管道式无铁芯输水水泵及利用该水泵的水流发电系统技术方案

本发明专利技术涉及管道式无铁芯输水水泵及利用该水泵的水流发电系统，其中所述水泵包括主轴(1)、第一石墨轴承(2)、第一轴承套(3)、第一固定件(4)、水泵外壳(5)、无铁芯定子绕组(6)、转子永磁铁(7)、转子永磁铁环形承载件(8)、永磁转子旋转叶片固定件(9)、永磁转子旋转叶片(10)、第二固定件(11)、第二轴承套(12)、第二石墨轴承(13)、绕组导线(14)；所述系统包括水流发电机(15)、U型输水管道(16)、楼房管道间(17)、进水阀门(18)、高位水箱(19)、如权利要求1所述的管道式无铁芯输水水泵(20)；所述的水流发电系统中，U型输水管道消耗1kw的抽水电能，所述水流发电机至少能转换3kw电能。至少能转换3kw电能。至少能转换3kw电能。

【技术实现步骤摘要】
管道式无铁芯输水水泵及利用该水泵的水流发电系统


[0001]本专利技术涉及电机
，特别涉及管道式无铁芯输水水泵及利用该水泵的水流发电系统。

技术介绍

[0002]输水水泵的作用是把低位水流泵送到高处去，根据泵送水流的高度和流量会产生一种扬程阻力的电能消耗，所谓扬程阻力就是地球对水流物质的引力。牛顿力学的万有引力定律有没有自然能量呢？引力是物理学四大自然力之一，引力与电磁力、强核力、弱核力共同存在于宇宙空间，至于引力对于人类社会的发展有没有能量作用，教科书中没有记载，现代科学杂志也没有专门的论述，而实际上，引力也是一种重力势能的来源。比如，打夯机提起夯锤放下时，夯锤就像苹果一样被引力吸引，垂直于地面转换为一种重力势能。除此之外，抽水蓄能发电站同样也是一种引力势能。在半夜电力系统进入低谷负荷时，抽水蓄能水电站的可逆变的抽水、发电两用机组，平均综合效率一般在75％左右。以消耗4度电的能量把下水池水库的水抽排到上水池的水库中。白天在电力系统进入高峰负荷时，抽水蓄能水电站排出上水池水库的水能，形成势能进行水力发电，换取3度电的能量向电力系统输送。在这种晚上抽水蓄能、白天排水发电的循环中，抽水、发电两用机组为克服地球引力势能的阻力，只好牺牲25％的电能消耗，引力势能随时随地体现在人类生活的方方面面。
[0003]以上记载了现有技术中利用引力势能或重力势能的典型实施例，代表了现有技术发展的水平。既然地球系统存在这种引力势能的自然能量，理论上就可以把引力势能转变为一种自然能量，科学地开发一种更加科学的利用重力势能或引力势能来发电的技术方案，即极大的减少为克服重力势能而牺牲的能源消耗，提高重力势能的利用率，利用重力势能并尽可能最大化地将其转化为有用的电能，本专利技术基于此技术问题提出一种技术方案。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题中的至少一个，本专利技术提出一种根据抽水蓄能水电站现有的抽水与排水共用一根水流管道的结构，从管道出水口的位置开始，继续延长一段向上输水的管道，将该管道与现有管道形成一个U型的贯通结构，其管道内的引力势能必将产生一种向上的惯性力，迫使水流沿着管道向上流动，达到上水池水库的进水口水位。此时的出水口水位肯定没有扬程的阻力影响，只要通过一台小扬程、大流量的输水水泵，就能把管道内的水流抽排到蓄水池即上水池里，立竿见影减少25％的扬程消耗。基本在现有抽水蓄能水电站的能源效率，利用水流的重力势能驱动水流发电机发电。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种管道式无铁芯输水水泵，包括：主轴、第一石墨轴承、第一轴承套、第一固定件、水泵外壳、无铁芯定子绕组、转子永磁铁、转子永磁铁环形承载件、永磁转子旋转叶片固定件、永磁转子旋转叶片、第二固定件、第二轴承套、第二石墨轴承、绕组导线；所述第一石墨轴承套置于所述主轴上，所述第一轴承套套置于第一石墨轴承上，所述第一固定件的一端与所述第一轴承套连接，另一端将无铁芯定子绕组设置于所
述水泵外壳的内壁上；所述转子永磁铁设置于所述转子永磁铁环形承载件的外壁上，所述永磁转子旋转叶片固定件套置于所述主轴上，所述永磁转子旋转叶片的一端连接在所述永磁转子旋转叶片固定件上，另一端连接在所述转子永磁铁环形承载件的内壁上；所述第二石墨轴承套置于所述主轴上，所述第二轴承套套置于所述第二石墨轴承上，所述第二固定件的一端与所述第二轴承套连接，另一端与水泵外壳连接。
[0006]本专利技术中，定子绕组设置多个线圈，多个线圈经过灌注成环形的所述无铁芯定子绕组，所述灌注采用高分子材料起到绝缘和防水作用；所述绕组导线连接在供电线路中；所述转子永磁铁，是由多个永磁铁组成，按照N极S极的顺序将多个永磁铁设置于所述转子永磁铁环形承载件的外壁上；所述转子永磁铁与所述转子永磁铁环形承载件塑封在高分子材料中。
[0007]所述第一固定件和第二固定件与所述水泵外壳的连接，使所述管道式无铁芯输水水泵形成前后通透的开放式输水水泵。
[0008]本专利技术还提供一种水流发电系统，包括：水流发电机、U型输水管道、楼房管道间、进水阀门、高位水箱、如本专利技术上述的管道式无铁芯输水水泵；所述U型输水管道设置在楼房管道间内，所述U型输水管道设有所述进水阀门，所述高位水箱内的水经过所述进水阀门在所述U型输水管道内流动，所述水流发电机设置于所述U型输水管道的底部，所述管道式无铁芯输水水泵设置于U型输水管道内。
[0009]在本专利技术的一个方面，在所述U型输水管道的重力流驱动水流发电机发电，水流通过发电后失去重力势能后，在水流惯性力以及连通器原理的推动作用下，沿着U型输水管道继续向上流动，当水流达到U型输水管道的进水口高度时，开启所述管道式无铁芯输水水泵，把上升的水流排到所述高位水箱。
[0010]所述水泵外壳为中空结构，打破传统抽水机的封闭式设计结构，以开放式的水泵外壳结构代替传统抽水机的外壳结构，能够在开放式水泵外壳的内壁上设置无铁芯定子绕组；
[0011]所述主轴，设置于所述开放式水泵外壳的中心，所述主轴能够将第一固定件和第二固定件以及永磁转子结构安装在所述主轴上；
[0012]所述第一固定件和第二固定件，能够代替传统抽水机的端盖作用，能够将所述水泵外壳固定连接在所述主轴上，形成一种前后通透的水流通道；
[0013]所述第一石墨轴承和第二石墨轴承，是一种免维护的高分子轴承，可以终身在水下工作；
[0014]所述无铁芯定子绕组结构，设置于所述开放式水泵外壳的内壁上，所述无铁芯定子绕组能够在通入电流时产生一个电磁转矩，感应永磁转子旋转；
[0015]所述永磁转子，设置于所述主轴上，能够感应所述无铁芯定子绕组的电磁转矩，绕所述主轴旋转，带动永磁转子旋转叶片旋转，输出管道式无铁芯输水水泵的驱动力；
[0016]所述永磁转子旋转叶片，设置于所述永磁转子与所述主轴之间，所述转子旋转叶片能够融合在管道的水流中，所述永磁转子在旋转时，排出管道内的水流回到高位水箱；
[0017]优先地，所述管道式无铁芯输水水泵，仅仅是一种管道抽排水的电机装置，要想达到利用管道引力势能的发电技术，还必须设计一种U型输水管道，才能利用管道内引力势能的自然能量，实现发电功率大于输水泵功率的预期效果。因此，所述管道式无铁芯输水水泵
与U型输水管道的结合，才能形成一套完整的利用引力势能发电的技术创新方案。
[0018]优先地，所述U型输水管道，可以根据水流流量，由PE管材、进水阀门组成；所述U型输水管道，设置于楼体结构的管道间内，能够在低水压的管道中，安装所述管道式无铁芯输水水泵，利用所述转子旋转叶片把水流排送到高位水箱内，进一步形成一种虹吸现象，增加水流的流速和流量，提高水流发电机的发电功率。
[0019]本专利技术的技术方案具有以下优点，1、能够科学的利用引力势能的自然能量，立竿见影的减少抽水机的消耗功率，2、能够节约下游水库的建设资金和土地资源。3、能够不受电网峰谷负荷的限制，随时随地为电网提供电能。4、能够在现有的水坝基础上，设置U型管道输水结构，提高水力发电站的综合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道式无铁芯输水水泵，其特征在于，包括：主轴(1)、第一石墨轴承(2)、第一轴承套(3)、第一固定件(4)、水泵外壳(5)、无铁芯定子绕组(6)、转子永磁铁(7)、转子永磁铁环形承载件(8)、永磁转子旋转叶片固定件(9)、永磁转子旋转叶片(10)、第二固定件(11)、第二轴承套(12)、第二石墨轴承(13)、绕组导线(14)；所述第一石墨轴承(2)套置于所述主轴(1)上，所述第一轴承套(3)套置于第一石墨轴承(2)上，所述第一固定件(4)的一端与所述第一轴承套(3)连接，另一端将无铁芯定子绕组(6)设置于所述水泵外壳(5)的内壁上；所述转子永磁铁(7)设置于所述转子永磁铁环形承载件(8)的外壁上，所述永磁转子旋转叶片固定件(9)套置于所述主轴(1)上，所述永磁转子旋转叶片(10)的一端连接在所述永磁转子旋转叶片固定件(9)上，另一端连接在所述转子永磁铁环形承载件(8)的内壁上。所述第二石墨轴承(13)套置于所述主轴(1)上，所述第二轴承套(12)套置于所述第二石墨轴承(13)上，所述第二固定件(11)的一端与所述第二轴承套(12)连接，另一端与水泵外壳(5)连接。2.如权利要求1所述的管道式无铁芯输水水泵，其特征在于，多个线圈经过灌注成环形的所述无铁芯定子绕组(6)，所述灌注采用高分子材料起到绝缘和防水作用；所述绕组导线(14)连接在供电线路中；所述转子永磁铁(7)，是由多个永磁铁组成，按照N极S极的顺序将多个永磁铁设置于所述转子永磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆继荣，陆遥，
申请(专利权)人：陆继荣，
类型：发明
国别省市：