[发明专利]浮力转换压力的发电装置

说明书

技术领域

本发明属于水力发电领域，涉及一种水力发电装置，尤其涉及一种利用浮力转换成压力的发电装置。

技术背景

现有的水力发电基本都是利用水的落差产生的动力作为动力源进行发电，这就要求有相适应的地理条件和水文环境才能实现，因此，水力发电受到地理环境和水文条件的制约。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中水力发电的缺点，提供一种不受地理环境和水文条件制约的，利用浮力转换成压力作为动力源的发电装置。

本发明利用浮力转换成压力的发电装置，包括竖井和略高于竖井的循环水池，该竖井的底部通过进水阀及管道与循环水池底部相通，竖井的底部还过出水阀及管道与发电机的动力装置连通所述竖井内设置有活塞，活塞的底部外围设有活动式密封装置。为了确保活塞能够浮于水面，活塞的质量/体积应小于1(即水的密度)。

所述活动式密封装置包括固定在活塞底部的由电动液压推杆控制的伞形结构骨架和固定在伞形结构骨架外围的弹性密封环。弹性密封环在电动液压装置的控制下可以打开和收合，以实现浮力与压力的转换。

所述竖井的底部设置有四个限位桩，一方面，限定活塞的位移下限，另一方面，对弹性密封环起到保护作用。

所述活塞的上下外壁各设置有弹性限位轮，以保持活塞始终与竖井的内壁相接触，保证活塞在竖井的中心稳定运行。

本发明的工作原理是：打开进水阀，循环水池中的水在空气压力作用下进入竖井，竖井内的活塞随着竖井内水位上升的上升而上升。当竖井内的水位上升，活塞达到最高位时，关闭进水阀，打开活塞底部的密封环，这时整个活塞在重力作用下，由浮在水面的状态改变成向下压的压力状态。打开出水阀，竖井内的水在活塞压力的作用下沿出水管道通向发电机，作为发电机的动力源进行发电，然后经循环水池流入另一个处于上浮状态的竖井，一台发电机由多个竖井配套供给动力，使其达到不间断的发电的目的。当活寒到达底部限位桩的位置时，关闭出水阀，打开密封环，然后打开进水阀，循环水池里的水在空气压力的作用下由底部进入竖井，竖井内的活塞随着水位的上升而上升，当到达最高位时时，关闭进水阀。如此往复循环运行，以实现发电机的连续发电。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明的竖井及循环水池均由钢筋混凝土构筑于地下，利用活塞和空气压力，将浮力转换成压力作为发电机的动力源进行发电，使水利发电不受地理环境和水文条件的制约，可根据需要随时随地建立发电设施进行发电，适应性强，有利于推广应用。

2、本发明采用人工方式形成水位落差，适应于中小型发电站的建设，可建设1～5万千瓦机组的发电站。

3、本发明的运行成本低，发电效率高，可实施全年365天部间断发电。

4、本发明没有废水、废气的排放，绿色环保。

附图说明

图1为本发明的发电装置的结构示意图

图2为本发明活动式密封装置的结构示意图

具体实施方式

一种利用浮力转换成压力的发电装置，由钢筋混凝土构筑于地下的竖井1循环水池2两部分组成，其中循环水池2的位置略高于竖井1。竖井的内壁要求耐压，光滑器精度要高，可采用不锈钢板材进行覆裹竖井内壁。竖井1的底部通过进水阀6及管道与循环水池2底部相通；竖井1的底部同时还通过出水阀7及管道与发电机8的动力装置连通。

竖井1内设置有由混凝土构筑的活塞3，且活塞的质量/体积比小于1，以保证其能浮于水面；在活塞的上下外壁周围均匀设置有弹性限位轮10，以保证活塞在竖井的中心稳定运行；活塞3的底部由固定螺栓12、13固定有由电动液压推杆11控制的伞形结构骨架9，伞形结构骨架9在电动液压推杆11的控制下可实现打开和收合；伞形结构骨架9的外围设置有弹性密封环4；在竖井1的底部设置有活塞限位桩5。

工作时，打开进水阀6，循环水池2中的水在空气压力作用下进入竖井1，竖井内的活塞3随着竖井内水位上升的上升而上升。当活塞上升到最高位时，关闭进水阀，并通过液压机构打开活塞底部的密封环4，活塞在重力作用下由浮在水面的状态改变为向下压的压力状态。打开出水阀7，竖井2内的水在活塞压力的作用下沿出水管道通向发电机8，作为发电机的动力源进行发电；然后经循环水池流入另一个处于上浮状态的竖井(一台发电机由多个竖井配套供给动力，使其达到不间断的发电的目的)。当活寒3到达底部限位桩5的位置时，关闭出水阀7，打开密封环4和进水阀6，循环水池2中的水在空气压力的作用下进入竖井2，竖井内的活塞随着水位的上升而上升。如此往复循环运行，以实现发电机的连续发电。