專利名稱：自動水循環水力發電裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電裝置，具體地說是一種自動水循環水力發電裝置。
技術背景現有發電方式包括有火力發電、攔河壩式的水力發電、太陽能發電、風力 發電以及核能發電等多種形式，其中以燃燒煤炭的火力發電方式占主導地位。 但是這種火力發電方式存在很多弊端 一是煤炭能源有限；二是污染嚴重；三 是二氧化碳排放過多，造成地球氣候變暖。近十多年來，氣候逐漸變暖，尤其 近幾年的升溫非常明顯。世界各國的各種媒體幾乎天天都在報道，地球南、北 兩極的冰山融化、海面升高、森林減少和風暴洪水等嚴重的自然災害時有發 生，嚴重危害著人類的生存。而導致這些現象的主要禍首就是煤炭燃燒過程中 的二氧化碳排放所致，其次才是石油類產品的大量使用和燃燒。攔河壩式的水 力發電、太陽能發電和風力發電， 一是生產的能源有限，二是具有區域的局限 性，并且發電極不穩定，所以這些發電方式都只能作為補充能源。核能發電具 有潛在的危險性，且投資巨大，世界人民都極力反對。發明內容本發明的目的就是提供一種零污染、占地少的自動水循環水力發電裝置， 以替代火力發電和核能發電方式，保護人類賴以生存的生態環境。本發明是這樣實現的 一種自動水循環水力發電裝置，該裝置包括有一個 蓄水箱和一個中部底、兩端高的馬鞍形閉合水道；閉合水道的兩個高端彎道為慣力道，兩慣力道的前端分別連接向下傾斜的發電道，在發電道內分布有若干 帶葉片的轉軸，每個轉軸外接一臺發電機；兩發電道的下端各接一個余水箱， 在余水箱與慣力道的后端之間接有向上傾斜的供運道，在兩供運道內分別安裝 有一臺傳送帶式運水車；在余水箱內裝有一臺水泵，水泵與連接余水箱的管路 相通，管路的另一端通向蓄水箱；在蓄水箱和閉合水道的一個慣力道之間接有 連通管，連通管上設有水閥。本發明發電裝置中的閉合水道可分為兩個軸心對稱的水道，稱為"第一流 水道"和"第二流水道"，每個水道包括有一條彎曲的慣力道、 一條下斜的發 電道和一條上傾的供運道。由蓄水箱因引出的連通管連接在第一流水道中的慣 力道之間。工作時，先由蓄水箱向第一流水道的慣力道注水，大量的水流入慣力道 后，以高速向下沖擊，流向向下傾斜的發電道，推動發電道里的葉片，帶動轉 軸高速轉動，使發電道外的多個發電機同時運轉發電。沖到發電道下端的水流進入余水箱，在高速行走的運水車的帶動下，又被 源源不斷地連續傳送到供運道的上端，進入第二流水道的慣力道。之后，水繼 續順著第二流水道的慣力道流向下斜的發電道，高速沖擊該發電道里的葉片， 帶動轉軸高速旋轉，使裝在第二流水道的發電道外面的多個發電機同時運轉發 電。當水流沖到第二流水道的發電道下端的余水箱后，高速行走的運水車又將 水源源不斷地連續傳送到第二流水道的供運道上端，然后又回到了第一流水道 的慣力道，繼續進行下一輪的水流沖擊發電。由于本發明發電裝置中設置有多臺發電機進行發電，實現了水流沖擊能量 的充分利用，所發出的電能除可以滿足本裝置中帶動兩部運水車的電動機的用 電量之外，還可有多余的電量輸出，由此實現了自動水循環水力發電的目 的。本發明自動水循環水力發電裝置，其建造費用低，占地少，并且沒有"三 廢"排放，屬于零污染，因此可替代現有的高污染或高危險性的其他發電方 式。采用本發明自動水循環水力發電裝置進行發電，可逐步替代火力發電和核 能發電，是一種清潔、安全的發電方式，因而將會成為未來發電模式的主導。
圖l是本發明的結構示意圖。圖2是本發明中發電機葉輪的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明自動水循環水力發電裝置包括有一個高位的蓄水箱l和 一個閉合水道。閉合水道的中部底、兩端高，呈馬鞍形的閉合環狀。蓄水箱l 和閉合水道可通過多根支撐柱14支撐。閉合水道兩端的兩個彎道為最高端的慣 力道2，兩慣力道2的前端分別連接向下傾斜的發電道3。在發電道3內分布有若 干帶葉片13的轉軸，每個轉軸外接一臺發電機9。兩條發電道3的下端各接一個 余水箱17，在余水箱17與慣力道2的后端之間接有向上傾斜的供運道5，在兩條 供運道5內分別安裝有一臺傳送帶式的運水車6。在余水箱17內裝有一臺小型水 泵，余水箱外接有管路18。余水箱內的水泵與該管路18相連通，管路18的另一 端通向蓄水箱l。本發明發電裝置中的閉合水道可分為兩個以軸心為對稱的兩個相同的部 分，每部分均包括有一條彎曲的慣力道、 一條下斜的發電道和一條上傾的供運 道。如圖1所示，閉合水道的橫軸線以里的部分稱為"第一流水道"，橫軸線以外的部分稱為"第二流水道"。在蓄水箱1和閉合水道第一流水道的慣力道2 之間接有連通管19，連通管19上設有水閥。本發明的具體工作過程是打開連通管19上的水閥，由蓄水箱l向閉合水 道中第一流水道的慣力道2注水，大量水流流入慣力道2的第一高位10，其液面 的高度可占閉合水道內高度的三分之一左右。注入慣力道的水高速向下沖擊， 形成巨大的力量。水流在慣力道2拐彎后，流向第一流水道的發電道3。發電道3內安裝有多個轉軸20 (圖2所示)，在轉軸20上接有由輕質材料制 成的空心轉輪21，在轉輪21的輪邊分布有三個葉片13。葉片13可以采用三棱錐 的形式，其外緣邊呈弧線形的刀刃狀，可叫"葉刃"；葉片的前端面直立，是 迎水流部位，可叫"受擊面"。水流向下沖擊遇到葉片13的迎水受擊面，推動 葉片13，使葉片帶動轉輪21和轉軸20轉動，而葉片13后面的葉刃部分則可實現 分水和切水動作，以最小的阻力向后轉動。這種葉片不僅可減小水的阻力，而且還可增加轉輪21的轉速。當轉輪21上 的一個葉片轉出水面時，又有下一個葉片轉入水中，同樣受水流沖擊向后、向 上轉動。這樣周而復始，使轉輪21和轉軸20在水流的強力沖擊下不斷地轉動。 轉輪21中心的轉軸20為空心軸，空心軸的外側連接一個由輕質材料制成的大齒 輪。這個大齒輪與一個同樣輕質的小齒輪相嚙合，小齒輪與小型發電機相連 接，由此帶動發電機9轉動發電。水流在發電道3內向下流動時遇到多個轉軸和轉輪，這時水速就會逐漸有 所減緩，水就有點淤積。這樣可以通過變換大齒輪，以保持后面發電機的正常 發電。水流向下沖擊，到達發電道3內的變流道8。變流道8的坡度突然變陡， 角度變大。這是因為水流經過發電道3時水速減緩，體積淤積。要想使第二流 水道也能進行正常的水循環，就必須還原慣力道的水速與體積。變流道8的坡 度變陡，增大了水速，有利于排解水的淤積。這時變流道8比慣力道2的水速略 高，比慣力道2的水體積略減。水流通過發電道3內的變流道8后，到達發電道3 內的一個大緩角的續變道7。續變道7的坡度減小，并且其長度不長。這樣改變 的結果，不僅降低了水速、增加了水體積，而且還可還原慣力道的水速與水 量，并且也緩解了水流的向下沖擊力，否則會對供運道5中的運水車6不利。通過發電道3后，水流沖向余水箱17，接著沖向供運道5。供運道5內安裝有傳送帶式運水車6。這種傳送帶式運水車6是在傳送帶上裝有側擋板，在側擋板之間裝有若干 勾水隔板，傳送帶由輕質耐磨材料制成，通過電動機12帶動循環運轉。勾水隔 板比兩側的側擋板略低一些，這樣就在傳送帶上形成很多的水斗。當水流沖向余水箱17和供運道5時，高速行走的運水車6不停地通過勾水隔 板將水勾住并上行。運水車6將水傳送到供運道5的最上端，也就是閉合水道的 第二高位ll。之后，水就進入第二流水道的慣力道。由于運水車的速度很快，水斗內的水不會完全倒完，也就是在運水車背面 的水斗內還有少量的存水。這些存水會順著運水車6和供運道5往下走，回流到 供運道5下面的余水箱17內。余水箱17內裝有一個小型水泵，余水箱17外側接 有一根通向蓄水箱1的管路18。當余水箱17內的水快滿時，小型水泵啟動，自 動將水抽到蓄水箱l內。閉合水道中的第二流水道與第一流水道的結構設置完全相同。當水流進入 第二流水道的慣力道后，會順著第二流水道繼續高速向下沖擊，流向第二流水 道的發電道。水流通過發電道，推動多個分水葉片13、轉輪和轉軸轉動，使多 個發電機發電。隨后水流沖向最低端的余水箱17和后續的供運道，并通過供運 道里的運水車，將水連續傳送到供運道上端，即閉合水道的第二高位ll處，隨 后水流即回到第一流水道慣力道2中(即閉合水道的第一高位IO)。由此實現 了一個完整的工作循環。此時可關閉連通管19上的水閥，停止向閉合水道注 水，利用閉合水道中的水流實現連續的自動水循環水力發電的目的。本發明發電裝置可在上述結構的基礎上，在蓄水箱1上連接兩根補水管4， 兩補水管分別接在閉合水道上的兩個慣力道2上。這是因為水的自然蒸發和運 水車水斗的剩余的存在。由蓄水箱1向第一和第二流水道的慣力道2上面接入兩 根補水管，補水管的底口下面設置有多個漏水眼。根據測算的缺水量，可通過 補水管4及時不斷地進行補水，以保持閉合水道內的正常工作水量，實現連續 的水循環水力發電的目的。本發明發電裝置還可在第一流水道中的慣力道2的第一高位10處設置一塊 活動鋼板，并在兩發電道3的下部分別設置停落水箱。當出現故障或需要檢修 時，關閉水閥和電機電源，并將活動鋼板落下，截斷閉合水道的循環水流，此 時第一和第二流水道的水可全部流入兩發電道3下面的停落水箱內。停落水箱 內裝有一個抽水泵，把停落水箱里的水及時抽到蓄水箱l內。
權利要求
1、一種自動水循環水力發電裝置，其特征在于該裝置包括有一個蓄水箱(1)和一個中部底、兩端高的馬鞍形閉合水道；閉合水道的兩個高端彎道為慣力道(2)，兩慣力道(2)的前端分別連接向下傾斜的發電道(3)，在發電道(3)內分布有若干帶葉片(13)的轉軸，每個轉軸外接一臺發電機(9)；兩發電道的下端各接一個余水箱(17)，在余水箱(17)與慣力道(2)的后端之間接有向上傾斜的供運道(5)，在兩供運道(5)內分別安裝有一臺傳送帶式運水車(6)；在余水箱(17)內裝有一臺水泵，水泵與連接余水箱的管路(18)相通，管路(18)的另一端通向蓄水箱(1)；在蓄水箱(1)和閉合水道的一個慣力道(2)之間接有連通管(19)，連通管(19)上設有水閥。
2、 根據權利要求l所述的自動水循環水力發電裝置，其特征在于發電道(3) 內的轉軸(20)上接有轉輪(21)，在轉輪(21)的輪邊分布有三個葉 片(13)，葉片(13)為三棱錐型，其外緣邊呈弧線形。
3、 根據權利要求l所述的自動水循環水力發電裝置，其特征在于所述的 傳送帶式運水車(6)是在傳送帶上裝有側擋板，在側擋板之間裝有若干勾水
4、 根據權利要求l、 2或3所述的自動水循環水力發電裝置，其特征在于 在蓄水箱(1)上接有兩根補水管(4)，兩補水管接在閉合水道上的兩個慣力 道(2)上。
全文摘要
本發明涉及一種自動水循環水力發電裝置，該裝置包括有一個蓄水箱和一個馬鞍形閉合水道；閉合水道兩個高端的慣力道的前端連接下斜的發電道，在發電道內分布有若干帶葉片的轉軸，每個轉軸外接一臺發電機；兩發電道的下端接余水箱，在余水箱與慣力道的后端之間接有上傾的供運道，在兩供運道內安裝有傳送帶式運水車；在余水箱內裝有水泵，水泵的連接管路通向蓄水箱；在蓄水箱和一個慣力道之間接有連通管，連通管上設有水閥。本發明水力發電裝置可逐步替代火力發電和核能發電，是一種清潔、安全的發電方式。
文檔編號F03B3/12GK101235788SQ20081005447
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月25日 優先權日2008年1月25日
發明者朱文超 申請人:朱文超