水力固体介质发电装置的制作方法

本发明是一种利用流动的液体或气体进行储能发电的技术，具体是一种水力固体介质发电装置。

背景技术：

1、对于流速流量较小，或者流速流量变化较大的河流，气流（风）来说，要稳定地推动一台发电机组正常发电是很不现实的，当流速较小时可能不足以推动水车机转动，发不出电，只能让水流白白地流走，当流速较大时可能又会使得水车机转动过快。除了少数大江大河外，绝大多数的河流都属于流速流量不稳定的情况，很难稳定地利用其水力资源。使得生活在小河小溪流域的人们难以利用这种资源。风的情况可以随着大风车发电技术的成熟，利用水平有较大改善。但也还有较大的开发空间。

2、另一方面，现有的水车发电机，无论是轴流式还是离心式发电机都存在一个气蚀问题，使得发电的效率不能充分发挥。气蚀是一个世界性难题，目前只能在某种程度上减轻并不能从根本上消除。由于水流在绕过水车机的曲线叶面时会产生负压，使得部分水分子汽化成气泡混在水流中，当众多的小气泡聚集成大气泡后水车机内部的负压较会增大，给正常的水流产生相反的推力，相当于给水车机“采了刹车”，从而降低了发电的效力。

3、不仅如此，气蚀由于产生的负压会伴生内部的电化学反应，从而腐蚀水车机的金属叶片，大大降低了水车机的使用寿命，增加水车转动的不平衡性，产生剧烈振动，增加机组的故障率，停机停产。总之气蚀的危害是很大的。

4、气蚀的根本原因在于发电的介质是水，水分子在低压情况下必然产生汽化。如果有一个办法能够将液体的介质改为固体，那么，这个问题就可以从根本上得到解决。可是，目前还没有这样的技术出现。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种水力固体介质发电装置，使之能够利用水力的自然动力将固体介质提升到高处形成势能，再由这些有势能的固体介质来推动发电机，从而避免气蚀问题的产生，以此克服现有技术的问题，同时提高中小河流水力资源的利用水平。

2、本发明提出的这种水力固体介质发电装置，它有水流驱动的水车、低位仓、高位仓和输送带，其特征在于输送带安装在低位仓和高位仓之间，并由水力驱动输送带将固体介质从低位仓输送到高位仓，高位仓下安装发电机，高位仓中的固体介质流经发电机发电。

3、所述固体介质是固体颗粒，特别是流动性好的铁质砂、石质砂等。

4、所述铁质砂或石质砂为球形颗粒砂，是一些大小相同或大小搭配的砂粒群。

5、为石质砂粒时，其密度大于水。

6、所述固体介质中混入润滑油以增加粒群的流动性，同时减轻对发电机叶轮的磨损。

7、所述输送带上有斗勺，以便将固体介质稳定的运送到高位仓。

8、发电机和低位仓之间有自流管，让发电后的固体介质自动流到低位仓，以便形成介质循环流动。

9、所述水车安装在河岸边，其转轴安装在两个轴承上，其转轴上还装有主链轮，主链轮通过链条和输送带首轮上的从链轮连接传动。

10、所述高位仓的容积大于低位仓，以便存储更多的固体介质发电。

11、所述高位仓和低位仓均为漏斗状结构，其斗底处设调节阀，以便调整进入发电机的流量和输送量。正常情况下，输送带的输送量应大于发电机的流出量，以便循环平衡。

12、本发明的工作原理如下：

13、水车在河流的作用下转动，进而带动输送带转动，将固体介质从低位仓运送到高位仓存储形成势能，打开高位仓调节阀，固体介质就经管道流进发电机，发电机转动发电，固体介质流出发电机后又经自流管流到低位仓缓存，低位仓也是一个漏斗结构的仓斗，固体介质能够自动流向输送带形成固体介质的循环流。

14、由于固体介质选用流动性好的铁质或石质球状颗粒，粒群内部有孔隙，透气性好，在绕过发电机叶轮时不会产生负压，不会产生气蚀，不会给发电机“采刹车”，因而发电效率高，不会产生电化学反应，避免了对发电机叶轮的损坏，又在润滑油作用下，减轻了磨损。从而大大延长了发电机组的使用寿命。

15、由于固体介质的比重（密度）较水大，对发电机叶轮的推力强劲，发电的效率自然高。

16、本发明是一种储能式发电装置，对于中小型河流，即使水头较小，也可以通过人为适当抬高水头，推动水车转动，就能将固体介质提升到高位仓存储起来，枯水季节做应急式供电。

17、因此，本发明利用水力的自然动力将固体介质提升到高处形成势能，再由这些有势能的固体介质来推动发电机，从而避免气蚀问题的产生，克服了现有技术的问题，同时提高了中小河流水力资源的利用水平。本发明还适用于对现有水力发电站的改造以解决气蚀问题。

技术特征：

1.一种水力固体介质发电装置，它有水流驱动的水车、低位仓、高位仓和输送带，其特征在于输送带安装在低位仓和高位仓之间，并由水力驱动输送带将固体介质从低位仓输送到高位仓，高位仓下安装发电机，高位仓中的固体介质流经发电机发电。

2.根据权利要求1所述水力固体介质发电装置，其特征在于固体介质是固体颗粒，特别是流动性好的铁质砂、石质砂等。

3.根据权利要求2所述水力固体介质发电装置，其特征在于铁质砂或石质砂为球形颗粒砂，是一些大小相同或大小搭配的砂粒群。

4.根据权利要求2或3所述水力固体介质发电装置，其特征在于为石质砂粒时，其密度大于水。

5.根据权利要求1所述水力固体介质发电装置，其特征在于固体介质中混入润滑油以增加粒群的流动性，同时减轻对发电机叶轮的磨损。

6.根据权利要求1所述水力固体介质发电装置，其特征在于输送带上有斗勺，以便将固体介质稳定的运送到高位仓。

7.根据权利要求1所述水力固体介质发电装置，其特征在于发电机和低位仓之间有自流管，让发电后的固体介质自动流到低位仓。

8.根据权利要求1所述水力固体介质发电装置，其特征在于水车安装在河岸边，其转轴安装在两个轴承上，其转轴上还装有主链轮，主链轮通过链条和输送带首轮上的从链轮连接传动。

9.根据权利要求1所述水力固体介质发电装置，其特征在于高位仓的容积大于低位仓，以便存储更多的固体介质发电。

10.根据权利要求1或9所述水力固体介质发电装置，其特征在于高位仓和低位仓均为漏斗状结构，其斗底处设调节阀，以便调整进入发电机的流量和输送量。

技术总结本发明提出了一种水力固体介质发电装置，它有水流驱动的水车、低位仓、高位仓和输送带，输送带安装在低位仓和高位仓之间，并由水力驱动输送带将固体介质从低位仓输送到高位仓，高位仓下安装发电机，高位仓中的固体介质流经发电机发电，固体介质是固体颗粒，特别是流动性好的球形铁质砂、石质砂等，固体介质中混入润滑油以增加粒群的流动性，同时减轻对发电机叶轮的磨损，输送带上有斗勺，以便将固体介质稳定的运送到高位仓，发电机和低位仓之间有自流管，让发电后的固体介质自动流到低位仓形成介质循环流动。本发明利用水力的自然动力将固体介质提升到高处形成势能来推动发电机，避免气蚀，克服了现有技术的问题，提高了中小河流水力资源的利用。技术研发人员：祝传荣受保护的技术使用者：祝传荣技术研发日：技术公布日：2024/7/11