一种小型聚能全流程液力发电站的制作方法

本发明主要涉及液力发电站相关，具体是一种小型聚能全流程液力发电站。

背景技术：

1、现有技术中的液力发电站是通过蓄能或储能的方式将水存储在一定高度，通过水头落差冲击水轮机带动发电机运行，现有技术中，利用谷电抽水蓄能发电的使用场景有限，需要流动的介质以及特定的地理位置。常规的水力发电站建设成本高，需要耗费巨大的财力修建。

2、常规的水力发电站液力的提升基本都是依靠于泵实现，然而在大流量、长管道内，受限于液力泵本身的性能以及扬程等缺陷，可能需要设置多组液力泵接力输送，能耗大、成本高，而采用活塞式输送结构，则需要将驱动活塞的相关机械结构一并设置在管道内，需要复杂的机械结构、维护不便、能耗高且不利于管道的布置。

技术实现思路

1、为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种小型聚能全流程液力发电站，无需构建传统水电庞大的基础设施，用封闭管道即可实现液力介质持续循环发电。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种小型聚能全流程液力发电站，包括由左竖管道、右竖管道、上横管道以及下横管道形成的封闭式液力循环管道，在所述左竖管道上部设置磁力提升装置，在所述右竖管道上部设置磁流体加速器，在所述右竖管道下部设置涡轮机，在所述涡轮机外部设置发电机，所述循环管道内的液力介质为导电液力介质，液力介质由磁力提升装置提升，经磁流体加速器加速后冲击涡轮机的转子转动，由涡轮机的转子通过磁力耦合器驱动发电机运行。

4、进一步，液力介质在左竖管道内通过磁力提升装置向上提升，通过上横管道进入右竖管道，在右竖管道内通过重力以及磁流体加速器加速后在右竖管道底部驱动涡轮机运行，之后通过下横管道返回至左竖管道形成循环。

5、进一步，所以提升装置包括液力管道、活塞、耦合导向架以及驱动轴；

6、其中，所述液力管道用于与左竖管道对接，活塞设置于液力管道内且与液力管道滑动配合，活塞中间设置单向阀，活塞向下运动时单向阀打开使液力介质进入活塞上部的液力管道内，活塞向上运动时单向阀封闭使活塞上部液力管道内的液力介质向上提升；

7、所述耦合导向架套设于液力管道外部，耦合导向架能够在驱动轴作用下沿液力管道长度方向往复升降运动，在活塞上设置第一永磁体，在耦合导向架上设置第二永磁体，耦合导向架升降运动时通过第一永磁体以及第二永磁体之间的磁力驱动活塞同步运动。

8、进一步，所述第一永磁体为多个，沿活塞外圈周向均匀布置，所述第二永磁体为多个，沿耦合导向架周向均匀布置。

9、进一步，所述耦合导向架通过若干个导向柱实现导向支撑，耦合导向架与导向柱之间滑动配合。

10、进一步，所述驱动轴两侧分别设置一组磁力推动件，每组磁力推动件均包括多个沿驱动轴轴向设置的斜置永磁体，所述耦合导向架上还设置有第三永磁体，所述磁力推动件的斜置永磁体能够对耦合导向架的第三永磁体施加升降的斥力，且两侧的磁力推动件施加的斥力相反；

11、所述驱动轴连接有换向驱动件，所述换向驱动件用于使驱动轴换向进而使两组磁力推动件交替作用于第三永磁体实现耦合导向架的升降控制。

12、进一步，所述驱动轴设置两个，对称分布在耦合导向架两侧。

13、进一步，所述磁流体加速器包括加速管道，所述加速管道整体呈矩形结构，在加速管道内设置有多个矩形的加速通道，每个加速通道的两个相对长边之间施加有穿透的直流电力线，两个相对短边之间施加有穿透的磁力线，电力线与磁力线垂直，导电介质由加速管道一端进入加速通道后由加速管道另一端射出实现加速。

14、进一步，所述加速管道内的多个加速通道依次间隔阵列布置，在加速通道的两个相对长边上均设置电极板，一侧的电极板连接直流电源正极，另一侧的电极板连接直流电源负极，在加速通道的两个相对短边上设置磁钢，两侧的磁钢内侧分别为n极以及s极，通过电极板施加所述直流电力线，通过磁钢施加所述磁力线。

15、进一步，所述电极板设置于加速通道内壁上与导电液体介质接触，所述磁钢设置于加速通道外壁上不与导电液体介质接触。

16、本发明的有益效果：

17、1、本发明适用于10-400kw的发电站结构，相比于传统的水力发电站，无需构建传统水电庞大的基础设置，用封闭管道即可实现液力介质垂直持续循环，从而保证发电机的持续运行。

18、2、本发明将液力介质进行循环利用，液力介质消耗少，避免了液力介质的浪费。

19、3、本发明摒弃了传统的采用液力泵实现液力介质在管道内提升输送的方式，采用全新的机械式输送结构，在耦合导向架运动时通过磁力耦合带动管道内部的活塞运动实现液力介质的提升输送，相比于采用泵输送的方式，不受扬程限制，输送距离长，相比于传统机械方式，管道内部的活塞不直接与其他机械结构连接，因此驱动部分可全部设置在液力管道的外部，便于维护和拆装。

20、4、本发明主要的提升能量通过永磁体实现，仅需要较小的外部输入能量使驱动轴转向即可实现管道内部活塞的升降控制，结构稳定，能耗小。

21、5、本发明所涉及的加速器通过设置的相互垂直的磁力线以及直流电力线，在导电液力介质通过通道内的磁场以及电场时，能够被大幅度增速，从而实现导电液力介质在封闭管道内的高效加速，加速后的液力介质具有较高的可利用动能，整体结构简单、使用场景广泛。

技术特征：

1.一种小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，包括由左竖管道、右竖管道、上横管道以及下横管道形成的封闭式液力循环管道，在所述左竖管道上部设置磁力提升装置，在所述右竖管道上部设置磁流体加速器，在所述右竖管道下部设置涡轮机，在所述涡轮机外部设置发电机，所述循环管道内的液力介质为导电液力介质，液力介质由磁力提升装置提升，经磁流体加速器加速后冲击涡轮机的转子转动，由涡轮机的转子通过磁力耦合器驱动发电机运行。

2.根据权利要求1所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，液力介质在左竖管道内通过磁力提升装置向上提升，通过上横管道进入右竖管道，在右竖管道内通过重力以及磁流体加速器加速后在右竖管道底部驱动涡轮机运行，之后通过下横管道返回至左竖管道形成循环。

3.根据权利要求1所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述提升装置包括液力管道、活塞、耦合导向架以及驱动轴；

4.根据权利要求3所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述第一永磁体为多个，沿活塞外圈周向均匀布置，所述第二永磁体为多个，沿耦合导向架周向均匀布置。

5.根据权利要求3所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述耦合导向架通过若干个导向柱实现导向支撑，耦合导向架与导向柱之间滑动配合。

6.根据权利要求3所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述驱动轴两侧分别设置一组磁力推动件，每组磁力推动件均包括多个沿驱动轴轴向设置的斜置永磁体，所述耦合导向架上还设置有第三永磁体，所述磁力推动件的斜置永磁体能够对耦合导向架的第三永磁体施加升降的斥力，且两侧的磁力推动件施加的斥力相反；

7.根据权利要求6所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述驱动轴设置两个，对称分布在耦合导向架两侧。

8.根据权利要求1所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述磁流体加速器包括加速管道，所述加速管道整体呈矩形结构，在加速管道内设置有多个矩形的加速通道，每个加速通道的两个相对长边之间施加有穿透的直流电力线，两个相对短边之间施加有穿透的磁力线，电力线与磁力线垂直，导电介质由加速管道一端进入加速通道后由加速管道另一端射出实现加速。

9.根据权利要求8所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述加速管道内的多个加速通道依次间隔阵列布置，在加速通道的两个相对长边上均设置电极板，一侧的电极板连接直流电源正极，另一侧的电极板连接直流电源负极，在加速通道的两个相对短边上设置磁钢，两侧的磁钢内侧分别为n极以及s极，通过电极板施加所述直流电力线，通过磁钢施加所述磁力线。

10.根据权利要求9所述的小型聚能全流程液力发电站，其特征在于，所述电极板设置于加速通道内壁上与导电液体介质接触，所述磁钢设置于加速通道外壁上不与导电液体介质接触。

技术总结
本发明提供一种小型聚能全流程液力发电站，包括由左竖管道、右竖管道、上横管道以及下横管道形成的封闭式液力循环管道，在所述左竖管道上部设置磁力提升装置，在所述右竖管道上部设置磁流体加速器，在所述右竖管道下部设置涡轮机，在所述涡轮机外部设置发电机，所述循环管道内的液力介质为导电液力介质，液力介质由磁力提升装置提升，经磁流体加速器加速后冲击涡轮机的转子转动，由涡轮机的转子通过磁力耦合器驱动发电机运行。本发明将液力介质进行循环利用，液力介质消耗少，避免了液力介质的浪费，通过永磁体强大的内禀矫顽力以及自由电子能的长时间转换做功，仅需较小的输入能量使驱动轴转向即可实现管道内部活塞的升降控制，结构稳定。

技术研发人员：陈安祥,刘鹏,王婧
受保护的技术使用者：瀚能电力科技（山东）集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19