CN101813006A

CN101813006A - 多级喷射式反作用力圆盘发电系统

Info

Publication number: CN101813006A
Application number: CN200910037385A
Authority: CN
Inventors: 李贵祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-08-25

Abstract

本发明涉及一种发电技术，特别是多级喷射式反作用力圆盘发电系统，主要包括泄流管、喷射式反作用力圆盘发电机组、圆盘外壳，其特征是在多段相连的泄流管上设有多级喷射式反作用力圆盘发电机组。喷射式反作用力圆盘内设有1个或1个以上的喷流管，通过切向喷流的反作用力旋转发电。该系统以水、风或水蒸汽为动力。本发明突破现有的发电技术，通过利用流体的反作用力做功，同时最大限度地保持流体原有的动能、静压能、势能不被破坏，继续给下游的机器做功，从而达到多次反复利用流体的动能、静压能、势能做功的目的，使同一泄流管道中安装更多的发电机组成为可能。

Description

多级喷射式反作用力圆盘发电系统

技术领域

本发明涉及一种发电技术，特别是多级喷射式反作用力圆盘发电系统，该系统以水、风或水蒸汽为动力。

技术背景

现有的发电技术，如水力发电，无论是混流式水轮机、轴流式水轮机、切击式水轮机、冲击式水轮机还是斜流式水轮机，都是以牺牲水头的势能为代价，将势能转化为机械能，它们都有一个共同的特点：水流经水轮机做功后，上下游水流之间的连惯性被切断，水轮机做功的反作用力向上流传递，动能大大减弱，势能基本消失，且还会产生汽蚀等现象。将水流运动规律解释为空间三元流，其表达公式为

{

——水流绝对流速(相对于地球)；

——水流随转轮旋转牵连流速；

——水流沿叶片流动的相对流速}。所以现有的水电站大多是一次性利用水头的势能进行发电的.如中国专利文献号CN87103315A公开了一种多极发电方法，其特征是第一级水力发电后的水位差和流量，再作为第二级或多级水力发电的动能，该方法虽然是多极发电方法，但其本质上与一次性利用水头的势能发电并无差别。又如中国专利文献号CN1079535公开了一种切向射流力驱动回转式流体能-机械能转换装置，为一种将流体的压力能转换成机械能或电能的装置，其主要特征是：装置由一根输出轴，一个与输出轴一体的转子，两个设置在转子上的，沿切线方向射流的喷嘴等零件构成。压力流体沿轴向通道，径向通道，最后沿切向喷嘴反向高速喷出，高速射流的射流反作用力形成一个推动转子及输出轴一起转动的力偶矩，驱动转子及输出轴转动，完成将流体能转换成机械能的能量转换过程。该装置虽然是切向射流力驱动回转式流体-机械能转换器，且其工作原理及造型与辛格聂尔水力原动机相似，但由于其喷流嘴裸露在外面，如将其置于流体中旋转，会对流体产生较大的干挠，不利于在多级发电中应用。英国学者巴克斯和匈牙利人辛格聂尔分别于1745年和1750年提出了一种依靠水流反作用力工作的水力原动机。由于转轮进口没有导向部分，出口无回收动能的装置，因此能量利用率有限，效率只有50％左右。其技术被后来的新技术所淘汰。人类的历史注定是可以轮回重复的，一些被淘汰的技术同样可以被改造后重新利用，发展成为新的技术。本发明正是在辛格聂尔反作用力水轮原动机原理的基础上，发展成为一种反作用力喷射式圆盘转轮发电系统，从而可以有效地消除现有水轮机产生的挠流、上下游流体之间的连惯性被切断、反作用力向上游传递、流体动能势能明显减弱，及汽蚀等现象，最大限度地保留流体原有的流态和能量，使多极发电成为一种获取无尽清洁能源，提高发电效率的重要方法。

发明内容

本发明突破现有的发电技术，通过利用流体的反作用力做功，同时最大限度地保持流体原有的动能、静压能、势能不被破坏，继续给下游的机器做功，从而达到多次反复利用流体的动能、静压能、势能做功的目的，使同一泄流管道中安装更多的发电机组成为可能。

本发明所述多级反作用力喷射式圆盘转轮发电方法，所依据的是：管内流体向下的作用力，使圆盘在喷流管切向喷流的反作用力下旋转做功，同时圆盘也会对流体产生一个反作用力，但圆盘给流体产生的反作力并没有向上游传递，而只是迫使流体沿弧线平移了一段距离，一个平移运动的物体如果没有遇到任何阻力是不会耗费任何能量的，所以流体的主要流向没有被破坏，动能没有被明显削弱。同时由于圆盘只是在流体中旋转，所以没有给流体的运动造成太大的干挠。流体的各种能量得以最大程度的保留的同时，由于下级泄流管的过流截面与上级的一致，所以上下级泄流管中流体的流速是一致的。

基本原理说明：假设流体分子是一个正在做自由落体运动的圆球，中途经过若干个光滑的斜坡，圆球下落的过程中，并不会因为斜坡的存在而明显减速，而圆球经过每一个斜坡都要对其做功。因为流体，特别是水，其压力具有水平传递性，所以在水平的管道中，只要流体的主要流向不被破坏，上游与下游的联系不被切断，理论上每个流动中的流体分子都可以给每一个斜坡状的物体做功，流速不会因此明显降低。

能量的来源问题：在流体的位能、动能一定的前提下，多段式发电机是如果获得更多的能量的呢？主要是因为流体在向下游运动的过程中，圆盘内的流线形喷流管迫使流体产生了一个弧线形平移运动，在流体平移运动的过程中，产生了横向的作用力和反作用力。又因为流体向下流动只能产生上、下相反垂直的力，所以流体的平移运动并不会耗费流体向下运动的能量。物质运动的多向性，及其作用力和反作用力只能发生在同一直线上的特性，为我们寻找新能源提供了新的方向。

本发明是这样实现的：多级喷射式反作用力圆盘发电系统，该系统主要包括泄流管、喷射式反作用力圆盘发电机组、圆盘外壳，其特征是在多段相连的泄流管上设有多级喷射式反作用力圆盘发电机组。喷射式反作用力圆盘发电机组的数量因地制宜，从几个到数万个以上，以实现规模效益。喷射式反作用力圆盘内设有1个或1个以上的喷流管，通过切向喷流的反作用力旋转，喷流管管道呈螺旋状或弧线形或V形或L形或S形，均布在圆盘内。喷流管的入口设在圆盘的顶面或圆盘的四周或圆盘的内侧，出口设在圆盘的四周或内侧或底部。圆盘有外壳，设在上级泄流管与下级泄流管之间，壳的下端呈螺旋形或漏斗形或圆柱形。喷射式反作用力圆盘发电机组及盘壳串列、并列或错开排列在泄流管上，彼此之间间隔一定的距离，圆盘为圆柱形或圆锥形或铁饼状。为进一步提高发电效率，最后一级发电机组可改为混流式或其它形式(包括反作用力圆盘式)的发电机组。每个喷射式反作用力圆盘单独与一台发电机给成一个发电机组，或者，由若干个喷射式反作用力圆盘通过(链条、齿轮等)联接件、变速箱与一个发电机组成一个发电机组，多个发电机组组成发电机组群。

该发电系统以水为动力：利用水的自然落差发电；或用水泵将水抽至高处，人为制造落差发电；或在封闭的循环管道内，通过水泵增压，使管道内的水快速循环流动发电；或通过改造城市供水系统，在供水管道中增设喷射式反作用力圆盘发电机组发电。

或者，以风为动力：在封闭的循环管道内或两头开放式的管道内，通过鼓风机鼓风或涡轮增压机增压或抽风机抽风，使管道内的空气快速流动发电。

或者，以水蒸汽为动力：利用蒸汽机产生的高压蒸汽发电。

涡流是造成水头损失的重要原因之一，我们通过在圆盘外壳内或泄流管弯曲处增设导流叶片，可以减少涡流的产生。

根据本发明做的一些其它无明显效果提高的变通亦属本权利范围，如将泄流管一分为二，将圆盘外壳内的圆盘一分为二，将发电机设在圆盘外壳内，将后段的泄流管改粗，不规则排列圆盘内的喷流管，将多层圆盘改成多层梯状，将圆盘改成多边形、椭圆形、三角形、圆球形、方形、螺旋形等等。

附图说明

图1为本发明原理示意图1

图2为本发明原理示意图2

图3为本发明第一实施例结构示意图。

图4为本发明第二实施例结构示意图。

图5为本发明第三实施例结构示意图。

图6为本发明第四实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

原理示意图1

参见图1，假设流体分子是一个正在做自由落体运动的圆球，中途经过A、B、C、D个光滑的斜坡，圆球下落的过程中，并不会因为斜坡的存在而明显减速，而每只圆球都对A、B、C、D四个斜坡都要对其做功。因为流体，特别是水，其压力具有水平传递性，所以在水平的管道中，只要流体的主要流向不被破坏，上游与下游的联系不被切断，理论上每个流动中的流体分子都可以给每一个斜坡状的物体做功，流速不会因此明显降低。因此在特定的条件下，本发明的多级发电是成立的。

原理示意图2

参见图2，左图为辛格聂尔于1750年提出了一种依靠水流反作用力工作的水力原动机。右图为本发明所述的依靠流体反作用力工作的喷射式圆盘发电机。其基本原理是一样的，不同的是，本发明的反作用力圆盘在流体中旋转时，不会给流体造成太大的干挠，从而可以最大限度地保持流体的运动状态不被破坏，实现多级发电。

第一实施例

参见图3，图中所示为喷射式反作用力圆盘，包括圆盘本体(1)、喷流管(4)、喷流管入口(4.1)、喷流管出口(4.2)。图A表示流体(5)从圆盘中间内侧的入口进入弧线形喷流管，再从圆盘的周边出口切向喷出，喷流管的出口处与圆盘的周边形成较小的夹角，有利于减少喷流对圆盘外的流体的冲击，减少涡流的产生。图B表示喷流管的出口设在圆盘的底部，喷流管靠近圆盘周边有一段管的圆弧线与圆盘的周边弧度一致，有利于流体在圆盘下做圆周运动，减少涡流的产生。图C表示喷流管的出口在圆盘中间的内侧入口在圆盘的周边内。图D表示有多层喷流管的圆盘。

第二实施例

参见图4，图中所示反作用力圆盘、发电机(6)、泄流管(3)，左图表示圆盘内只有1条喷流管的情形，右图表示圆盘内有多条喷流管的情形。其余未述部分同第一实施例，不再重复。

第三实施例

参见图5，图中所示包括了喷射式反作用力圆盘、圆盘外壳(2)、发电机、泄流管，表示泄流管及发电机组为竖式，反作用力圆盘外面有外壳，外壳上面有发电机。圆盘及其外壳、发电机设在上段泄流管和下段泄流管之间。左图表示圆盘的外壳下端为漏斗形，右图表示圆盘的外壳下端为螺旋形或弧线形。其余未述部分同第一实施例，不再重复。

第四实施例

参见图6，图中表示泄流管为横排式，发电机组为横排式或竖式，多段相连的泄流管上设有多级喷射式反作用力圆盘发电机组，每一段的泄流管都是沿程均匀的，喷流管的过流截面的总和与泄流管的过流截面相当。发电机组的数量根据实际情况，从几个到数万个以上，以实现规模效益。其余未述部分同第一、第三实施例，不再重复。

Claims

1.一种多级喷射式反作用力圆盘发电系统，该系统主要包括泄流管(3)、喷射式反作用力圆盘发电机组、圆盘外壳(2)，其特征是在多段相连的泄流管上设有多级喷射式反作用力圆盘发电机组；喷射式反作用力圆盘内设有若干喷流管(4)，通过切向喷流的反作用力旋转发电；圆盘有外壳，设在上级泄流管与下级泄流管之间。

2.根据权利要求1所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是喷射式反作用力圆盘内设有1个或1个以上的喷流管道，喷流管管道呈螺旋状或弧线形或V形或L形或S形，均布在圆盘内，喷流管的入口(4.1)设在圆盘的顶面或圆盘的周边或圆盘的内侧，出口(4.2)设在圆盘的周边或圆盘的内侧或圆盘的底部。

3.根据权利要求1所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是上段与下段泄流管之间设有喷射式反作用力圆盘发电机组及圆盘外壳，喷射式反作用力圆盘发电机组之间间隔一定的距离。喷射式反作用力圆盘发电机组的数量因地制宜，从几个到数万个以上，以实现规模效益。

4.根据权利要求2和3所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是喷射式反作用力圆盘(1)为圆柱形或圆锥形或腰鼓形或环形或铁饼状。

5.根据权利要求3所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是最后一级发电机组为轴流式或其它形式(包括反作用力圆盘式)的发电机组。

6.根据权利要求1至5任一要求所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是每个喷射式反作用力圆盘单独与一台发电机(6)给成一个发电机组，或者，由若干个喷射式反作用力圆盘通过(链条、齿轮等)联接件、变速箱与一个发电机组成一个发电机组，多个发电机组组成发电机组群。

7.根据权利要求1至6任一要求所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是该发电系统以水为动力：利用水的自然落差发电；或用水泵将水抽至高处，人为制造落差发电；或在封闭的循环管道内，通过水泵增压，使管道内的水快速循环流动发电；或通过改造城市供水系统，在供水管道中增设喷射式反作用力圆盘发电机组发电。

或者，以水蒸汽为动力：利用蒸汽机产生的高压蒸汽发电。

8.根据权利要求1和3所述多级喷射式反作用力圆盘发电系统，其特征是通过对圆盘外壳的优化设计或在壳内增设导流叶片或在喷流管进口处和出口处增设导流叶片，以减少涡流的产生。