CN107152373A - 虹吸式水力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明虹吸式水力发电系统，涉及一种适用于水坝的虹吸发电系统。虹吸水管分为连通进水、最高、出水三段，进水段和进水口有单向水阀，出水段的出水口设有阀门和单向水阀，最高位置段壁上方设置连通的注水排气管才能将虹吸水管中的空气排出，注水排气管设置阀门；虹吸水管设有叶轮，叶轮的转动轴与虹吸水管外的发电机连接，进水管段连通一个水泵注水管设有阀门。优点：只要有一定落差的水坝，并适合安装虹吸式水力发电系统，安装后把虹吸水管内注满水空气也同时排完，就能使虹吸式水力发电系统正常发电工作。可根据水位落差所产生的水流力设计安装单台或多台水力发电机组。可充分，讲水能转化为电难能。

Description

虹吸式水力发电系统
技术领域
本发明涉及水力发电领域，特别是涉及一种适用于水坝的虹吸式水力发电系统。
背景技术
现在有未加装发电装置的水坝，只单纯的蓄水使用或农田灌溉，加装发电装置的水坝也未能充分利用其落差，没有可以充分利用水能的简易水力发电系统。
发明内容
本发明的目的在于提供结构简单，成本低廉可组装化产品的水坝用虹吸式水力发电系统。
本发明有两种结构是：
第一种虹吸式水力发电系统：包括能承受虹吸水压强的硬质虹吸水管(1)其特征在于虹吸水管(1)依次分为相通的进水管段(4)，最高位置水管段(5)和出水管段(6)，进水管段(4)的进水口设有单向水阀门(8)和滤网(7)。在出水管段(6)的出水口设有阀门(16)和单向水阀门(17)，虹吸水管(1)中设有流量调节阀(15)，水轮(3)，水轮(3)的传动轴与发电机(2)连接。
在进水管段(4)连通有一个注水管(10)注水管(10)设有阀门(9)注水管(10)与水泵(11)连接，水泵(11)与吸水管(12)连接。
在最高位置水管段(5)的壁顶连通有注水排气管(18)，注水排气管(18)设有阀门(13)，注水排气管(18)顶端连接水箱(14)。
将本发明虹吸式水力发电系统安装在水坝两侧：把本发明虹吸式水力发电系统的进水管段(4)的进水口一段放入水坝内水中，把最高位置水管段(5)放在水坝的坝堤上面，把出水管段(6)放在水坝的坝堤外的排水河道中，出水管段(6)的出水口水面和水坝水面的水平高度差就为虹吸式水力发电可利用落差。
本虹吸式水力发电系统正常发电状态时，水坝中的水从虹吸水管(1)的进水管段(4)连接的滤网(7)和单向水阀门(8)流入经进水管段(4)最高位置水管段(5)和出水管段(6)从出水管段(6)连接的单向水阀门(17)流出。被虹吸流过虹吸水管(1)中的水冲力冲动虹吸水管(1)中的水轮(3)转动使水轮轴驱动发电机(2)发电。虹吸水管(1)中各段位的水流力相同，发电机组可安装于适合操作段位。
第一种的产生虹吸水流发电，先打开流量调节阀门(15)，注水管阀门(9)，注水排气阀门(13)，关闭出水口阀门(16)，打开水泵(11)向注水管(10)注水到虹吸水管(1)内，由于虹吸水管(1)进水管段(4)的进水口单向水阀门(8)是不能流出的阀门，出水管段(6)的出水口阀门(16)又是关闭的，向虹吸水管(1)注水的同时虹吸水管(1)中的空气从注水排气管(18)流出，当虹吸水管(1)中的空气排完时注水排气管顶端的水箱(14)就会有水溢出后关闭水泵(11)，关闭注水管阀门(9)和注水排气管(18)的阀门(13)，打开出水口阀门(16)，由于虹吸水管(1)中装满水，进水管段(4)的进水口在水坝内水中，出水管段(6)的出水口水平高度低于进水管段(4)的进水口涉入的水坝水面的水平高度，利用虹吸原理形成的虹吸水流从虹吸水管(1)的进水管段(4)的进水口吸入虹吸水管(1)，经进水管段(4)最高位置水管段(5)从出水管段(6)的出水口流出，利用落差水的冲力使虹吸水管(1)中的水流冲动水轮(3)转动水轮轴驱动发电机(2)发电。
如果虹吸水管(1)中有少量空气影响虹吸流力时可关闭出水管段(6)的出水口阀门(16)，打开最高位置水管段(5)上方注水排气管(18)的阀门(13)，往水箱(14)中注水经注水排气管(18)流入虹吸水管(1)中同时虹吸水管(1)中的空气也经注水排气管(18)从水箱(14)中冒出，水箱(14)中的水不往虹吸水管(1)流时，虹吸水管(1)中的空气排尽，关闭注水排气管(18)的阀门(13)，打开出水管段(6)的出水口阀门(16)虹吸水管(1)中水开始流动，发电机(2)重新正常发电。
第二种虹吸式水力发电系统；包括虹吸水管(19)依次分为相通的进水管道(22)，最高位置管段(23)和出水管段(24)进水管段(22)的进水口设有单向水阀门(25)，出水管段(24)的出水口设有阀门(29)虹吸水管(19)中设有水轮(21)水轮(21)的传动轴与发电机(20)连接。
最高位置水管段(23)管壁上方连通有注水排气管(26)并设有阀门(27)，注水排气管(26)顶端连通有水箱(28)。
第二种的产生虹吸水流发电；先关闭出水管段(24)的出水口阀门(29)打开注水排气管(26)的阀门(27)，用容器或水泵往水箱(28)注水，此时进水管段(22)的进水口设置的单向水阀门水不向水坝内流，出水管段(24)的出水口阀门(29)处于关闭状态，水箱(28)的水通过注水排气管(26)流入虹吸水管(19)中，同时又将虹吸水管(19)中的空气经注水排气管(26)从水箱(28)冒出，水箱(28)注满水不往虹吸水管(19)流时，虹吸水管(19)以排完空气注满水。关闭注水排气管(26)的阀门(27)，打开出水管段(24)的出水口阀门(29)。由于虹吸水管(19)的进水管段(22)的进水口在水坝水中，出水管段(24)的出水口水位水平高度低于进水管段(22)的进水口置入的水坝水位，利用虹吸原理使水坝内的水从虹吸水管(19)的进水管段(22)进水口单向水阀门(25)吸入，经进水管段(22)最高位置水管段(23)出水管段(24)通过出水口阀门(29)流出，形成的虹吸水流冲动虹吸水管(19)中的水轮(21)转动，水轮(21)的传动轴驱动发电机(2)发电。
第二种的解除漏气，当虹吸水管(19)中有少量空气时发电效力下降，先关闭出水管段(24)的出水口阀门(29)，打开最高位置水管段(23)相连通的注水排气管阀门(27)，往顶端水箱(28)中注水经注水排气管(26)流入虹吸水管(19)，同时虹吸水管(19)中的空气经注水排气管(26)从水箱(28)冒出，水箱(28)中没有气泡冒出时虹吸水管(19)中的空气排完，关闭注水排气管阀门(27)，打开出水管段(24)出水口的阀门(29)，本虹吸水力发电系统正常发电工作。
虹吸水管(19)的出水管段(24)出水口的阀门(29)有流量调节功能。
虹吸水管用能承受设计压强的硬质管材，一端置于水坝内水下适合部位，避免进水口吸入空气，另一端翻过坝体置于坝堤外底处可利用最大落差。
注水排气管设在虹吸水管最高位置管段管壁上方并连通，才能用水将虹吸水管中的空气挤出。
水箱连通在注水排气管顶端，才能将水箱的水流入虹吸水管内。
水泵到虹吸水管之间的注水管设有阀门。
流量调节阀门设在虹吸水管中，在水坝内水平水位和坝外虹吸水管出水口水位落差及虹吸水管中水的流速大于发电机组设计时，用流量调节阀门调节水流量适应发电机工作。
发电机组配装管道型水力发电机组，方便于注水排气根据不同落差高度与流速在虹吸水管中配置相应的单台水力发电机组或多台水力发电机组。
本发明水力发电系统的优点：结构简单，造价成本低，安装方便，制造水位落差除抬高水坝坝体外还可通过延伸虹吸水管出水管段长度降低虹吸水管出水口水平高度，利用能达到安装虹吸式水力发电系统水位落差的水源，能简单快捷的将虹吸水管注水排气后开始正常工作。
附图说明
图1是第一种虹吸式水力发电系统的结构示意图，图中(1)是虹吸水管，(2)是发电机，(3)是水轮，(4)是进水管段，(5)是最高位置水管段，(6)是出水管段，(7)是滤网，(8)是单向水阀，(9)是注水阀门，(10)是注水管，(11)是水泵，(12)是吸水管，(13)是注水排气阀门，(14)是水箱(15)是流量调节阀，(16)是出水管阀门，(17)是单向水阀，(18)是注水排气管。
图2是第二种虹吸式水力发电系统的结构示意图
图中(19)是虹吸水管，(20)是发电机，(21)是水轮，(22)是进水管段，(23)是最高位置水管段，(24)是出水管段，(25)是单向水阀，(26)是注水排气管，
(27)是注水排气管阀门，(28)是水箱，(29)是出水口阀门。
具体实施方式
实施例1：第一种虹吸水力发电系统如图1.虹吸式水力发电系统，包括虹吸水管(1)虹吸水管(1)依次分为相通的进水管段(4)，最高位置水管段(5)和出水管段(6)，进水管段(4)的进水口涉入水坝水位水平高度高于出水管段(6)的出水口水位水平高度，进水管段(4)的进水口设有滤网(7)，单向水阀门(8)，出水管段(6)的出水口设有阀门(16)和单向水阀门(17)，虹吸水管(1)中设有流量调节阀门(15)，叶轮(3)，叶轮(3)的传动轴与发电机(2)连接。
进水管段(4)连通一个带阀门(9)的注水管(10)，注水管(10)与水泵(11)连接，水泵(11)连接吸水管(12)。
最高位置水管段(5)管壁上方连接带阀门(13)的注水排气管(18).注水排气管(18)顶端连通水箱(14)
实施例2：第二种虹吸是水力发动机系统
如图2，虹吸式水力发电机系统，包括虹吸水管(19)，虹吸水管(19)依次分为相通的进水管段(22)，最高位置水管段(23)和出水管段(24)，进水管段(22)的进水口设有单向水阀门(25)，出水管段(24)的出水口设有阀门(29)，虹吸水管(19)中设有叶轮(21)，叶轮(21)的传动轴与发电机(20)连接
最高位置水管段23的管壁上方连通带阀门(27)的注水排气管(26)，注水排气管(26)顶端连通水箱(28)。

Claims (2)

1.虹吸式水力发电系统，包括虹吸水管(1)，其特征在于：虹吸水管(1)依次分为相通的进水管段(4)，最高位置水管段(5)和出水管段(6)进水管段(4)的进水口设有单向阀门(8)和滤网(7)，出水管段的出水口设有单向阀门(17)和阀门(16)虹吸水管(1)中设有水轮(3)，水轮(3)的传动轴与发电机(2)连接，进水管段(4)处设有连通的注水管(10)阀门(9)，注水管(10)连接水泵(11)，水泵(11)与吸水管(12)连接，最高位置水管段(5)的最高点位壁上方连通注水排气管(18)，注水排气管(18)设有阀门(13)注水排气管(18)顶端与水箱(14)连通，虹吸水管(1)中设有流量调节阀门(15)。
2.虹吸式水力发电系统，包括虹吸水管(19)其特征在于：虹吸水管(19)依次分为相通的进水管段(22)，最高位置水管段(23)和出水管段(24)进水管段(22)的进水口设有单向阀门(25)，出水管段(24)的出水口设有阀门(29)，虹吸水管(19)中设有水轮(21)，水轮(21)的传动轴与发电机(20)连接，最高位置水管段(23)的最高点位的壁上方连通有注水排气管(26)注水排气管(26)设有阀门(27)注水排气管(26)顶端与水箱(28)连通。出水管段(24)的出水口阀门(29)有流量调节功能。
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