柱上方设置环形钢梁，发电机之上设置传动轴，传动轴之上设置变速箱，变速箱之上设置传动轴，传动轴之上设置慢速反转水轮；慢速反转水轮底部四周设置承重转轮、让其并在内圈环形钢梁上进行反向运转，慢速反转水轮边部设置反转水箱，反转水箱与慢速反转水轮固连，反转水箱内侧固连设置水斗式水轮机水斗，水斗承受上方从在快速正转离心水轮周边的喷水管反向喷出的高速水流冲击，反转水箱中部设置离心水道，尾水经离心水道快速汇集反转水箱外侧，外侧浸水线以下有通连正转水箱的转向进水管插入。
14.慢速反转水轮上方设置传动轴，传动轴之上设置快速正转离心水轮，快速正转离心水轮底部设置井字形钢梁，井字形钢梁两端底部设置承重转轮，承重转轮在外圈环形钢梁上进行正向运转；快速正转离心水轮上方由上而下设置真空泵、电动轴流式水泵与正转水箱，正转水箱与快速正转离心水轮固连、两者同向同速运转；快速正转离心水轮内部设置离心导水板，快速正转离心水轮周边外壳反向设置多具喷水管，喷水管对准设置在下方慢速反转水轮边部的反转水箱内的水斗式水轮机水斗，向其喷射高速水流；转向进水管一端与正转水箱固连、由护管支架护持，形成半圆形状，另一端插入反转水箱外侧浸水线以下吸水；在正转水箱内，由转向进水管注入水流的方向、电动轴流泵叶轮的运转方向以及快速正转离心水轮的运转方向，三者方向完全一致。
15.所述转向进水箱、喷水管多具设置，是指可以是四具，也可以是八具，还可以是多于八具。
16.本发明采用一种相对运动水力发电动力设备的工艺方法与装置，以水为动力工质，利用水力冲击水轮发电；利用惯性离心力将由转向进水管快速输送、由上方电动轴流水泵高效泵入的水流，让其在快速正转离心水轮内形成强劲高速水流，并让其从快速正转离心水轮周边反向喷出，冲击设置在下方慢速反转水轮上的水斗式水轮机水斗，由此形成两具正、反转水轮双向作功，经变速箱联合驱动发电机发电；由此产生出大规模、低成本发电的技术效果。
附图说明
17.下面结合附图对本发明做详细描述。
18.图1是相对运动水力发电动力设备剖面结构示意图。
19.图2是相对运动水力发电动力设备平面结构示意图。
具体实施方式
20.参看图1、图2，本发明采用一种相对运动水力发电动力设备的工艺方法，以水为工质，利用水力冲击水轮发电；利用惯性离心力将由转向进水管快速输送、由上方电动轴流水泵高效泵入的水流，让其在快速正转离心水轮内形成强劲高速水流，并让其从快速正转离心水轮周边反向喷出，冲击设置在下方慢速反转水轮上的水斗式水轮机水斗，由此形成两具正、反转水轮双向作功，经变速箱联合驱动发电机发电。
21.所述转向进水管，是指一端固连正转水箱，另一端插入反转水箱浸水线以下吸收
尾水，经半圆型变道后，最后按正转方向快速流入正转水箱的进水管。
22.所述变速箱，是指设置在发电机与反转水轮之间，将慢速反转水轮上的动能变速传递给快速转动的发电机，还将快速正转离心水轮上的动能传递给发电机，同时让转向相反，转速不同的两具水轮互动的变速箱。
23.所述电动轴流式水泵，是指设置在快速正转离心水轮上部的正转水箱内，其水泵轴流式叶片位于高速进水水流的下方，同时又位于快速正转离心水轮负压区上方，从高压区向低压区泵水的高效水泵。
24.如图1与图2所示，本发明采用一种相对运动水力发电动力设备装置，它包括发电机，变速箱，传动轴，电动轴流式水泵，真空泵；快速正转离心水轮，正转水箱，离心导水板，慢速反转水轮，水斗式水轮机水斗，反转水箱，离心水道，承重支柱，内圈环形钢梁，外圈环形钢梁，承重转轮，井字型钢梁，喷水管，转向进水管，护管支架。
25.所述转向进水箱、喷水管多具设置，是指可以是四具，也可以是八具，还可以是多于八具。
26.本发明所述的相对运动水力发电动力设备利用上述方法加以实施：如图1、图2所示，一种相对运动水力发电动力设备装置，包括：发电机1，变速箱2，传动轴3，慢速反转水轮4，快速正转离心水轮5，真空泵6，电动轴流式水泵7，快速正转水箱8，反向喷水管9，转向进水管10，反转水箱11，水斗式水轮水斗12，离心水道13，护管支架14，内圈承重转轮15，井字形钢梁16，外圈承重转轮17，外圈环形钢梁18，内圈环形钢梁19，外圈承重支柱20，内圈承重支柱21，传动轴22，抽气管23，自动闭合阀门24，离心导水板25，传动轴26。
27.在本发明中，发电机1、外圈承重支柱20、内圈承重支柱21均设置在地面上，发电机1竖立设置，发电机1之上同轴心设置传动轴3，变速箱2，传动轴22，慢速反转水轮4，传动轴26，快速正转离心水轮5，电动轴流水泵7，真空泵6；内圈承重支柱21上设置环形钢梁19，慢速反转水轮4底部外沿设置承重转轮15，承重转轮15在内圈环形钢梁18上反向运转；外圈承重支柱20上设置外圈环形钢梁18，快速正转离心水轮5底部设置井字形钢梁16，井字形钢梁16承担快速正转离心水轮5及其以上部件重力，井字形钢梁16端部设置承重转轮17，承重转轮17在外圈环形钢梁18上进行正向运转；慢速反转水轮4的外端设置反转水箱13，反转水箱13与慢速反转水轮4固连，反转水箱13内侧下部固连设置水斗式水轮机水斗12，中部设置离心水道13，外侧浸水线内有转向进水管10插入取水；快速正转离心水轮5内部设置有离心导水板25，快速正转离心水轮5与正转水箱8之间设置自动开合阀门24，快速正转离心水轮周边设置有多具喷水管9，其喷水方向与快速正转离心水轮5转向相反，喷水管喷出的高速水流对准下方慢速反转水轮4上的反转水箱11内的水斗式水轮机水斗12。转向进水管一端与正转水箱8固连，并由护管支架14护持，转向进水管9作半圆形变道，另一端从反转水箱11取水，将高速水流按正转方向引入正转水箱8。
28.在本发明中，首先关闭快速正转离心水轮5内的自动闭合阀门24，启动真空泵6经抽气管23抽取正转水箱8内空气，然后，反转水箱11内的存水经转向进水管10转向流入正转水箱8；然后，开启自动闭合阀门24，关闭真空泵6，切断抽气管23，启动电动轴流水泵7，将水压入快速正转离心水轮5，水流依靠惯性离心力经离心导水板25在快速正转离心水轮5内形成高速、高压水流，经喷水管9反向喷向慢速反转水轮4上的水斗式水轮机水斗12，快速正转离心水轮5与慢速反转水轮4同时受高速水流驱动运转；在水斗式水轮机水斗12作功后形成
的尾水，经离心水道13加速，由转向进水管10吸入转向快速流入正转水箱8，如此实现工质水的循环流动；快速正转离心水轮5与慢速反转水轮4的转速、机械出力同时增大，慢速反转水轮4经传动轴22将动能传递给变速箱2，变速箱2再将动能变速后传递给传动轴3，传动轴3再将动能传递给发电机1；快速正转离心水轮5经传动轴26将动能传递给变速箱2、再经变速箱2传给传动轴3，最后传递给发电机1运转发电。
29.如图1与图2所示，本发明所述一种相对运动水力发电动力设备的使用操作程序如下：
30.一、让发电机1处于空载运行状态。
31.二、向慢速反转水轮4上的反转水箱11内输入设定的水量。
32.三、关闭快速正转离心水轮5与正转水箱8之间的自动闭合阀门24。
33.四、启动真空泵6，经抽气管23抽取正转水箱8内的空气。
34.五、在大气压力作用下，反转水箱11内的存水经转向进水管10进入正转水箱8。
35.六、正转水箱8内水满后，关闭真空泵6，断开抽气管23，同时打开自动闭合阀门24，然后，开启电动轴流式水泵7。
36.七、从反转水箱11源源不断流入正转水箱8的水流，经电动轴流水泵7施压、依靠惯性离心力形成高速水流后，从快速正转离心水轮5周边的喷水管9反向喷冲慢速反转水轮4上的水斗式水轮机水斗12。
37.八、快速正转离心水轮5与慢速反转水轮4同时受到高速水流的水力推动，同时加速运转，同时产生出巨大机械出力。
38.九、空载发电机1在快速正转离心水轮5与慢速反转水轮4共同驱动下，其转速达到设定转速之后，让发电机1负载发电。
39.十、动力设备停止运行前，关闭电动轴流式水泵7，同时关闭自动闭合阀门24，设备停止运行。
40.本发明采用一种相对运动水力发电动力设备的工艺方法与装置，以水为动力工质，利用水力冲击水轮发电；利用惯性离心力将由转向进水管快速输送、由上方电动轴流水泵高效泵入的水流，让其在快速正转离心水轮内形成强劲高速水流，并让其从快速正转离心水轮周边反向喷出，冲击设置在下方慢速反转水轮上的水斗式水轮机水斗，由此形成两具正、反转水轮双向作功，经变速箱联合驱动发电机发电，由此产生出大规模、低成本发电的技术效果。
41.本发明用途广泛，本发明在原理、工业和商业上的应用都包括在本发明权利要求范围内，任何在此基础上的改进技术都取自本发明的权利要求。

技术特征：
1.一种相对运动水力发电动力设备运行的方法，该方法采用水为工质，利用水力冲击水轮发电；其特征在于，利用惯性离心力将由转向进水管快速输送、由上方电动轴流水泵高效泵入的水流，让其在快速正转离心水轮内形成强劲高速水流，并让其从快速正转离心水轮周边反向喷出，冲击设置在下方的慢速反转水轮上的水斗式水轮机水斗，由此形成两具正、反转水轮双向作功，经变速箱联合驱动发电机发电。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在本发明中，所述转向进水管，是指一端固连正转水箱，另一端插入反转水箱浸水线以下吸收尾水，经半圆型变道后，最后按正转方向快速流入正转水箱的进水管。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在本发明中，所述变速箱，是指设置在发电机与慢速反转水轮之间，将慢速反转水轮上的动能传递给快速转动的发电机，还将快速正转离心水轮上的动能传递给发电机，同时让转向相反、转速不同的两具水轮互动的变速箱。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在本发明中，所述电动轴流式水泵，是指设置在快速正转离心水轮上部的正转水箱内，其水泵轴流式叶片位于高速进水水流的下方，同时又位于快速正转离心水轮负压区上方，从高压区向低压区泵水的高效水泵。5.一种相对运动水力发电动力设备装置，它包括发电机，变速箱，传动轴，电动轴流式水泵，水斗式水轮机水斗，真空泵，其特征在于，它还包括快速正转离心水轮，离心导水板，正转水箱，自动闭合阀门，慢速反转水轮，反转水箱，离心水道，承重支柱，内圈环形钢梁，外圈环形钢梁，承重转轮，井字型钢梁，喷水管，转向进水管，护管支架；所述转向进水管、喷水管多具设置。在本发明中，在地面上竖装发电机，同时环绕发电机在地面设置内圈承重支柱与外圈承重支柱，内、外圈承重支柱上方设置环形钢梁，发电机之上设置传动轴，传动轴之上设置变速箱，变速箱之上设置传动轴，传动轴之上设置慢速反转水轮；慢速反转水轮底部四周设置承重转轮、让其并在内圈环形钢梁上进行反向运转，慢速反转水轮边部设置反转水箱，反转水箱与慢速反转水轮固连，反转水箱内侧固连设置水斗式水轮机水斗，水斗承受上方从在快速正转离心水轮周边喷水管反向喷出的高速水流冲击，反转水箱中部设置离心水道，尾水经离心水道快速汇集反转水箱外侧，外侧浸水线以下有通连正转水箱的转向进水管插入。慢速反转水轮上方设置传动轴，传动轴之上设置快速正转离心水轮，快速正转离心水轮底部设置井字型钢梁，井字型钢梁两端底部设置承重转轮，承重转轮在外圈环形钢梁上进行正向运转；快速正转离心水轮上方由上而下设置真空泵、电动轴流式水泵与正转水箱，正转水箱与快速正转离心水轮固连、两者同向同速运转；快速正转离心水轮内部设置离心导水板，快速正转离心水轮周边外壳反向设置多具喷水管，喷水管对准设置在下方慢速反转水轮边部的反转水箱内的水斗式水轮机水斗，向其喷射高速水流；转向进水管一端与正转水箱固连、由护管支架护持，形成半圆形状，另一端插入反转水箱外侧浸水线以下吸水；在正转水箱内，由转向进水管注入水流的方向、电动轴流泵叶轮的运转方向以及快速正转离心水轮的运转方向，三者方向完全一致。6.根据权利要求5所述装置，其特征在于，在本发明中，所述转向进水箱、喷水管多具设置，是指可以是四具，也可以是八具，还可以是多于八具。

技术总结
本发明涉及一种相对运动水力发电动力设备，其技术特征在于，利用惯性离心力将由转向进水管快速输送、由上方电动轴流水泵高效泵入的水流，让其在快速正转离心水轮内形成强劲高速水流，并让其从快速正转离心水轮周边反向喷出，冲击设置在下方的慢速反转水轮上的水斗式水轮机水斗，由此形成两具正、反转水轮双向作功，经变速箱联合驱动发电机发电。经变速箱联合驱动发电机发电。经变速箱联合驱动发电机发电。


技术研发人员：易元明
受保护的技术使用者：吴桓勋
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2023/9/22