CN103485964A - 利用浮力串联提升水的循环水力发电方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，设置由多级浮力桶和提升桶串联构成的浮力提升装置，由所述浮力提升装置利用浮力自动将水提升至设定水力发电高度，实现水力发电，将湖塘水、江河水或海水依次流入多级提升桶和浮力桶内，通过形成串联式多级提升，实现依靠水的浮力逐级将水提升到设定水力发电高度，最终将湖塘水、江河水或海水提升至设定发电高度；通过控制装置控制各级浮力桶和提升桶的排水开关和进水开关的开启/关闭状态；提升至设定高度的水再下落入湖塘、江河或海域实现循环式水力发电。本发明不需要其他机械动力，也不需要修筑大坝，因此不会对周边环境造成任何影响且建设成本低、适用范围广。

Description

利用浮力串联提升水的循环水力发电方法及系统

技术领域

本发明涉及一种利用浮力串联提升水的循环水力发电方法及系统，属于水力发电技术领域。

背景技术

水力发电是利用水的落差冲击叶片发电，将势能转换为电能。水力发电属于清洁能源，不会产生二氧化碳污染环境，因此国家提倡发展水利发电。水力发电量的大小，与水流量、水落差等密切相关，水流量大、水落差大，即装机容量大，发电量就大。现有技术中，为了实现水流量大、落差大，需要修建大型水利大坝蓄水发电。但是，修建大型水利大坝蓄水，实际上是将自然水流拦截，一方面需要淹没大量土地以构成蓄水库，另一方面拦截水流后，对下游的生态环境会造成一定的影响，如下游出现干旱或洪灾等，第三方面是修建大型水利大坝需要耗费大量人力、物力和财力，投入成本太高。

发明内容

本发明的目的之一，是为了克服现有技术建坝蓄水对下游造成的灾害及建设成本高的缺陷，提供一种利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，利用水的浮力将水提升到一定高度，然后下落形成水流落差进行水利发电，再利用水的浮力将水提升至一定高度再下落，该方法能够重复利用水资源实现循环式水利发电。

本发明的目的之二，是为提供一种利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，该系统结构简单，不用修建栏坝也能够将水提升到一定高度形成水流落差，因此不会对下游生态环境造成影响，还能减少水利发电工程的建设成本。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：

利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，其特征在于：设置由多级浮力桶和提升桶串联构成的浮力提升装置，由所述浮力提升装置利用浮力自动将水提升至设定水力发电高度，实现水力发电，具体步骤如下；

1）将湖塘水、江河水或海水依次流入第一级提升桶和第一级浮力桶，第一级浮力桶的水产生浮力将第一级提升桶提升至设定高度，实现第一级提升；

2）将步骤1）提升后第一级提升桶内装的水依次流入第二级提升桶和第二级浮力桶，第二级浮力桶的水产生浮力将第二级提升桶提升至设定高度，实现第二级提升；

3）将步骤2）提升后第二级提升桶的水再依次流入第三级提升桶和第三级浮力桶，第三级浮力桶的水产生浮力将第三级提升桶提升至设定高度，实现第三级提升；

依此类推，实现第三级提升及第三级以上提升后提升桶内的水依次流入上一级提升桶和上一级浮力桶，形成串联式多级提升，实现依靠水的浮力逐级将水提升到设定水力发电高度，最终将湖塘水、江河水或海水提升至设定发电高度；通过控制装置控制各级浮力桶和提升桶的排水开关和进水开关的开启/关闭状态；提升至设定高度的水再下落入湖塘、江河或海域实现循环式水力发电。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案实现：

进一步地：所述多级浮力桶内的水称为浮力水，多级浮力桶内的浮力水隔级排入下级浮力桶内，作为下级浮力桶的浮力水，第三级浮力桶内的浮力水排入湖塘、江河或海域。

进一步地：在第一级浮力桶和第一级提升桶之下设置负级浮力桶和负级提升桶，利用负级浮力桶和负级提升桶收集第一级浮力桶和第二级浮力桶溢出的浮力水，第二级浮力桶内的浮力水隔级排入负一级浮力桶和负一级提升桶内；第一级浮力桶内的浮力水隔级排入负二级浮力桶和负二级提升桶内，通过隔级排入直到负N级浮力桶和提升桶；负级浮力桶内水产生的浮力水将负级提升桶的水提升至第一级浮力桶和第一级提升桶，由第一级浮力桶和第一级提升桶再提升至第二级浮力桶和第二级提升桶，依次逐级向上提升至设定水力发电高度。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案实现：

利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：在湖塘、江河或海边设置固定高墙，在固定高墙的顶部设有蓄水池，在固定高墙的下部设有水力发电机，在固定高墙上设置由多级浮力桶和提升桶串联构成的浮力提升装置，浮力提升装置的浮力桶和提升桶呈阶梯状分布设置，所述提升桶设置在浮力桶内、形成每个浮力桶配置一个提升桶，形成一个水提升点，通过多级水提升点构成串联式提升结构，上、下级浮力桶和上、下级提升桶之间通过管道相连，在所述管道上设有进水开关和排水开关，所述进水开关和排水开关的控制输入端连接控制装置的输出端。

本发明的目的之二还可以通过以下技术方案实现：

进一步地：还包括若干串负级浮力桶和提升桶，在固定高墙的底部设有坑体，固定高墙沿坑体向下延伸形成下部墙体，在下部墙体设有负级浮力桶和负级提升桶；多级浮力桶包括第一级浮力桶、第二级浮力桶、第三级浮力桶…，第N级浮力桶，多级提升桶包括第一级提升桶、第二级提升桶、第三级提升桶…，第N级提升桶；负级浮力桶和负级提升桶设置在第一级提升桶和第一级浮力桶下；所述负级浮力桶和负级提升桶的数量从负一级、负二级到负N级隔级依次递减，呈倒三角形。

进一步地：所述提升桶底部设有浮漂，所述浮漂的四周设有多个落水孔，所述浮漂的侧面设有多根稳定条，浮漂通过稳定条抵在浮力桶内壁，防止提升桶晃动。

进一步地：所述浮力桶的高度是设定每次提升高度的二倍以上，所述浮力桶与提升桶的容积比大于或等于4∶1。

进一步地：所述固定高墙采用钢筋混凝土结构，固定高墙呈弧形或半圆形，所述固定高墙和浮力桶上设有挂钩，浮力桶通过链接固定在固定高墙上。

进一步地：还设有水位传感器，水位传感器设置在浮力桶上，水位传感器采集水位信息传递到控制装置，通过控制装置控制各开关的开启/关闭；管道的进水开关和排水开关采用数控开关。

进一步地：所述第一级浮力桶和第一级提升桶设置在最低水位线以下。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用浮力桶和提升桶将水提高到一定高度进行水力发电，具体是通过浮力桶内浮力水产生的浮力作为提升桶向上提升的动力，将提升桶内水提升到一定高度，提升后的水再流入上级提升桶和浮力桶内进行再次提升，通过多级提升最终提高到设定发电高度，然后再水下落进行水力发电，下落后的水再次被提升，不断重复实现了循环式水利发电。本发明不需要其他机械动力，也不需要修筑大坝，因此不会对周边环境造成任何影响且建设成本低。本发明适用范围广，可以利用江河水、湖塘水、海水和涨潮水进行发电。

2、本发明通过水位传感器采集水位信息，然后传递到控制装置，由控制装置控制各级浮力桶和提升桶的进水开关和排水开关，实现了智能化控制。

3、本发明在提升桶底部设置浮漂，浮漂侧面设置稳定条，避免了提升桶在提升过程中出现晃动，使每次提升量保持一致，保障了整个工程的顺利实施。

附图说明

图1是本发明的浮力桶和提升桶结构示意图。

图2是本发明的浮力桶结构示意图。

图3是本发明的提升桶结构示意图。

图4是本发明的浮漂结构示意图。

图5是本发明具体实施例3中多级浮力桶和提升桶布置结构示意图。

图6是本发明具体实施例3中浮力桶和提升桶的布置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

具体实施例1：

如图1、图2、图3和图4所示一种利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，包括控制装置，若干串多级浮力桶1、提升桶2、浮漂3、稳定条6、管道、水位传感器、排水开关和进水开关；在湖塘和江河水位较低的地方挖一条沟壑，固定高墙4设置在沟壑处，固定高墙4是采用钢筋混凝土构成的弧形墙或者半圆形墙，墙体高度视发电落差而定，固定高墙4顶部设有蓄水池5，蓄水池5呈漏斗型，固定高墙4下部接近水面的地方修建栈道，在栈道上安装水力发电机，所述水力发电机采用现有轴流式发电机。在固定高墙4上设置由多级浮力桶1和提升桶2串联构成的浮力提升装置，浮力提升装置的浮力桶1和提升桶2呈阶梯状分布设置在固定高墙4上，多级浮力桶1包括第一级浮力桶1-1、第二级浮力桶1-2、第三级浮力桶1-3…，第N级浮力桶1-N，多级提升桶2包括第一级提升桶2-1、第二级提升桶2-2、第三级提升桶2-3…，第N级提升桶2-N；所述提升桶2设置在浮力桶1内、、形成每个浮力桶1配置一个提升桶2，通过多级浮力桶1和提升桶2构成串联式提升结构，多个提升点横向排列为级，阶梯状上下排列为串。每级提升的高度可以是1米、1、5米、2米或其他，固定高墙4和浮力桶1上设有挂钩，浮力桶1通过链条与挂钩的配合固定在固定高墙4上；各级浮力桶1和提升桶2的大小、结构相同，每个浮力桶1配置一个提升桶2，浮力桶1和提升桶2可选用金属或塑料制作而成，所述浮力桶1的高度是设定每次提升高度的2部以上，所述浮力桶1与提升桶2的体积比大于4:1；提升桶2底部设有浮漂3，浮漂3的四周设有多个落水孔3-1，浮漂3的侧面设有多根稳定条6，浮漂3通过稳定条6抵在浮力桶1内壁；所述第一级浮力桶1-1和第一提升桶1-2设置在低于最低水位线处，上级浮力桶与下级浮力桶之间通过管道7相连，上级提升桶与下级提升桶之间通过管道7相连，管道7采用软管，管道7上设有排水开关和进水开关，排水开关和进水开关采用数控开关，排水开关和进水开关的控制输入端连接控制装置的输出端电连接；水位传感器设置在浮力桶1上，水位传感器与控制装置电连接，当水位传感器检测到水位信息后传递到控制装置，通过控制装置控制各级浮力桶1和提升桶2的排水开关和进水开关的开启/关闭状态，通过多级浮力桶1和提升桶2构成串联式提升结构。

利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，设置由多级浮力桶1和提升桶2串联构成的浮力提升装置，由所述浮力提升装置利用浮力自动将水提升至设定水力发电高度，实现水力发电，所述多级浮力桶1内的水称为浮力水，多级浮力桶1内的浮力水隔级排入下级浮力桶内，作为下级浮力桶的浮力水。湖塘水、江河水或海水在全系统只为第一级浮力桶1-1和第一级提升桶1-2提供水。第三级浮力桶1-3内的浮力水排入湖塘、江河或海域。具体步骤如下；

1）将湖塘水、江河水依次流入第一级提升桶2-1和第一级浮力桶1-1，第一级浮力桶1-1的水产生浮力将第一级提升桶2-1提升至设定高度，实现第一级提升；

2）将步骤1）提升后第一级提升桶2-1内装的水依次流入第二级提升桶2-2和第二级浮力桶1-2，第二级浮力桶1-2的水产生浮力将第二级提升桶2-2提升至设定高度，实现第二级提升；

3）将步骤2）提升后第二级提升桶2-2的水再依次流入第三级提升桶2-3和第三级浮力桶1-3，第三级浮力桶1-3的水产生浮力将第三级提升桶2-3提升至设定高度，实现第三级提升；

依此类推，实现第三级提升及第三级以上提升后提升桶内的水依次流入上一级提升桶和上一级浮力桶，形成串联式多级提升，实现依靠水的浮力逐级将水提升到设定水力发电高度，最终将湖塘水或江河水提升至设定发电高度；通过控制装置控制各级浮力桶1和提升桶2的排水开关和进水开关的开启/关闭状态；提升至设定高度的水再下落入湖塘或江河实现循环式水力发电。

具体实施例2

本实施例的特点是：还包括若干串负级浮力桶和提升桶，在固定高墙4的底部设有坑体，固定高墙4沿坑体向下延伸形成下部墙体，在下部墙体设有负级浮力桶和负级提升桶；负级浮力桶和负级提升桶设置在第一级提升桶2-1和第一级浮力桶1-1下；所述负级浮力桶和负级提升桶的数量从负一级、负二级到负N级隔级依次递减，呈倒三角形，负N级时只剩一个浮力桶和提升桶或只有少部分尾水。

该水力发电方法如下：在第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1之下设置负级浮力桶和负级提升桶，利用负级浮力桶和负级提升桶收集第一级浮力桶1-1和第二级浮力桶1-2溢出的浮力水，第二级浮力桶1-2内的浮力水隔级排入负一级浮力桶1-1-1和负一级提升桶2-1-1内；第一级浮力桶1-1内的浮力水隔级排入负二级浮力桶1-2-1和负二级提升桶2-2-1内，通过隔级排入直到负N级浮力桶和提升桶；负级浮力桶内水产生的浮力水将负级提升桶的水提升至第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1，由第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1再提升至第二级浮力桶1-2和第二级提升桶2-2，依次逐级向上提升至设定水力发电高度，负N级最后剩余的尾水可以采用抽水机抽入入湖塘，或者顺着江河排向下游，其他特点与具体实施例1相同。

具体实施例3：

如图4和图5所示，本实施例的特点是：所述固定高墙4上还设有单独由负级浮力桶和负级提升桶供水的多级浮力桶1和多级提升桶2，负级浮力桶和负级提升桶内的水单独提供到该第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1内，由第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1再提升至第二级浮力桶1-2和第二级提升桶2-2，由第二级浮力桶1-2和第二级提升桶2-2再提升至第三级浮力桶1-3和第三级提升桶2-3，依次逐级向上提升至设定水力发电高度。其他特征与具体实施例2相同。

下面是某采用本发明的水利发电系统。

选择一面积在50平方公里以上，水深在3米以上的湖塘，在湖塘的一侧挖一条30米深的坑体，从上到下逐渐变窄，底部宽为10米；在坑体处建立呈弧形的固定高墙4，墙供向湖塘内侧，固定高墙4分为上、下两部分墙体，上部墙体高度为12米，长为600～800米，厚度为1米，设置在低于湖塘底部2米处，下部墙体的深度为36米、宽度逐渐变为10米。固定高墙4的顶部修建一个呈漏斗型的蓄水池，漏斗口距离湖塘水平面位12米，蓄水池的体积为800～1000立方米。

每个浮力桶的高度为3米、内径为1.6米，其容积为6立方米。每个提升桶的高度为0.7米，直径是1.48米，重量为50公斤，其容积为1.2033立方米，等于1.2033吨水即每次提升为上级浮力桶和提升桶构成的提升装置提供1.2033吨水。每个圆柱型浮漂的体积为1.813664立方米，浮漂呈中空结构，重量为50公斤，高度为1米，浮力桶内径大于浮漂直径0.08米，因此浮漂直径为1.52米，在浮漂3的四周设置20个落水孔3-1，每个落水孔3-1的直径为80毫米，20个落水孔的体积是0.08立方米，因此减去落水孔后的浮漂实际的体积略大于1.37立方米；0.8米浮力桶容积是1.6立方米减去浮漂1.37立方米等于0.23立方米，0.23立方米加上落水孔0.08立方米是0.31立方米，该0.31立方米是浮力桶1与浮漂3之间形成的落水通道体积，该0.31立方米等于0.31吨水。因为浮漂吃水不足0.8米，0.8米长的浮漂体积是1.45立方米，20个落水孔只有接近0.8米处吃水，所以其体积是0.08立方米。

浮力公式：F浮=G排=ρ液gV排

当物体漂浮时，F浮=G物，因浮漂与提升桶各重量相同，浮漂比提升桶的容量大，在水中形成的F浮大于G物，得出如下结论，要使提升桶2内的1.2033吨水提升1米时，因此浮力桶1内浮力水的高度大于2米。

当湖塘水10往提升桶2内注入1.2033吨水，作为1份水，再往浮力桶1注入四份，共4.8132吨水，浮力桶1内的4.8132吨水，其中0.31进入浮力桶1与浮漂3的落水通道，1米的浮漂3其中0.8米已接近全部吃水，浮力桶1米深的容积是2.0096立方米，也就是半米可装1吨水。注入浮力桶的4.8132吨水中有0.317吨水已被占用，所剩的4,5032吨水都在浮漂的底部下方，浮漂3和提升桶2内的1.2033吨水组合成的整个大漂浮物已全部漂浮起来，这时的浮漂3底部距离浮力桶1底部有：4.4032*0.5=2.2516米处，满足提升桶2内水提升1米的要求，2.2516米加浮漂3的1米高是3.2516米，满足向上级提升桶注入水的要求。浮力水上水平线略高于2米以上处，也就是2.2516米处，第二级要行使提升功能时，它的浮力水上升平线也在2.2516米处，因而第一级提升桶2-1的底部在3.2516米处时，与第二级的浮力桶1-2上水平线持平，保证了第一级提升桶2-1给第二级浮力桶1-2输送的第五桶水完全释放，满足向上级提升桶注入水的要求，所以往提升桶2注入1份水，浮力桶1注入4份水就能满足向上级提升的要求。因此得出每个水提升点接受五份水后可以实施提升动作即4份浮力水提升一份提升水，完成提升后浮力水要退往下级，作为“五升一退四”。浮力水往负级排放时，每个浮力桶剩4份水，而负级一个水提升点需五份水，需五个浮力桶为负级四个水提升点供水，因而可做为“五个四变四个五”。

在固定高墙体上安装50个浮力桶1和提升桶2，也叫50个提升点，该第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1的水专门由湖塘水10提供；第一级提升桶2-1的顶部在湖塘1米深的水位线处，第二级浮力桶1-2比第一级浮力桶1-1高1米，第三级、四级……十二级依次高1米，采用“五升一退四”的方式，组成50串水提升装置，逐级把水梯送至发电所需高度。第一级的下部为负级，采用“五个四变四个五”的方式，把第二级的浮力水隔级下排至负一级的提升桶和浮力桶里，把第一级的浮力水隔级下排至负二级的提升桶和浮力桶里。这样负一级有40个水提升点，在墙体上还安装有与负一级的浮力桶个数对应的多级浮力桶1和多级提升桶2，这40个水提升点采用“五升一退四”的方式结串逐级把水送至发电高度。同样在墙体上还安装有与负二级的浮力桶个数对应的多级浮力桶1和多级提升桶2，负二级的40个水提升点也采用“五升一退四”的方式结串逐级把水送至发电高度。负一级和负二级采用“五个四变四个五”的方式隔级下排至负三级和负四级，使负三级和负四级各变成32个水提升点，这样又变成了两个32串水提升装置把水往上梯送至发电点的高度。进入负级后依次下落1米的高度，通过n次“五个四变四个五”的演变方式，直至最后剩下少部分尾水，然后采用抽水机将水抽至湖塘中。最后所有负级组成了386串水提升装置，加上前面的50串，一共有436串水提升装置为上蓄水池供水。

本发明的工作原理如下：

湖塘水10先往第一级提升桶2-1注入1份1.2033吨水，再往第一级浮力桶1-1内注入4份，共4.8132吨水，在此过程中，第一级提升桶2-1不断被提高，当第一级浮力桶1-1注满4份水后，水位传感器检测到水位信息传递给控制装置，通过控制装置开启第一级提升桶2-1的排水开关和第二级提升桶2-2的进水开关，第一级提升桶2-1以每秒200公斤的速度往第二级提升桶2-2内注入一份水，实现第一级提升。

第一级提升桶2-1释放完水后，第一级浮力桶1-1内的4.8132吨浮力水以每秒200公斤的速度先注入负二级提升桶2-2-1，然后再注入负二级浮力桶1-2-1，第一级浮力桶1-1内的浮力水释放完后，湖塘水再往第一级提升桶2-1注入1份水，第一级浮力桶1-1内注入4份水，重复上述步骤，第一级提升桶2-1共5次提升向第二级提升桶2-2注水5份水，其中4份水流入第二级浮力桶1-2内，当第二级浮力桶1-2内注满4.8132吨水时，控制装置开启第二级提升桶2-2的排水开关和第三级提升桶2-3的进水开关，第二级提升桶2-2以每秒200公斤的速度往第三级提升桶2-3注入一份水，实现第二级提升。

第二级提升桶2-2释放完水后，第二级浮力桶1-2内的4.8132吨浮力水以每秒200公斤的速度先注入负一级提升桶2-1-1，然后再注入负一级浮力桶1-1-1；第二级浮力桶1-2内的浮力水释放完后，第一级提升桶2-1再往第二级提升桶2-2注水，第二级提升桶2-2再次接受第一级提升桶2-1的五次释放，第二级提升桶2-2再次往第三级提升桶2-3注入一份水，重复上述步骤，第二级提升桶2-2共五次提升往第三级提升桶2-3注入五份水，其中4份水流入第三级浮力桶1-3内，当第三级浮力桶1-3内注满4.8132吨水时，控制装置开启第三级提升桶2-3的排水开关和第四级提升桶2-4的进水开关，第三级提升桶2-3以每秒200公斤的速度注入第四级提升桶2-4注入一份水，实现第三级提升。

第三级提升桶2-3释放完水后，第三级浮力桶1-3内的4.8132吨浮力水流入湖塘；第二级提升桶2-2再往第三级提升桶2-3注水，第三级提升桶2-3再次接受第二级提升桶1-2的五次释放，第三级提升桶2-3再次往第四级提升桶2-4注入一份水，实现第四次提升。重复以上步骤直至完成第十二级提升将湖塘水10送入固定高墙4顶部的蓄水池5内。

负级浮力桶和负级提升桶采用正级的浮力桶和提升桶的提升方法，负N级浮力桶内水产生的浮力将负N级提升桶内的水逐级向上提升至负一级提升桶2-1-1和负一级浮力桶1-1-1，然后由负一级提升桶2-1-1向第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1注水，第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1再提升至第二级浮力桶1-2和第二级提升桶2-1，依次逐级向上提升至设定发电高度。

蓄水池5内的水下落人湖塘，下落的水流冲击水利发电机发电，落入湖塘的水再次通过浮力桶1和提升桶2提升至蓄水池5内，从而实现循环式水利发电。

所述436串浮力桶和提升桶构成的提升装置，向浮力桶1和提升桶2注入五份水的时间需要半分钟，释放5份水的时间也是半分钟，因此完成一个提升动作需要1分钟，5分钟完成一次提升，当436串提升装置都提升到蓄水池时，每分钟可为蓄水池提供436份水，每份水1.2033吨水，每分钟提升524.6388吨水，每秒略大于8.7吨水，即水的流量是8.7吨/秒。

已知水利发电的公式：发电量=水流量*落差*9.81*效率，效率=0.88，落差为10米，得出每小时的发电量：8.7*10*9.81*0.88=751.0536kw。年发电量：751.0536kw*24*365=6579229.536kw。

如果负极提升装置最后剩余1.2033吨水，采用18kw的抽水机抽回湖塘，因此减去抽水机消耗的电力后剩余发电量为：751.0536kw-18kw=733.0536kw剩余发电量为：733.0536kw*24*365=6421549.536kw。

具体实施例4：

本实施例的特点是:采用海水发电，在海湾修建固定高墙体4，并建一条下排水沟，利用潮汐发电，水力发电方法如下：在涨潮时，海水流入第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1内，通过第一级浮力桶1-1内海水产生的浮力将第一级提升桶2-1内海水提升至第二级提升桶2-2和第二级浮力桶1-2内，第二级浮力桶1-2内海水产生的浮力将第二级提升桶2-2内海水提升至第三级提升桶2-3和第三级浮力桶1-3内，重复上述步骤，直至到达设定发电高度，退潮时，第一级浮力桶1-1和第二级浮力桶1-2内的浮力水通过排水沟排入大海。其他特点与具体实施例相同1。

具体实施例5：

本实施例的特点是:采用人工制造池塘，采用人工池塘进行循环水利发电，其他特点与具体实施例2或具体实施例3相同。

具体实施例6：

本实施例的特点是:采用江河水发电，顺江河流势建一墙体，同时建一条下排水沟，江河水在墙体外流入第一级浮力桶1-1和第一级提升桶2-1内，通过第一级浮力桶1-1内江河水产生的浮力将第一级提升桶2-1内江河水提升至第二级提升桶2-2和第二级浮力桶1-2内，第二级浮力桶1-2内江河水产生的浮力将第二级提升桶2-2内江河水提升至第三级提升桶2-3和第三级浮力桶1-3内，第一级浮力桶1-1和第二级浮力桶1-2内的浮力水流入排水沟，重复上述步骤，直至到达设定发电高度，通过排水沟送往下游的河道。

Claims (10)

1.利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，其特征在于：设置由多级浮力桶（1）和提升桶（2）串联构成的浮力提升装置，由所述浮力提升装置利用浮力自动将水提升至设定水力发电高度，实现水力发电，具体步骤如下；

1）将湖塘水（10）、江河水或海水依次流入第一级提升桶（2-1）和第一级浮力桶（1-1），第一级浮力桶（1-1）的水产生浮力将第一级提升桶（2-1）提升至设定高度，实现第一级提升；

2）将步骤1）提升后第一级提升桶（2-1）内装的水依次流入第二级提升桶（2-2）和第二级浮力桶（1-2），第二级浮力桶（1-2）的水产生浮力将第二级提升桶（2-2）提升至设定高度，实现第二级提升；

3）将步骤2）提升后第二级提升桶（2-2）的水再依次流入第三级提升桶（2-3）和第三级浮力桶（1-3），第三级浮力桶（1-3）的水产生浮力将第三级提升桶（2-3）提升至设定高度，实现第三级提升；

依此类推，实现第三级提升及第三级以上提升后提升桶内的水依次流入上一级提升桶和上一级浮力桶，形成串联式多级提升，实现依靠水的浮力逐级将水提升到设定水力发电高度，最终将湖塘水（10）、江河水或海水提升至设定发电高度；通过控制装置控制各级浮力桶（1）和提升桶（2）的排水开关和进水开关的开启/关闭状态；提升至设定高度的水再下落入湖塘、江河或海域实现循环式水力发电。

2.根据权利要求1所述利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，其特征在于：所述多级浮力桶（1）内的水称为浮力水，多级浮力桶（1）内的浮力水隔级排入下级浮力桶内，作为下级浮力桶的浮力水，第三级浮力桶（1-3）内的浮力水排入湖塘、江河或海域。

3.根据权利要求1或2所述利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，其特征在于：在第一级浮力桶（1-1）和第一级提升桶（2-1）之下设置负级浮力桶和负级提升桶，利用负级浮力桶和负级提升桶收集第一级浮力桶（1-1）和第二级浮力桶（1-2）溢出的浮力水，第二级浮力桶（1-2）内的浮力水隔级排入负一级浮力桶（1-1-1）和负一级提升桶（2-1-1）内；第一级浮力桶（1-1）内的浮力水隔级排入负二级浮力桶（1-2-1）和负二级提升桶（2-2-1）内，通过隔级排入直到负N级浮力桶和提升桶；负级浮力桶内水产生的浮力水将负级提升桶的水提升至第一级浮力桶（1-1）和第一级提升桶（2-1），由第一级浮力桶（1-1）和第一级提升桶（2-1）再提升至第二级浮力桶（1-2）和第二级提升桶（2-2），依次逐级向上提升至设定水力发电高度。

4.利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：在湖塘、江河或海边设置固定高墙（4），在固定高墙（4）的顶部设有蓄水池（5），在固定高墙（4）的下部设有水力发电机，在固定高墙（4）上设置由多级浮力桶（1）和提升桶（2）串联构成的浮力提升装置，浮力提升装置的浮力桶（1）和提升桶（2）呈阶梯状分布设置，所述提升桶（2）设置在浮力桶（1）内、形成每个浮力桶（1）配置一个提升桶（2），通过多级浮力桶（1）和提升桶（2）构成串联式提升结构，上、下级浮力桶和上、下级提升桶之间通过管道相连，在所述管道上设有进水开关和排水开关，所述进水开关和排水开关的控制输入端连接控制装置的输出端。

5.根据权利要求1所述利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：还包括若干串负级浮力桶和提升桶，在固定高墙（4）的底部设有坑体，固定高墙（4）沿坑体向下延伸形成下部墙体，在下部墙体设有负级浮力桶和负级提升桶；多级浮力桶（1）包括第一级浮力桶（1-1）、第二级浮力桶（1-2）、第三级浮力桶（1-3）…，第N级浮力桶（1-N），多级提升桶（2）包括第一级提升桶（2-1）、第二级提升桶（2-2）、第三级提升桶（2-3）…，第N级提升桶（2-N）；负级浮力桶和负级提升桶设置在第一级提升桶（2-1）和第一级浮力桶（1-1）下；所述负级浮力桶和负级提升桶的数量从负一级、负二级到负N级隔级依次递减，呈倒三角形。

6.根据权利要求4或5所述利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：所述提升桶（2）底部设有浮漂（3），所述浮漂（3）的四周设有多个落水孔（3-1），所述浮漂（3）的侧面设有多根稳定条（6），浮漂（3）通过稳定条（6）抵在浮力桶（1）内壁，防止提升桶（2）晃动。

7.根据权利要求4或5所述利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：所述浮力桶（1）的高度是设定每次提升高度的二倍以上，所述浮力桶（1）与提升桶（2）的容积比大于或等于4:1。

8.根据权利要求4或5所述利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：所述固定高墙（4）采用钢筋混凝土结构，固定高墙（4）呈弧形或半圆形，所述固定高墙（4）和浮力桶（1）上设有挂钩(8)，浮力桶（1）通过链接固定在固定高墙（4）上。

9.根据权利要求4或5所述利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：还设有水位传感器，水位传感器设置在浮力桶（1）上，水位传感器采集水位信息传递到控制装置，通过控制装置控制各开关的开启/关闭；管道的进水开关和排水开关采用数控开关。

10.根据权利要求4或5所述利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：所述第一级浮力桶（1-1）和第一级提升桶（1-2）设置在最低水位线以下。

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