CN85105591A - 虹吸水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种由虹吸管、滤水器、阀门、储水罐、注水孔(储气室)抽气机、气压计、起动闸、贯流式发电机、立(卧)式水轮机组合在一起的发电装置。
本装置采用“虹吸原理”。可增加10吨/米2的高水位静压力让两套发电机同时发电。发电量高、性能稳定，为中小型水电站的改革、挖潜，为新电站的筹建，为广大农村山区的节水用电，可开拓新的途径。

Description

一种由虹吸管、滤水器、阀门、储水罐、注水孔（储气室）、抽气机、气压计、起动闸、闸门支架、贯流式发电机、立（卧）式水轮机组合在一起的一套发电装置。
本发明属水力发电装置（部分可属水动力装置）。
我国现行中小型水力发电，多采用渠道或管道送水，利用水的一般静压力和冲击力来进行发电。发电量低，且不稳定，尤其受季节影响较大，很不平衡，使经济效益不能令人满意。
本发明装置，采用虹吸管送水，将水储存在高出水面10米的储水罐内。可形成10吨/米2的高水位静压力。在罐内闸门的控制下，再送到罐体下部“漏斗形”的出水口处，冲击安装在那里的贯流式发电机进行发电。同时，可通过喷嘴（双喷嘴-三喷嘴-四喷嘴-六喷嘴均可）将“漏斗形”出水口喷射出来的水流，喷射到地面安装的立（卧）式水轮机叶片上，即可构成两个发电机同时发电的效力。
本装置中虹吸管的粗细与罐体的粗细，可根据水流量的大小而异。储水罐的高低须因地制宜：除考虑当地的气压高低外，主要应考虑水位落差的高度。一般来讲，总高度可为大气压强值对水的高度，加上水位的落差高度，再减去立（卧）式水轮机的高度与两机组的适当距离即可。
大气压强值的推算公式是：标准状况下，大气压强为760mmHg水银的比重为13.6克/厘米3。所以，水的高度为10.336米，如当地的大气压强为750mmHg，那么，水的高度应为10.200米（即供水平面距罐顶高度的最大值）。
本装置采用虹吸管的重要依据是，《辞海》（上海人民出版社出版）对〔虹吸现象〕有这样一段解释和记载：“依靠大气压强，利用曲管将流体经过高出液面的地方引向低处的现象，在曲管（虹吸管）内予先充满液体，同时液体柱本身产生的压强不超过大气压的情况下才能发生……虹吸现象有很多应用，如我国河南、山东一带，常用此引黄河的水越过河堤来灌溉农田”。
利用“虹吸现象”，引水越堤灌田，是大气压强进行能量转化的一种形式，利用“虹吸现象”将水引入储水罐，也是大气压强进行能量转化的一种形式。
本装置采用“漏斗形”的出水口，并在那里安装贯流式发电机，是根据液体流动的连续原理和柏努利定律。在“漏斗形”的一侧，开一封密式小门，为的是安装、检修贯流式发电机。
本装置在贯流式发电机下面，再安装一个立（卧）式水轮发电机，是因为从“漏斗形”出水口喷射出来的水，不仅具有一定的压力，同时还有很大的冲力，将这种水通过喷嘴喷射到水轮机的叶片或水斗上，足以推动一部水轮机正常运转。
本装置采用塑胶“扣碗式”或“层压式”闸门。并让其附着在闸门支撑架上，是因为在闸门的下面有大气的“举托”。塑胶片，无须过厚过硬，开闸时，只须将闸门提高，水即压迫闸门流下……同时，可通过闸门在支撑架上的附着多少，来控制水流量的多少。
本装置在罐顶设置低压气压计、抽气机的目的在于：通过低压气压计可测出罐内充气程度，并用抽气机将不必要的废气排除。以保证虹吸管的正常送水，两机组的正常运转。
气压计和抽气机的使用可分为两种情况：
（一）水位有落差的情况：这时“漏斗形”出水口势必要低于虹吸管的进水水面。气压计和抽气机可以说是一种防御性设施，在正常送水、运转的情况下一般不经常使用。
（二）水位没有落差的情况：这时“漏斗形”的出水口要适当高出虹吸管的进水水面。大气会从“漏斗形”的出水口处连续不断地以气泡的形式进入罐内，并上升到储气室里，为此抽气机须不停顿地工作，才可保证虹吸管的正常送水。否则，储气室和罐内充气过多，就要破坏水流的连续性，并会使虹吸管内的水倒流回去。
本装置所须水位的落差一般都不太大。因此，在水位落差大的瀑布处，河床两岸多形式的水位落差处，水流坡度较长的山坡处……均可建成阶梯式或多层次的本发电装置，不仅可把一次性用水改变成两次用水，同时还可由两次用水改变成2n次的用水。在没有水位落差的地方，还可以筹建循环式虹吸水力发电装置。这样，不仅为已有电站的改革、挖潜开拓了新路;同时，为今后水电站的筹建，广大农村山区的节水用电，也会开拓一个新的境界。
本装置除上述说明外，另有附图说明与附图四幅，以供参照。
Figure 85105591_IMG1
附图说明：
图1、虹吸水力发电装置整体图
图2、阶梯式虹吸水力发电装置
图3、贯流发电机与闸门、闸门支架的另一种装置。
图4、在没有水位落差情况下，虹吸水力发电装置。

Claims (5)

1、一种新型的水力发电装置：其特征在于一个带有虹吸管的“漏斗形”储水罐。罐的内部装置有起动闸、闸门、闸门支架、贯流式发电机；罐的顶部设有储气室(注水孔)、低压气压计、抽气机；罐的出水口下面，安一立(卧)式水轮发电机。
2、一种按权利要求1、所述的发电装置，其特征在于：用虹吸管，可将大气的压强力，转化为水的静压力，将水储存在高出水面10米左右的储水罐内，流经“漏斗形”出水口处，冲出贯流式发电机与下面的水轮机同时发电。
3、一种按权利要求1、2所述的发电装置，其特征在于：利用气压计、抽气机来观察、控制罐内的气压变化情况，排除罐内不必要的废气，以保证虹吸管的正常送水，发电机的正常运转。
4、一种按权利要求1、2、3所述的发电装置，其特征在于：罐内的塑腋闸门须附着在支撑架上，通过连杆的提升程度，可控制闸门的开关，水流量的多少，发电量的大小。
5、一种按权利要求1、2、3、4所述的发电装置。其特征在于：凡在水位落差较大的地方，如瀑布、河床两岸……可建成阶梯式或多层次的虹吸发电装置;在没有水位落差的地方，可以筹建循环式虹吸水力发电装置。
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WO1997039239A1 (fr) * 1996-04-16 1997-10-23 Jinyu Zhou Centrale electrique hydrodynamique fonctionnant par adsorption par le vide
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