[發明專利]利用大氣壓力、水流落差綜合發電的方法及裝置

無效

• 申請號: 01104055.6
• 申請日: 2001-02-20
• 公開（公告）號: CN1372076A
• 公開（公告）日: 2002-10-02
• 發明（設計）人: 林國聯;鄭啟篤
• 申請（專利權）人: 林國聯;鄭啟篤
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B13/06
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司
• 代理人: 張松亭

本發明涉及一種水力發電方法及設備。

當今世界電力是人類賴以生存的能源，而水力發電又是成本最低的能源。在地球表面上，存在著大氣及水這兩種物質，并且這是生命存活的基礎。水、大氣兩種物質性質相似，但比重相差極大，大氣是最為豐富，是人類取之不盡，用之不絕的物質，在地球表面無處不在空氣，在地球引力的作用下，地球表面的大氣壓力為1KG，相當于10米高的水柱，或76毫米的汞柱，而水在地球上是十分寶貴，具有高落差可用于發電的水利資源卻更少。

為了將高處流水的能源轉換成電能，人們設計出了水輪機，其利用高處流水向下沖擊的速度將勢能轉化成動能，而將用流水推動水輪機轉子轉動導致磁場的變化發電，在我們所采用的技術中無一例外的是將水輪機轉子完全浸泡在水中運行，承受著巨大的水流體的阻力，而且發電機也在自然環境中運行，要承受大氣壓的阻力，因此，其能量率轉換十分低。

本發明的目的是設計一種能源轉換高，并充分利用大氣壓發電的水利發電方法。

本發明利用大氣壓水力綜合發電的方法是將有落差的流水設置在封閉的管道內，在管道內流水途中有設置水輪機，并且其水輪機的工作環境在真空下工作。

所述的水輪機真空環境可以在下述位置中容易實現和保持：將水輪機安裝在密閉管道內，離水平面1個大氣壓的高度即10.33米的高度上；水輪機離高水位的入水高度距離也大于1個大氣壓的水柱高度。

所述的發電裝置可根據水利資源的實際，設計成各高度不一的多級電站。

本發明水輪機在真空環境下運行，其水流沖擊水輪機速度的葉片速度大大地提高，并且水輪機不浸泡在水體中，大大減少了水體的阻力，能量的轉換大為提高，經實驗表明將同樣的條件比較，水輪機的轉子運行速度提高了8倍，因此，具有巨大的應用價值。

圖1為現有水利發電的原理圖；

圖2為本發明水利發電的示意圖；

圖3為本發明實施例1的結構示意圖。

下面結合附圖實施例對本實用新型作進一步說明：

如圖1、2所示：圖1、圖2均為水面落差高度為9.3米+H1+H2，圖1為水輪機設計在底部，并在正常條件下(非真空)運行。圖2為在真空條件下水輪機轉子的運行，其真空條件由如下方法試驗：1、本實驗在福建省德化縣進行，德化為丘陵地區，1大氣壓水柱高度為9.3米；2、本實驗水輪機設計在管道的9.3米處；3、在轉子運行出水后，為使真空區水位不再上漲，沖擊轉子的射水孔口徑應小于下排水管的口徑；4、H2為所需管道真空工作高度，H1進水池水面高度與水輪機轉子高度的落差，其H1垂直距離應大于9.3米，以保證空氣不進入水輪機的機械工作區；其水輪機機械工區管道真空形成過程如下：先關閉閥(2)，再打開閥(1)，水自然下落上漲；當水漲出閥面(3)后將閥(3)關閉(閥3為排氣閥，也可抽氣用，并裝有真空表)；此后打開閥(2)，管中水便急速下降、下排，水輪機工作區為真空區；當打開閥(2)水輪機工作時，真空表數值由9.3T/平方米急速下降8.2T/平方米(因轉子運行后真空區產生水氣之故)后真空表數值保持不變。

比較二條件下的轉子轉速，圖2條件下轉子轉速比圖提高了8倍。

圖3是當電站高度落差小于9.3*2+H2時密閉連通管道的安裝方法，其工作原理同圖2所示方法相同。其基礎是利用虹吸原理將水位引向大于1大氣壓力水柱高度，以便于水輪機工作區無壓力的保持。