一种水气发电系统及方法与流程

本发明涉及水气发电领域，尤其涉及一种水气发电系统及方法。

背景技术：

1、风电、光伏等新能源发电装机规模成爆发式增长，然而随着风电、光伏等装机规模在整个电源侧的占比增长，然而，风电、光伏等需要特定的配套条件，如风电需要对地理位置进行挑选，如光伏需要选择日照强度较高的区域，又如，风电、光伏均需要占用较大的区域进行基础设施的建设等，应用存在限制。

2、抽水蓄能发电和压缩空气储能发电技术是比较成熟的大规模储能技术，为摆脱地理条件限制，国内外有学者提出将抽水蓄能和压缩空气储能技术结合，提出一种将水能与空气能联动控制以达到发电目的，但存在联动控制过程中压力波动的问题，影响后续发电效果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种水气发电系统及方法。

2、为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、在第一方面，本发明提供一种水气发电系统，包括气缸组件、水缸组件、发电机组、蓄水池、抽水组件组以及控制单元，气缸组件包括气缸，气缸的出气口设有气阀；水缸组件包括多个水缸，多个水缸之间相互连通，每一水缸的顶部与气缸的出气口连通，水缸的顶部还设有自动排气阀，每一水缸的底部设有水枪喷头以及第一调节阀，第一调节阀用于调节水枪喷头的水压；发电机组包括叶轮，多个水枪喷头朝向叶轮的周向间隔设置；蓄水池设置在发电机组的底部；抽水组件组包括至少一个抽水组件，抽水组件包括抽水缸、抽水活塞以及第一驱动单元，抽水活塞设置在抽水缸内，且可相对于抽水缸上下移动，第一驱动单元与抽水活塞连接，抽水缸与蓄水池连通，抽水缸的底部还与水缸连通；控制单元分别与第一调节阀、气阀、第一驱动单元电连接。

4、在一些实施例中，水缸的缸体内承装有气体以及液体，气体在重力作用下设置在液体上方，水缸组件还包括液位管、液位管传感器、第一压力表以及控制单元，液位管沿竖直方向设置在水缸的外部，液位管与水缸的缸体连通，液位管内设有指示球；液位传感器与指示球电连接；第一压力表设置在水缸的底部，第一压力表检测水缸的缸体压力；第二调节阀设置在水缸的底部；控制单元分别与液位传感器、第一压力表以及第二调节阀电连接，控制单元根据液位传感器的液位信息调节第一调节阀的开度，控制单元还根据第一压力表的压力分别调节自动排气阀以及第二调节阀的开度。

5、在一些实施例中，气缸组件还包括第二压力表、进气管、空压机以及排水管，第二压力表设置在气缸的外表面，第二压力表用于检测气缸的缸体内的压力；进气管与气缸的进气口连接；空压机与进气管连接，空压机给气缸输入气体；排水管设置在气缸的底部，排水管用于排出气缸的缸体内的液体。

6、在一些实施例中，发电机组包括发电机、主轴、轴承座以及轴承罩，发电机具有输入轴；主轴沿主轴的轴向依次分为第一连接部、第二连接部以及第三连接部，第二连接部与叶轮键槽连接，第三连接部突伸出叶轮并与输入轴传动连接；轴承座套设在第一连接部上；轴承罩包覆在轴承座的外部。

7、在一些实施例中，轴承罩上设有连接槽孔，第一连接部贯通连接槽孔置于轴承罩内；

8、发电机组还包括第二密封圈、梅花联轴器、梅花胶件以及第一密封圈，第二密封圈设置在连接槽孔的内侧壁上；梅花联轴器包括传动连接的第一连轴部以及第二连轴部，第一连轴部与第三连接部固定连接，第二连轴部与输入轴固定连接；梅花胶件设置在第一连轴部与第二连轴部的传动连接处；第一密封圈套设在输入轴与第二连轴部的连接处。

9、在一些实施例中，发电机组还包括吊环、接线盒以及保护罩，吊环设置在发电机的外部；接线盒设置在发电机的输出口处；保护罩设置在叶轮的外部，水枪喷头贯穿保护罩并朝向叶轮设置。

10、在一些实施例中，还包括层板组件，层板组件包括沿竖直方向间隔分布的第一层板、第二层板以及第三层板，层板组件还包括容置孔，容置孔依次贯通第一层板以及第二层板，容置孔内设有沿竖直方向设置的水缸组件以及发电机组，且发电机设置在第一层板与第二层板之间；蓄水池设置在第三层板上，且容置孔沿竖直方向的投影置于蓄水池内；第一驱动单元设置在第一层板上，抽水缸以及抽水活塞设置在第二层板上，第一驱动单元的输出端贯通第一层板，以与抽水活塞连接，或者，第一驱动单元设置在第二层板上，抽水缸以及抽水活塞设置在第三层板上，第一驱动单元的输出端贯通第二层板，以与抽水活塞连接。

11、在一些实施例中，抽水组件组的数量与水缸的数量一一对应，每一抽水组件组包括三个抽水组件，同一抽水组件组内的抽水组件设置在同一水平面上。

12、在一些实施例中，水缸的数量为三个，抽水组件组的数量为三个。

13、在第二方面，本发明还提供一种水气发电方法，适用于第一方面所述的系统，方法包括：

14、抽取蓄水池内的水输送至抽水缸，控制第一驱动单元将抽水缸内的水泵入水缸内；

15、获取气缸的气压值以及水缸的水压值，调节气阀与第一调节阀的开度，以使水缸内的水通过水枪喷头喷射至叶轮上，带动叶轮旋转。

16、采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：

17、本技术方案中，水气发电系统包括气缸组件、水缸组件、发电机组、蓄水池、抽水组件组以及控制单元，气缸组件包括气缸，水缸组件包括多个水缸，多个水缸之间相互连通，每一水缸的顶部与气缸的出气口连通，水缸的顶部还设有自动排气阀，每一水缸的底部设有水枪喷头以及第一调节阀，发电机组包括叶轮，多个水枪喷头朝向叶轮的周向间隔设置；抽水组件组包括至少一个抽水组件，抽水组件包括抽水缸、抽水活塞以及第一驱动单元，抽水活塞设置在抽水缸内，第一驱动单元与抽水活塞连接，抽水缸与蓄水池连通，抽水缸的底部还与水缸连通。利用第一驱动单元将蓄水池内的水持续抽入水缸内，控制气缸内的气体使其进入水缸内，水缸的缸体内气压与水压的共同作用下，水进入水枪喷头并喷射在叶轮上，从而带动叶轮旋转，进而是的发电机转子转动，实现水能的发电；这一过程中，水缸之间相互连通，则多个水缸之间的水压保持一致，气缸与多个水缸连通，多个水缸内的气压也保持一致，减少了水缸内压力的波动范围；同时，控制单元与第一调节阀、气阀以及第一驱动单元电连接，能够自动调节整个水电系统的压力大小，减少水缸内的气压与水压的波动次数与波动程度，并且，多个水枪喷头沿着叶轮的周向间隔设置，则叶轮在旋转过程中所承受的水的冲击力平均分布，叶轮能够平衡运转，减少叶轮受力不均带来的震动问题，延长了叶轮的使用寿命，同时也能够使得水缸内的水能能够得到最大化利用，实现了整个水电系统的高效运转。

技术特征：

1.一种水气发电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水气发电系统，其特征在于，所述水缸的缸体内承装有气体以及液体，所述气体在重力作用下设置在所述液体上方，所述水缸组件还包括：

3.根据权利要求1所述的水气发电系统，其特征在于，所述气缸组件还包括：

4.根据权利要求1所述的水气发电系统，其特征在于，所述发电机组包括：

5.根据权利要求4所述的水气发电系统，其特征在于，所述轴承罩上设有连接槽孔，所述第一连接部贯通所述连接槽孔置于所述轴承罩内；

6.根据权利要求4所述的水气发电系统，其特征在于，所述发电机组还包括：

7.根据权利要求4所述的水气发电系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的水气发电系统，其特征在于，所述抽水组件组的数量与所述水缸的数量一一对应，每一所述抽水组件组包括三个抽水组件，同一所述抽水组件组内的所述抽水组件设置在同一水平面上。

9.根据权利要求8所述的水气发电系统，其特征在于，所述水缸的数量为三个，所述抽水组件组的数量为三个。

10.一种水气发电方法，其特征在于，适用于权利要求1-9任一项所述的系统，所述方法包括：

技术总结本发明公开了一种水气发电系统以及方法，水气发电系统包括气缸组件、水缸组件、发电机组、蓄水池、抽水组件组以及控制单元，水缸的缸体内气压与水压的共同作用下，水进入水枪喷头并喷射在叶轮上，从而带动叶轮旋转，进而是的发电机转子转动，实现水能的发电；水缸之间相互连通，气缸与多个水缸连通，控制单元能够自动调节整个水电系统的压力大小，减少水缸内的气压与水压的波动次数与波动程度，多个水枪喷头沿着叶轮的周向间隔设置，则叶轮在旋转过程中所承受的水的冲击力平均分布，叶轮能够平衡运转，减少叶轮受力不均带来的震动问题，使得水缸内的水能能够得到最大化利用，实现了整个水电系统的高效运转。技术研发人员：李德胜受保护的技术使用者：闽侯水转圆科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18