專利名稱：自動水循環(huán)水力發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，具體地說是一種自動水循環(huán)水力發(fā)電裝置。
技術背景現(xiàn)有發(fā)電方式包括有火力發(fā)電、攔河壩式的水力發(fā)電、太陽能發(fā)電、風力 發(fā)電以及核能發(fā)電等多種形式，其中以燃燒煤炭的火力發(fā)電方式占主導地位。 但是這種火力發(fā)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(fā) 生，嚴重危害著人類的生存。而導致這些現(xiàn)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(fā)電、太陽能發(fā)電和風力發(fā)電， 一是生產的能源有限，二是具有區(qū)域的局限 性，并且發(fā)電極不穩(wěn)定，所以這些發(fā)電方式都只能作為補充能源。核能發(fā)電具 有潛在的危險性，且投資巨大，世界人民都極力反對。發(fā)明內容本發(fā)明的目的就是提供一種零污染、占地少的自動水循環(huán)水力發(fā)電裝置， 以替代火力發(fā)電和核能發(fā)電方式，保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的 一種自動水循環(huán)水力發(fā)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(fā)電道，在發(fā)電道內分布有若干 帶葉片的轉軸，每個轉軸外接一臺發(fā)電機；兩發(fā)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(fā)明發(fā)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(fā) 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(fā)電道，推動發(fā)電道里的葉片，帶動轉 軸高速轉動，使發(fā)電道外的多個發(fā)電機同時運轉發(fā)電。沖到發(fā)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(xù)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(xù)順著第二流水道的慣力道流向下斜的發(fā)電道，高速沖擊該發(fā)電道里的葉片， 帶動轉軸高速旋轉，使裝在第二流水道的發(fā)電道外面的多個發(fā)電機同時運轉發(fā) 電。當水流沖到第二流水道的發(fā)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(xù)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(xù)進行下一輪的水流沖擊發(fā)電。由于本發(fā)明發(fā)電裝置中設置有多臺發(fā)電機進行發(fā)電，實現(xiàn)了水流沖擊能量 的充分利用，所發(fā)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(xiàn)了自動水循環(huán)水力發(fā)電的目 的。本發(fā)明自動水循環(huán)水力發(fā)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(xiàn)有的高污染或高危險性的其他發(fā)電方 式。采用本發(fā)明自動水循環(huán)水力發(fā)電裝置進行發(fā)電，可逐步替代火力發(fā)電和核 能發(fā)電，是一種清潔、安全的發(fā)電方式，因而將會成為未來發(fā)電模式的主導。


圖l是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是本發(fā)明中發(fā)電機葉輪的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明自動水循環(huán)水力發(fā)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(huán)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(fā)電道3。在發(fā)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(fā)電機9。兩條發(fā)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(fā)明發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)電道3。發(fā)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(xiàn) 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(fā)電機相連 接，由此帶動發(fā)電機9轉動發(fā)電。水流在發(fā)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(fā)電機的正常 發(fā)電。水流向下沖擊，到達發(fā)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(fā)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(huán)，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(fā)電道3內的變流道8后，到達發(fā)電道3 內的一個大緩角的續(xù)變道7。續(xù)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(fā)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(huán)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(xù)高速向下沖擊，流向第二流水 道的發(fā)電道。水流通過發(fā)電道，推動多個分水葉片13、轉輪和轉軸轉動，使多 個發(fā)電機發(fā)電。隨后水流沖向最低端的余水箱17和后續(xù)的供運道，并通過供運 道里的運水車，將水連續(xù)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(xiàn) 了一個完整的工作循環(huán)。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(xiàn)連續(xù)的自動水循環(huán)水力發(fā)電的目的。本發(fā)明發(fā)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(fā)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(jù)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(xiàn)連續(xù) 的水循環(huán)水力發(fā)電的目的。本發(fā)明發(fā)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(fā)電道3的下部分別設置停落水箱。當出現(xiàn)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(huán)水流，此 時第一和第二流水道的水可全部流入兩發(fā)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(huán)水力發(fā)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(fā)電道(3)，在發(fā)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(fā)電機(9)；兩發(fā)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(jù)權利要求l所述的自動水循環(huán)水力發(fā)電裝置，其特征在于發(fā)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(jù)權利要求l所述的自動水循環(huán)水力發(fā)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(jù)權利要求l、 2或3所述的自動水循環(huán)水力發(fā)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(fā)明涉及一種自動水循環(huán)水力發(fā)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(fā)電道，在發(fā)電道內分布有若干帶葉片的轉軸，每個轉軸外接一臺發(fā)電機；兩發(fā)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(fā)明水力發(fā)電裝置可逐步替代火力發(fā)電和核能發(fā)電，是一種清潔、安全的發(fā)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(yōu)先權日2008年1月25日
發(fā)明者朱文超 申請人:朱文超