[其他]虹吸水力發電裝置

無效

• 申請號: 85105591
• 申請日: 1985-07-18
• 公開（公告）號: CN85105591A
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 曹毅
• 申請（專利權）人: 曹毅
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06
• 代理公司: 內蒙古自治區專利服務中心
• 代理人: 畢勇

一種由虹吸管、濾水器、閥門、儲水罐、注水孔（儲氣室）、抽氣機、氣壓計、起動閘、閘門支架、貫流式發電機、立（臥）式水輪機組合在一起的一套發電裝置。

本發明屬水力發電裝置（部分可屬水動力裝置）。

我國現行中小型水力發電，多采用渠道或管道送水，利用水的一般靜壓力和沖擊力來進行發電。發電量低，且不穩定，尤其受季節影響較大，很不平衡，使經濟效益不能令人滿意。

本發明裝置，采用虹吸管送水，將水儲存在高出水面10米的儲水罐內。可形成10噸/米²的高水位靜壓力。在罐內閘門的控制下，再送到罐體下部“漏斗形”的出水口處，沖擊安裝在那里的貫流式發電機進行發電。同時，可通過噴嘴（雙噴嘴-三噴嘴-四噴嘴-六噴嘴均可）將“漏斗形”出水口噴射出來的水流，噴射到地面安裝的立（臥）式水輪機葉片上，即可構成兩個發電機同時發電的效力。

本裝置中虹吸管的粗細與罐體的粗細，可根據水流量的大小而異。儲水罐的高低須因地制宜：除考慮當地的氣壓高低外，主要應考慮水位落差的高度。一般來講，總高度可為大氣壓強值對水的高度，加上水位的落差高度，再減去立（臥）式水輪機的高度與兩機組的適當距離即可。

大氣壓強值的推算公式是：標準狀況下，大氣壓強為760mmHg水銀的比重為13.6克/厘米³。所以，水的高度為10.336米，如當地的大氣壓強為750mmHg，那么，水的高度應為10.200米（即供水平面距罐頂高度的最大值）。

本裝置采用虹吸管的重要依據是，《辭海》（上海人民出版社出版）對〔虹吸現象〕有這樣一段解釋和記載：“依靠大氣壓強，利用曲管將流體經過高出液面的地方引向低處的現象，在曲管（虹吸管）內予先充滿液體，同時液體柱本身產生的壓強不超過大氣壓的情況下才能發生……虹吸現象有很多應用，如我國河南、山東一帶，常用此引黃河的水越過河堤來灌溉農田”。

利用“虹吸現象”，引水越堤灌田，是大氣壓強進行能量轉化的一種形式，利用“虹吸現象”將水引入儲水罐，也是大氣壓強進行能量轉化的一種形式。

本裝置采用“漏斗形”的出水口，并在那里安裝貫流式發電機，是根據液體流動的連續原理和柏努利定律。在“漏斗形”的一側，開一封密式小門，為的是安裝、檢修貫流式發電機。

本裝置在貫流式發電機下面，再安裝一個立（臥）式水輪發電機，是因為從“漏斗形”出水口噴射出來的水，不僅具有一定的壓力，同時還有很大的沖力，將這種水通過噴嘴噴射到水輪機的葉片或水斗上，足以推動一部水輪機正常運轉。

本裝置采用塑膠“扣碗式”或“層壓式”閘門。并讓其附著在閘門支撐架上，是因為在閘門的下面有大氣的“舉托”。塑膠片，無須過厚過硬，開閘時，只須將閘門提高，水即壓迫閘門流下……同時，可通過閘門在支撐架上的附著多少，來控制水流量的多少。

本裝置在罐頂設置低壓氣壓計、抽氣機的目的在于：通過低壓氣壓計可測出罐內充氣程度，并用抽氣機將不必要的廢氣排除。以保證虹吸管的正常送水，兩機組的正常運轉。

氣壓計和抽氣機的使用可分為兩種情況：

（一）水位有落差的情況：這時“漏斗形”出水口勢必要低于虹吸管的進水水面。氣壓計和抽氣機可以說是一種防御性設施，在正常送水、運轉的情況下一般不經常使用。

（二）水位沒有落差的情況：這時“漏斗形”的出水口要適當高出虹吸管的進水水面。大氣會從“漏斗形”的出水口處連續不斷地以氣泡的形式進入罐內，并上升到儲氣室里，為此抽氣機須不停頓地工作，才可保證虹吸管的正常送水。否則，儲氣室和罐內充氣過多，就要破壞水流的連續性，并會使虹吸管內的水倒流回去。

本裝置所須水位的落差一般都不太大。因此，在水位落差大的瀑布處，河床兩岸多形式的水位落差處，水流坡度較長的山坡處……均可建成階梯式或多層次的本發電裝置，不僅可把一次性用水改變成兩次用水，同時還可由兩次用水改變成2n次的用水。在沒有水位落差的地方，還可以籌建循環式虹吸水力發電裝置。這樣，不僅為已有電站的改革、挖潛開拓了新路;同時，為今后水電站的籌建，廣大農村山區的節水用電，也會開拓一個新的境界。

本裝置除上述說明外，另有附圖說明與附圖四幅，以供參照。

附圖說明：

圖1、虹吸水力發電裝置整體圖

圖2、階梯式虹吸水力發電裝置

圖3、貫流發電機與閘門、閘門支架的另一種裝置。

圖4、在沒有水位落差情況下，虹吸水力發電裝置。