專利名稱：水重力壓力發(fā)電方法及設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及水力發(fā)電領域，具體指一種利用水重力壓力發(fā)電的設備及 發(fā)電方法。
背景技術(shù)：
在當今能源供應緊張、環(huán)境壓力加劇、煤炭儲備有限、采掘成本加大的 情況下，大力開發(fā)利用再生資源已經(jīng)成為基本國策。由于地球氣候變暖、環(huán)境惡化，全世界 都在為提高自然資源的利用率而不懈努力。在中國，有一種世界存儲量第一且最具開發(fā)潛 力，又最易開發(fā)利用的可再生能源一直沒有得到廣泛關注，也沒有被有效開發(fā)利用，那就是 我國廣泛存在的江河水流中的“水體流動水能資源”。我國擁有廣泛分布的江河水流，其中水體流量較大、水位落差大的江河都被開發(fā) 成大型水力發(fā)電站，而大型水力發(fā)電站所利用的水位落差發(fā)電技術(shù)需要修筑水壩，且水壩 需要達到一定高度才能利用水的落差，由水沖動渦輪機葉片轉(zhuǎn)動來形成機械能發(fā)電，這種 技術(shù)工程量較大，工期較長，且對水位的要求較高，在實施時也無法在一定的江河段上設置 多個水壩來進行發(fā)電，具有一定的局限性。大量流量小、水位落差不達標的江河無法得到有 效利用，其水資源被白白浪費掉。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供一種水重力壓力發(fā)電方法及設備，目的在于可以利用水自 然向下移動的重力壓力發(fā)電，提高水流量資源發(fā)電的經(jīng)濟效益和效率。技術(shù)方案水重力壓力發(fā)電設備，其特征在于所述設備包括帶有下行坡度和上行坡度的雙 軌圓環(huán)鐵路線、在雙軌圓環(huán)鐵路線上行駛的水槽車廂；其中雙軌圓環(huán)鐵路線上鋪設有壓板， 壓板與雙軌圓環(huán)鐵路線之間有5° 20°的傾斜角，雙軌圓環(huán)鐵路線與壓板的傾斜角中間 設置有彈簧，壓板與力桿連接，力桿與增速機受力臂桿連接，增速機受力臂桿與增速機連 接，且呈水車狀排列；增速機與發(fā)電機連接，發(fā)電機與控制器連接，控制器連接電網(wǎng)；水槽 車廂包括車廂和安裝在車廂下的車輪。所述力桿為豎直向下放置。所述雙軌圓環(huán)鐵路線由兩條單軌道組成，每條單軌道上均設置有兩排壓板，壓板 沿單軌道面的兩側(cè)排列。每節(jié)車廂下的車輪為兩排，每排為4個，且相鄰兩個車輪之間相切。在雙軌圓環(huán)鐵路線頂端修筑有帶水間門的水庫，水庫的位置位于通過雙軌圓環(huán)鐵 路線頂端的水槽車廂的上方。如權(quán)利要求1所述水重力壓力發(fā)電設備的發(fā)電方法，其特征在于所述方法為在 水位下方修一條雙軌圓環(huán)鐵路線，雙軌圓環(huán)鐵路線帶有下行坡度和上行坡度，帶有車輪和 車廂的水槽車廂在雙軌圓環(huán)鐵路線上行駛；當水槽車廂行駛到水位下方時，車廂內(nèi)灌滿水， 由于水槽車廂的重量產(chǎn)生一個向下滑動的分力，此時水槽車廂開始沿下行坡度行駛，當行 駛到最低端時，車廂內(nèi)水放出，空的車廂被后面的裝滿水的車廂推拉著沿雙軌圓環(huán)鐵路線 的上行坡度行駛到水位下方，再次接滿水后沿下行坡度行駛，如此反復循環(huán)，形成機械工作
3鏈；當水槽車廂行駛時，車輪對雙軌圓環(huán)鐵路線上的壓板施加壓力，通過多個等距離車輪的 作用，使壓板往復運動，并通過力桿、增速機受力臂桿，將作用在壓板上的力傳遞給增速機 形成機械能，直到帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電。優(yōu)點及效果本發(fā)明技術(shù)方案充分利用水在移位中的動能和壓力能，比傳統(tǒng)的水 位落差沖動轉(zhuǎn)輪機發(fā)電功效大得多，在流量、流速相等的條件下，水的重量壓力發(fā)電量比水 位落差發(fā)電量高出5倍以上。在江河水流量的利用上，該技術(shù)不需要很高的水位落差，在一 條河道上可以修筑多個水庫，可提高河道水流量利用率幾十倍，且該技術(shù)經(jīng)濟效益高，清潔 環(huán)保，充分利用大自然的水流動的能量，具有非常廣泛的應用前景和發(fā)展前景。


圖1為水重力壓力發(fā)電設備全景示意圖；圖2為雙軌圓環(huán)鐵路線示意圖；圖3為水重力壓力發(fā)電設備俯視圖；圖4為水重力壓力發(fā)電設備側(cè)視圖；圖5為水重力壓力發(fā)電設備壓板工作示意圖；圖6為水重力壓力發(fā)電設備水槽車廂受力圖；圖7為水重力壓力發(fā)電設備增速機受力示意圖；圖8為海潮水重力壓力發(fā)電示意圖；附圖標記說明1、雙軌圓環(huán)鐵路線 2、水槽車廂 3、單軌道4、壓板5、彈簧6、力桿 7、增 速機8、增速機受力臂桿9、水庫10、發(fā)電機11、控制器12、電網(wǎng)13、車輪14、水 閘門15、車廂F、水槽車廂受力P、水槽車廂受力 e、車廂與地面夾角A、雙軌圓環(huán)鐵 路線最低點D、海平面。
具體實施例方式水重力壓力發(fā)電是指利用水在自然移位中將豎直向下的重力壓力通過機械連桿 傳動做功產(chǎn)生機械能，機械帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子或定子轉(zhuǎn)動發(fā)電。水重力壓力發(fā)電又稱水零落差發(fā)電，該技術(shù)方法的發(fā)明又不同于現(xiàn)有的水位落差 發(fā)電?，F(xiàn)有的水位落差發(fā)電必須要建筑水壩，達到一定的高度，由水沖動渦輪機葉片轉(zhuǎn)動形 成機械能發(fā)電。而水重力壓力發(fā)電是利用在高位的江河或水庫的水自然向下移動的重力壓 力做功發(fā)電，不需要很高的水位，在一定的江河段上可設定若干個水重力壓力采集點，也就 是若干個水重力壓力發(fā)電站。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明圖1為水重力壓力發(fā)電設備全景示意圖，如圖所示，所述設備包括帶有下行坡度 和上行坡度的雙軌圓環(huán)鐵路線1、在雙軌圓環(huán)鐵路線1上行駛的水槽車廂2 ；其中雙軌圓環(huán) 鐵路線1上鋪設有壓板4，壓板4與雙軌圓環(huán)鐵路線1之間有5° 20°的傾斜角，雙軌圓 環(huán)鐵路線1與壓板4的傾斜角中間設置有彈簧5，壓板4與豎直向下放置的力桿6連接，力 桿6與增速機受力臂桿8連接，增速機受力臂桿8與增速機7連接，且呈水車狀排列；增速 機7與發(fā)電機10連接，發(fā)電機10與控制器11連接，控制器11連接電網(wǎng)12 ；水槽車廂2包
4括車廂15和安裝在車廂15下的車輪13 ；每節(jié)車廂15下的車輪13為兩排，每排為4個，且 相鄰兩個車輪13之間相切。在雙軌圓環(huán)鐵路線1頂端修筑有水庫9，水庫9的位置位于通過雙軌圓環(huán)鐵路線1 頂端的水槽車廂2的上方。A點為雙軌圓環(huán)鐵路線1最低端，水槽車廂2行駛到A點時將水放出。圖2為雙軌圓環(huán)鐵路線示意圖，如圖所示，雙軌圓環(huán)鐵路線1由兩條單軌道3組 成，每條單軌道3上均設置有兩排壓板4，壓板4沿單軌道3兩側(cè)排列。圖3為水重力壓力發(fā)電設備俯視圖，如圖所示，水槽車廂2在雙軌圓環(huán)鐵路線1上 成圓周狀行駛，且水槽車廂2排滿整個雙軌圓環(huán)鐵路線1。當水槽車廂2到達水庫9下方 時，車廂15接滿水；當水槽車廂2行駛到雙軌圓環(huán)鐵路線1的最低點A時，車廂15內(nèi)的水 放出成為空車廂，然后在后面仍然裝滿水的車廂15的推擠下沿雙軌圓環(huán)鐵路線1得上行坡 度繼續(xù)行駛，回到水庫9處再次接滿水，如此循環(huán)，形成機械工作鏈。圖4為水重力壓力發(fā)電設備側(cè)視圖，如圖所示，雙軌圓環(huán)鐵路線1帶有坡度，高端 為水庫9，最低端A處為水槽車廂2放水的地方。圖5為水重力壓力發(fā)電設備壓板工作示意圖，如圖所示，壓板4與單軌道3之間有 5° 20°的傾斜角，壓板4與力桿6連接，力桿6與增速機受力臂桿8連接，增速機受力臂 桿8與增速機7連接，且呈水車狀排列；增速機7與發(fā)電機10連接。圖6為水重力壓力發(fā)電設備水槽車廂受力圖，如圖所示，由于水槽車廂2的重量產(chǎn) 生一個向下滑動的分力F，這個分力F大于壓板4對水槽車廂2產(chǎn)生的阻力，此時水槽車廂 2開始沿下行坡度行駛。圖7為水重力壓力發(fā)電設備增速機受力示意圖，如圖所示，當水槽車廂2行駛時， 車輪13對雙軌圓環(huán)鐵路線1上的壓板4施加壓力，通過多個等距離車輪13的作用，使壓板 4往復運動，并通過力桿6、增速機受力臂桿8，將作用在壓板4上的力傳遞給增速機7形成 機械能。圖8為海潮水重力壓力發(fā)電示意圖，如圖所示，在雙軌圓環(huán)鐵路線1上方修筑有一 個帶有水閘門14的水庫9，當漲潮時，水庫9的水閘門14開啟，將海水引入到水庫9中后 關閉水間門14 ；此時水庫中的水就可以用來填滿水槽車廂2，使水槽車廂2沿雙軌圓環(huán)鐵路 線1行駛，當滿水槽車廂2行駛到雙軌圓環(huán)鐵路線1最低端A時，水槽車廂2內(nèi)的水放出， 空的水槽車廂2被后面的裝滿水的水槽車廂2推著沿雙軌圓環(huán)鐵路線1的上行坡度行駛到 水庫9下方，如此循環(huán)。所述水重力壓力發(fā)電設備的發(fā)電方法為在水位下方修一條雙軌圓環(huán)鐵路線1， 雙軌圓環(huán)鐵路線1帶有下行坡度和上行坡度，帶有車輪13和車廂15的水槽車廂2在雙軌圓 環(huán)鐵路線1上行駛；當水槽車廂2行駛到水位下方時，車廂15內(nèi)灌滿水，由于水槽車廂2的 重量產(chǎn)生一個向下滑動的分力，此時水槽車廂2開始沿下行坡度行駛，當行駛到最低端時， 車廂15內(nèi)水放出，空的車廂15被后面的裝滿水的車廂15推著沿雙軌圓環(huán)鐵路線1的上行 坡度行駛到水位下方，再次接滿水后沿下行坡度行駛，如此反復循環(huán)，形成機械工作鏈；當 水槽車廂2行駛時，車輪13對雙軌圓環(huán)鐵路線1上的壓板4施加壓力，通過多個等距離車 輪13的作用，使壓板4往復運動，并通過力桿6、增速機受力臂桿8，將作用在壓板4上的力 傳遞給增速機7形成機械能，直到帶動發(fā)電機10轉(zhuǎn)動發(fā)電。
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為了提高轉(zhuǎn)速并使轉(zhuǎn)速連續(xù)平穩(wěn)，本技術(shù)采用了雙壓板4、雙力桿6結(jié)構(gòu)，交替對 增速機7作用，使之快速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，增速機7的作用就是增加一定的轉(zhuǎn)速來滿足發(fā)電機10 的工作需要。水槽車廂2的運行速度由水庫9的出水量來控制。
權(quán)利要求
水重力壓力發(fā)電設備，其特征在于所述設備包括帶有下行坡度和上行坡度的雙軌圓環(huán)鐵路線(1)、在雙軌圓環(huán)鐵路線(1)上行駛的水槽車廂(2)；其中雙軌圓環(huán)鐵路線(1)上鋪設有壓板(4)，壓板(4)與雙軌圓環(huán)鐵路線(1)之間有5°～20°的傾斜角，雙軌圓環(huán)鐵路線(1)與壓板(4)的傾斜角中間設置有彈簧(5)，壓板(4)與力桿(6)連接，力桿(6)與增速機受力臂桿(8)連接，增速機受力臂桿(8)與增速機(7)連接，且呈水車狀排列；增速機(7)與發(fā)電機(10)連接，發(fā)電機(10)與控制器(11)連接，控制器(11)連接電網(wǎng)(12)；水槽車廂(2)包括車廂(15)和安裝在車廂(15)下的車輪(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水重力壓力發(fā)電設備，其特征在于所述力桿(6)為豎直向下 放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水重力壓力發(fā)電設備，其特征在于所述雙軌圓環(huán)鐵路線(1) 由兩條單軌道(3)組成，每條單軌道(3)上均設置有兩排壓板(4)，壓板(4)沿單軌道(3) 面的兩側(cè)排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述水重力壓力發(fā)電設備，其特征在于每節(jié)車廂(15)下的車輪 (13)為兩排，每排為4個，且相鄰兩個車輪(13)之間相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述水重力壓力發(fā)電設備，其特征在于在雙軌圓環(huán)鐵路線(1)頂 端修筑有帶水閘門(14)的水庫(9)，水庫(9)的位置位于通過雙軌圓環(huán)鐵路線⑴頂端的 水槽車廂(2)的上方。
6.如權(quán)利要求1所述水重力壓力發(fā)電設備的發(fā)電方法，其特征在于所述方法為在 水位下方修一條雙軌圓環(huán)鐵路線(1)，雙軌圓環(huán)鐵路線(1)帶有下行坡度和上行坡度，帶有 車輪(13)和車廂(15)的水槽車廂(2)在雙軌圓環(huán)鐵路線(1)上行駛；當水槽車廂(2)行 駛到水位下方時，車廂(15)內(nèi)灌滿水，由于水槽車廂(2)的重量產(chǎn)生一個向下滑動的分力， 此時水槽車廂(2)開始沿下行坡度行駛，當行駛到最低端時，車廂(15)內(nèi)水放出，空的車廂 (15)被后面的裝滿水的車廂(15)推拉著沿雙軌圓環(huán)鐵路線(1)的上行坡度行駛到水位下 方，再次接滿水后沿下行坡度行駛，如此反復循環(huán)，形成機械工作鏈；當水槽車廂(2)行駛 時，車輪(13)對雙軌圓環(huán)鐵路線⑴上的壓板⑷施加壓力，通過多個等距離車輪(13)的 作用，使壓板(4)往復運動，并通過力桿(6)、增速機受力臂桿(8)，將作用在壓板(4)上的 力傳遞給增速機(7)形成機械能，直到帶動發(fā)電機(10)轉(zhuǎn)動發(fā)電。
全文摘要
水重力壓力發(fā)電方法及設備，設備包括雙軌圓環(huán)鐵路線、在鐵路線上行駛的水槽車廂；雙軌圓環(huán)鐵路線上均設置壓板，雙軌圓環(huán)鐵路線與壓板之間設置彈簧，壓板與力桿連接，力桿與增速機受力臂桿連接，增速機受力臂桿與增速機傳動齒連接，且呈水車狀排列；增速機傳動齒與發(fā)電機轉(zhuǎn)軸連接，發(fā)電機與控制器連接水槽車廂下安裝有車輪，車輪在雙軌圓環(huán)鐵路線上行駛，壓動彈簧壓板做功形成機械鏈。其發(fā)電方法為利用水在自然移位中將豎直向下的重力壓力通過機械連桿傳動做功產(chǎn)生機械能，機械帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子或定子轉(zhuǎn)動發(fā)電。通過本發(fā)明技術(shù)方案的實施，可以在江河水位不等的地段設置多個發(fā)電站，重復利用水資源發(fā)電。
文檔編號F03G3/00GK101852191SQ20101018569
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者嚴士才, 嚴川, 葉秋潔, 孔文 申請人:嚴士才