大气压力发电系统[实用新型专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局

*CN201588729U*

(10)授权公告号

CN 201588729 U

(45)授权公告日 2010.09.22

(12)实用新型专利

(21)申请号 2.5

(22)申请日 2010.01.07

(73)专利权人张志学

地址163316 黑龙江省大庆工业开发区建设

大厦规划局801室

(72)发明人张志学

(74)专利代理机构北京市合德专利事务所

11244

代理人李本源

(51).

F03B 13/06

(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页

(54)实用新型名称

大气压力发电系统

(57)摘要

本实用新型提出了一种大气压力发电系统，

其由闭路循环系统和水流发电装置构成；其中闭

路循环系统包括水泵、水介质、大气压力、明渠和

管道，水泵连接管道，水泵把明渠中的水介质从明

渠低端提升到明渠高端；水流发电装置包括水轮

机叶片、水轮机轴、变速传动箱、发电机和控制机，

水轮机轴垂直安装在明渠中，水轮机叶片固装在

水轮机轴上，水轮机轴与变速传动箱的入口相联

接，变速传动箱的出口与发电机相联接，控制机用

来控制发电机的工作状态。本实用新型所述的大

气压力发电系统的优点在于，不消耗煤燃料，没有

二氧化碳等污染物排放，电价低，效益好，是现行

新能源发电产业的优选环保发电技术。

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权 利 要 求 书

1.一种大气压力发电系统，其特征在于：由闭路循环系统和水流发电装置构成；其中

闭路循环系统包括水泵、水介质、大气压力、明渠和管道，水泵连接管道，明渠宽度一定，明

渠一端比另一端高，水泵把明渠中的水介质从明渠低端提升到明渠高端；水流发电装置包

括水轮机叶片、水轮机轴、变速传动箱、发电机和控制机，水轮机轴垂直安装在明渠中，水轮

机叶片固装在水轮机轴上，水轮机轴与变速传动箱的入口相联接，变速传动箱的出口与发

电机相联接，控制机用来控制发电机的工作状态。

2.根据权利要求1所述的大气压力发电系统，其特征在于：水流发电装置为2个或2个

以上。

3.根据权利要求1所述的大气压力发电系统，其特征在于：所述的水介质可以是江河

水介质或者是石油工业中的泥浆介质。

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说 明 书

大气压力发电系统

技术领域

[0001]

本实用新型涉及一种发电系统，尤其涉及利用大气压力和水流的动能来发电的发

电系统。

背景技术

人类开发利用各种能源(包括风能、太阳能、核能、煤的热能等)是从大气压力开

始的。早在1705年牛可门就研制成功了一种大气压力蒸汽机。这种大气压力蒸汽机比瓦

特发明的蒸汽机要早60多年。瓦特蒸汽机的能量来源是煤的热能，而牛可门大气压力蒸汽

机的能量来源是大气压力。自从瓦特把牛可门大气压力蒸汽机改造(变革)成瓦特蒸汽机

后，大气压力的开发利用问题就终止了。至今为止，已经中断了200多年了。在当今能源资

源危机、煤电污染严重、电价不断攀升、国家急待解决新能源发电问题的形势下，重新提出

研发利用大气压力发电问题，是有重大意义的。大气压力发电技术将会促成我国新能源发

电的技术革命。

[0002]

实用新型内容

[0003]

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种利用大气压力产生电能的大气压力发

电系统。

[0004]

大气压力发电系统由两大部分组成。一部分是由明渠、水介质、大气压力、水泵、管

道组成一个闭路循环系统。另一部分是由水轮机叶片、水轮机轴、变速传动箱、发电机、控制

机组成的采集水流动能，然后再把水流动能转换成电能的装置，该水流发电装置可为多个。

[0005]

所述闭路循环系统，是水泵联接管道，水泵把明渠中的水介质从明渠低端提升到

明渠高端。明渠中的水介质，在水介质自身重力和大气压力的共同作用下，又从明渠高端自

然的流向明渠低端。在水介质自身重力和大气压力的共同作用下，明渠中的介质就获得到

了动能。也就是说，水介质的动能是水介质自身重力和大气压力两者提供的。所述的明渠

必须要有一定的宽度要求，不能随意增大。所述的水介质可以是江河水介质或者是石油工

业中的泥浆介质。所述的一个水流发电装置，包括有水轮机叶片、水轮机轴、变速传动箱、发

电机和控制机。水轮机轴垂直安装在明渠中，水轮机叶片固装在水轮机轴上。水轮机轴与

变速传动箱入口相联接，变速传动箱出口与发电机相联接。控制机是控制发电机处于额定

恒转数的工作状态，确保有稳定的交流电频率。当明渠里的水流冲击水轮机叶片后，水轮机

轴将带动变速传动箱，变速传动箱又带动发电机转动进行发电。

[0006]

本实用新型大气压力发电系统的工作方式，首先通过外电源18驱动水泵将明渠

中的水介质从明渠低端提升到明渠高端，然后明渠中的水介质将自然的从明渠高端流向明

渠低端。水介质是在大气压力和水介质自身重力两者的共同作用下，从明渠高端自然的流

向明渠低端，形成的水流冲击设置在明渠中的多个水轮机叶片带动水流发电装置进行发

电。

[0007]

本装置无需使用煤燃料，是现行发电产业优选的环保发电技术。

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说 明 书

附图说明

图1是大气压力发电原理示意图

[0009]

图2是大气压力发电系统的结构展开示意图

[0010]

图3是大气压力发电系统的平面示意图

[0011]

其中：1明渠 2明渠宽度 3明渠底的坡度角 4明渠低端 5明渠高端 6水流

方向 7水体自由表面(水面) 8水介质 9大气压力 10水泵 11管道 12水轮机叶

片 13水轮机轴 14变速传动箱 15发电机 16控制机 17剖开折回线 18外电源

[0008]

具体实施方式

[0012]

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。由图1、2、3所示，图2是按剖开折回

线17展开的结构展开图。本实施例所述闭路循环系统，包括明渠1、水介质8、大气压力9、

水泵10、管道11，所述明渠1还有明渠宽度2、明渠底的坡度角3、明渠低端4和明渠高端

5。所述闭路循环系统的工作方式是，由外电源18连接到驱动水泵10把明渠低端4处的水

介质8提升到明渠高端5处，明渠两端的高度差为5米-15米。明渠1中的水介质8，在水

介质8自身重力和大气压力9的共同作用下，明渠高端5处的水介质8自然的沿水流方向

6流向明渠低端4处。也就是说，明渠1中的水介质8获得到了由水介质8自身重力和大

气压力9两者提供的动能。所述的明渠宽度2必须要满足设计要求，明渠宽度最好为5-8

米。所述介质8可以是江河水介质或者石油工业中的泥浆介质，所述的水介质流量为每秒

400-800立方米。

[0013]

所述水流发电装置，包括水轮机叶片12、水轮机轴13、变速传动箱14、发电机15、

控制机16组成。把水轮机轴13垂直安装在明渠1中，水轮机叶片12固装在水轮机轴13

上。水轮机轴13与变速传动箱14入口联接，变速传动箱14出口与发电机15联接。控制

机16是用来控制发电机15工作在额定恒转数的状态，确保稳定的交流电频率。

[0014]

大气压力发电系统的发电原理是，当明渠1中的水流冲击水轮机叶片12作功后，

水轮机轴13将带动变速传动箱14，变速传动箱14又带动发电机15转动进行发电。明渠

流L段水体的动能公式表明，当明渠宽度2减小时，L段水体的动能将呈单调增加趋势。因

此，明渠宽度2必须按设计要求施工。

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说 明 书 附 图

图1

图2

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说 明 书 附 图

图3

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