專利名稱：防洪系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防洪系統(tǒng)，其承載因大雨而暴漲且下';tiUL快于正 常流速的河水流量，以及一種結(jié)合在該防洪系統(tǒng)中用以發(fā)電的水4fe"機式 發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
全國范圍內(nèi)建成的防洪建筑是基于5000到10000年前的降水信息 設(shè)計而成，因此它們有時無法抵御諸如突發(fā)性暴雨等自然災(zāi)害。更確切 地講，由于它們在防洪功能方面已經(jīng)逐漸變得失去抵御能力并逐漸弱 化，因此它們通常會受到洪水的影響。毋庸置疑，作為自然控制方式的 溪流或河道會直接受到洪水淹沒。
近年來，因使用礦物燃料而導(dǎo)致的二氧化碳增多已經(jīng)引起全球變暖 及其它的氣候異常。這引發(fā)全世界范圍內(nèi)的區(qū)域性暴雨或長期干旱，或 者導(dǎo)致颶風(fēng)與過去相比成指數(shù)地增加。更嚴(yán)重的是，預(yù)計這些自然災(zāi)害 在未來會更頻繁地發(fā)生。為了采取措施應(yīng)對這種反常的氣候變化，國內(nèi) 的防洪系統(tǒng)早就應(yīng)該進行改造，但是因為需要高昂的費用和大量的時間 來改造舊的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此防洪系統(tǒng)仍然保留著這些舊的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。不 可避免地，水庫或堤壩會發(fā)生绔塌，或者下游反復(fù)發(fā)生洪澇。
由于幾乎沒有在洪水和暴雨期間具有改善的排放能力的建筑，因此 絕對有必要加強所有的防洪建筑。
而且，眾所周知，由于地球上的石油儲備已經(jīng)開始急劇下降所以全 世界現(xiàn)在面臨著燃?xì)鈨r格的不斷提高。最近已經(jīng)引入了許多替代能源， 并且全世界許多國家都積極參與到提高這些能源的效率的技術(shù)開發(fā)中。 然而不幸的是，考慮到國內(nèi)在多種替代能源的實用性和普遍性的內(nèi)部狀 況，僅能在有限的條件下啟用這些能源。也就是說，將那些替代能源實 際轉(zhuǎn)換成水力發(fā)電和熱力發(fā)電的可能性很小。此外，現(xiàn)有的水力發(fā)電站 的另 一個問題在于它們僅實現(xiàn)一次來自進水壩的有效跌水用以發(fā)電，所以它們的水利用率非常低。
因此，需要開發(fā)一種不但能夠提高水利用率而且能夠利用死庫容中的水資源的新設(shè)備
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種新型防洪系統(tǒng)，其能夠減少每年花費的處理洪災(zāi)損失的總體恢復(fù)成本，并且即便在扣除投資費用之后仍然能夠從通過循環(huán)水資源所產(chǎn)生的電量來產(chǎn)生巨大的收益。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種防洪系統(tǒng)，其具有防空蝕空穴，以便通過匯集經(jīng)過長距離而形成的跌水以及消除水中的空氣來防止形成空蝕現(xiàn)象，從而能夠增加水流量以便提高水利用率，使得由此產(chǎn)生更多的電量。
通過以下說明能夠理解本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點，并且通過本發(fā)明的實施方式能夠更清楚地認(rèn)識到這些目的及優(yōu)點。另外，能夠容易地看出可通過所附權(quán)利要求詳細(xì)說明的裝置及其組合來實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，在真空狀態(tài)下進行進水并將其送至分開的路徑以便用于多個發(fā)電設(shè)備。由于多次供應(yīng)高流量的水，因此能夠產(chǎn)生更大量的電。同時，在暴雨期間，水排放得更快，從而防止洪水淹沒并且另外獲得經(jīng)濟收益。


圖l是圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的發(fā)電設(shè)備的橫截面圖；以
及
圖2是通過結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備而構(gòu)造的防洪系統(tǒng)的示意
圖
具體實施例方式
為了實現(xiàn)上述目的，提供一種發(fā)電設(shè)備，其包括第一防空蝕空穴，其形成于進水水庫的上部空氣層中；水輪機，其安裝在連接于防空蝕空穴的液壓管的下游用以發(fā)電；以及第二防空蝕空穴，其形成在位于水輪機附近的排水水庫中。
本發(fā)明的另一方面提供了一種防洪系統(tǒng)，其包括多個發(fā)電設(shè)備和多個防空蝕空穴，發(fā)電設(shè)備和防空蝕洞連接至倒虹吸水路(其為單獨的人工建筑)，以便在進入大海之前控制從河道的起點至終點的河水流量。
本發(fā)明的實施方式
下面，將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠容易地實施本發(fā)明。
圖l是圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的發(fā)電設(shè)備的橫截面圖。其中，發(fā)電設(shè)備具有主體l,主體l由包括鐵或塑料在內(nèi)但并不限于此的材料制成，并且如果必要的話可分別添加有混凝土。
如圖l所示，發(fā)電設(shè)備l包括進水入口 11，進水入口 ll設(shè)置成高于下面的清潔入口 13，清潔入口 13通過閥14打開和關(guān)閉。通過這種方式，進水中較重的雜質(zhì)沉淀并堆積在清潔入口 13的前面，從而能夠隨后定期清潔清潔入口 13。有時，該清潔入口用作排水出口?？蓪⑴欧诺乃椭赁r(nóng)田溝渠以〗更作為灌溉水進行循環(huán)。在進水入口 11的入口處可安裝有閥12以便打開和關(guān)閉進水入口。
進水水庫io連接至進水入口 11的后端部，并且在進水水庫10的頂部處設(shè)有水坎(water sill) 15，以便當(dāng)水充注到預(yù)定高度時將水送至水庫20。另外，第一防空蝕空穴31通過連接管32以與諸如羅茨風(fēng)機的真空泵30連通的方式形成在水坎15的上部。在本說明書中，"防空蝕空穴，，限定為連接至真空泵30的連接管32的入口區(qū)域。因此，進水入口 11優(yōu)選地以如下的結(jié)構(gòu)建造在支流的上游或容易被洪水淹沒的區(qū)域中，即其能夠通過安裝在最近的支流處的水路一一即倒虹^^水路一一而引入支流的降水。
真空泵30設(shè)置成將預(yù)期會發(fā)生空蝕的表面的上層部分之上的空氣層抽成真空并消除空蝕的形成。優(yōu)選地，真空泵30以通過真空度而自動控制的方式設(shè)置。
排水水庫50通過水路40連接至所述水庫的下游用以發(fā)電。為水路40提供水輪機41用以發(fā)電，并且第二防空蝕空穴33形成在排水水庫50的上部部分處以便與連接至真空泵30另一側(cè)的連接管34連通。排放出口 51位于排水水庫50的下端部處，并且在排放出口 51處安裝有閥52，用于打開和關(guān)閉排放出口 51。排放出口 51的一側(cè)可設(shè)計成與真空泵30連通。用于發(fā)電的水輪機41的下游同樣被抽成真空，因為盡管安裝在水路處的用于發(fā)電的水輪機41實際上處于利用水流量的狀態(tài)，但是水輪機可能因其自身的旋轉(zhuǎn)而截斷水流量同時導(dǎo)致空蝕現(xiàn)象。因此，與水被引入時相比，已經(jīng)經(jīng)過水輪機41的水流動得明顯變緩。此外，用于發(fā)電的水路40內(nèi)部的水壓的增加使得水流變得近乎停滯，由此無法獲得所需的能量。這解釋了水輪機41的下游要保持真空狀態(tài)的原因。
用于發(fā)電的水輪機41連接于發(fā)電機42和變壓器43。發(fā)電機42和變壓器43的周圍空間包括控制器44、除濕器45以及供操作員進/出的入口 46。
下文將說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備的操作方法。
首先，打開進水入口 11的閥12以使水經(jīng)由進水水庫10流到水庫20。如果將第一防空蝕空穴31 — —其與連接至真空泵30 —側(cè)的連接管32連通一一抽成真空，則能夠?qū)⑺B續(xù)地以高速吸入并送至水庫20。
另外，如果將第二防空蝕空穴33—一其與連接至真空泵30另一側(cè)的連接管34連通一一抽成真空，則能夠經(jīng)由用于發(fā)電的水路40將已經(jīng)供給到水庫20中的水同樣以高速吸入到排水水庫50中。同時，用于發(fā)電的水輪機41以高速旋轉(zhuǎn)，并且從發(fā)電機42獲得電能。
圖2是通過結(jié)合圖l所示的本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備而構(gòu)造的防洪系統(tǒng)的示意圖。如該圖所示，防洪系統(tǒng)形成作為單獨的人工建筑的倒虹吸水路T，以便在進入大海S之前控制從河道的上游至終點的河水流量R,并且至少一個發(fā)電設(shè)備1以及分別連接至真空泵的防空蝕空穴連接至該倒虹吸水路T，真空泵安裝在發(fā)電設(shè)備l的上游和下游處。特別地，在河道R的支流匯合的區(qū)域處或降水量增加的區(qū)域處額外地安裝進水入口 3，并且該進水入口通過水路連接至最近的防空蝕空穴并最終連接至干流的倒虹吸7JC路?？紤]到地理條件及環(huán)境條件，可選擇地，倒虹吸水路T可形成在河床下面。
在此，發(fā)電設(shè)備1應(yīng)該安裝成使得位于上游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備1的排
水水庫50的水位與位于下游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備1的進水水庫10的水位相差大約10.13米或更多(這生成了高于大氣壓的壓差)。然而，安裝在位于倒虹吸水路T的靠近大海的最下游處的最終排水出口附近的發(fā)電設(shè)備l必須安裝在某個上游區(qū)域處，在該區(qū)域處發(fā)電設(shè)備l中的排水水庫50的水位與所述最終排水出口的水位相差10.13米或更多。此外，即使倒虹吸水路T的最終排水出口設(shè)置在河道R或其支流的中部處，安裝在最終排水出口附近的發(fā)電設(shè)備1仍然應(yīng)該安裝在某個上游區(qū)域處，在該區(qū)域處排水水庫50與所述最終排水出口之間的水位差為10.13米或更多。
如上所述，通過將發(fā)電設(shè)備安裝在水位差為10.13米或更多的區(qū)域處，因此能夠在一處匯集跌水以便因此來提高發(fā)電效率，并且水能夠更快排放到大海S中。
最后，沿著倒虹吸水路T安裝的多個防空蝕空穴2和多個發(fā)電設(shè)備l用來增加水流量。因此，能夠反復(fù)地多次利用這些水以產(chǎn)生更高的電量，并能夠提高暴雨期間的排水能力。
盡管已經(jīng)參照具體實施方式
描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，顯然能夠在不背離如所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出多種變化和改型。
權(quán)利要求
1. 一種防洪系統(tǒng)，其包括沿河道形成的倒虹吸水路，其中，所述倒虹吸水路包括真空泵，至少一個防空蝕空穴連接至所述真空泵。
2. 如權(quán)利要求l所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述倒虹吸M還包括發(fā)電 設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述倒虹吸水路還包括 進水入口 ，所述進7jc入口與所述倒虹吸 jc^連通并安裝在所述河道的支流處。
4. 如權(quán)利要求2所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電設(shè)備包括 進水水庫，所述進水7jC庫具有進7jC入口；水庫，所述水庫連接至所述進水水庫；排水水庫，所述排水水庫具有排水出口并通過用于發(fā)電的7jc路連接至所述水庫的下游；:^<4^機，所述7jc^機安^所述用于發(fā)電的7jc^的中間；以及 第一防空蝕空穴和第二防空蝕空穴，所述第一防空蝕空穴和所述第二防空蝕空穴分別形成在所述進水水庫和所述排水水庫的上部處，以便與所述真空泵連通。
5. 如權(quán)利要求4所述的防洪系統(tǒng)，其還包括 設(shè)置在低于所述進水入口的位置處的清潔入口 。
6. 如權(quán)利要求2或4所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電設(shè)備以如下 的方式安裝位于上游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備的排水7jc庫與位于下游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備的進水水庫之間的水位差或者所述倒虹吸水路的最終排水出口與相 對于所述最終排水出口位于上游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備的排水水庫之間的水位 差為10.13米或更多。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防洪系統(tǒng)，該防洪系統(tǒng)包括多個發(fā)電設(shè)備和多個防空蝕空穴，發(fā)電設(shè)備和防空蝕空穴連接至作為單獨的人工建筑的倒虹吸水路，以便控制進入大海之前的從河道的起點至終點的河水流量。發(fā)電設(shè)備包括第一防空蝕空穴，其形成于進水水庫的上部空氣層中；水輪機，其安裝在連接于防空蝕空穴的液壓管的下游用以發(fā)電；以及第二防空蝕空穴，其形成在位于水輪機附近的排水水庫中。
文檔編號F03B11/04GK101535629SQ200780042723
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者趙克來 申請人:趙克來