TW201542929A

TW201542929A - 流體自我循環的發電方法

Info

Publication number: TW201542929A
Application number: TW103116490A
Authority: TW
Inventors: Lawrance Liao; Pamela Liao; Susan Liao; Jean Liao
Original assignee: Sweet Corp E
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-11-16
Also published as: CN104047797A

Abstract

一種流體自我循環的發電方法；主要是利用流體儲存於較高處的槽體內時，本身的壓強及自高處落下的位能沖擊渦輪或葉輪以驅動發電設施以及泵，使獲取電能，並由泵回收流體推揚返回高處重獲位能及維持壓強；或將該已完成沖擊發電之流體匯集、導入特定之管路系統，使之形成一水錘作用，並適時輔以電動抽水幫浦，令該流體全數向上揚升至特定高處匯集，使系統之儲水槽維持一定之水位及壓強；以重覆循環持續地驅動發電設施，使之不斷產生電能，以供應系統內之電動抽水幫浦及電子控制設施等負載以及系統外之各種負載使用或儲存者。

Description

流體自我循環的發電方法

本發明係一種「流體自我循環的發電方法」；為利用流體自我持續循環流動的動能驅動發電機組以產生電能的方法及其系統。當流體自高處落下時，可以產生一定的動能，再將此動能經由發電裝置轉換為電能。但是，當流體由高處落至低處後，由於受制於重力場，必需再施以一定的功(power)，才能將落至低處的流體揚升至高處。本發明主要回收流體的方式有：一是以泵(Pump)回收；二是以水錘(Water Hammer)揚水機回收；三是以電動抽水機回收水體。即是：一、泵：令流體(通常為水)自高處(上池)落下以沖擊渦輪或葉輪以驅動發電機組及泵，使發電機組發電，同時以泵回收水體，將水體抽吸推揚返回高處之上池；或是二、水錘：令水體高處落下以沖擊發電機組，再將此已完成沖擊發電機組，落至低處之流體，匯集、導入足以形成水錘作用之管路系統及設施，以將該匯集之流體，得以不斷地持續向上揚升至特定高度，重行落下再次沖擊發電機組，以及三、電動抽水幫浦：若要系統直接以電動抽水幫浦回收水體，必需要經特殊設計，降低揚水的高度及距離，以減低電動抽水幫浦的電能消耗，才能使系統產出足夠的電能供系統本身的電動抽水幫浦和電子控制單元，以及系統外的負載使用或儲存。

由於第一項之泵所採取的水體回收，是以水體直接沖擊泵的渦輪或葉輪，較可以直接回收水體；但如採第二項之水錘作用回收，則由於以水錘作用所製作之裝置(通常為揚水機)，在運作時通常會隨著其閥門之閉合洩出部份尾水，因此無法將全數之流體，完全以水錘作用重行推揚回特定高程；因此，本發明在系統的最低處再設計有一匯集池，以匯集尾水及所有系統內落至最低處之水體。由於尾水匯集池係位於更低處，並配置有電力抽水幫浦，因此得以將系統內的泵或水錘揚水機所未能吸取的所有流體，悉數重行推揚至系統所設定之高度，加以循環利用。亦即，本發明「流體自我循環的發電方法及其系統」，其中可以是無電力損耗的泵或水錘作用為主，再以抽水幫浦為輔；或是採第三項：直接以電動抽水機回收水體。但是此部分做法其系統必須經特殊設計，降低水體回收的揚水高度和距離，使系統得以最低之能耗保持蓄水槽進、出水量的平衡，進而使蓄水槽維持一定之壓強；使本發明得以不斷自我循環，持續驅動系統內的各發電機組，進而不斷地獲取電能加以儲存或利用者。

此外，對於沖擊、驅動發電機組之流體，除儲蓄池內流體的質量及壓強之考慮外，在沖擊發電機組及泵的方式，亦可視實際情況，設置高壓水槍或加壓泵，以獲取更大之動能。其運作則可採取開放式沖擊，如一般葉輪、槳片的直接沖擊；或是以半封閉式渦輪驅動，如佩爾頓輪(Pelton Turbine)或是引發邊界層效應(Boundary layer effect)的特斯拉輪(Tesla Turbine)。開放式沖擊較容易導致系統之流體逸失，可能需較頻繁補充流體；封閉式驅動則系統的流體損失較少，且效率較高。但無論如何，對於系統的發電效率，均應以最小的流體量沖擊、驅動發電機組為最優先考量，以降低系統內建的輔助電動抽水幫浦的負擔，進而減低系統自身的電力需求；使系統本身產出之電能，得以以更高之比例供應系統外的電用具或其他負載使用。

綜言之，本「流體自我循環的發電方法」，最重要的關鍵乃是設定系統本身的水體壓強，並隨時維持其壓強在一定的範圍，這樣才足以提供系統本身沖擊發電機及揚水泵的渦輪/葉輪之能量。也因此，依本發明方法所建造的系統裝置的出水量與進水量應該儘可能維持在許可範圍內的平衡；本發明之敘述說明及實施例均配屬有電動抽水幫浦，其主要用意亦在電動抽水幫浦具有調節進、出水量的功用，如蓄水槽的水位及壓強異常時，本系統所設置的自動偵測機制即可自動啟動電動抽水幫浦，以調節蓄水槽的水位，使蓄水槽維持一定的壓強；當然，若能確保系統內蓄水槽長期運作的穩定壓強，電動抽水幫浦的設置亦可省略。但反之，如系統設計得宜，亦可省略泵或水錘，而直接以電動抽水幫浦取用系統自身所產電能回收水體，將水體直接推揚回蓄水槽，同樣亦能達到進、出水量的平衡，維持儲水槽之壓強及位能，但亦能產出極大比例之電能，供應系統外之負載使用。

隨著世界人口持續不斷地增加，工業的發展更達前所未有的規模；為了供應及維持工業和民生用電，全球的自然環境正遭受有史以來最嚴重的破壞；氣候的極端化也日益嚴重，人類恣意迫壞環境的惡行，終將遭大自然無情的反樸。

由於2011年日本311地震所引發的福島核災，以及前蘇聯的車諾比、美國的三浬島核變事故，許多先進國家紛紛中止核電廠的營運計劃。台灣近日反核的聲浪，也達到前所未有的規模，幾乎演變至政府和人民極為嚴重的對立；總之，能源問題不但是全球各國政府及人民最重要的議題，也是影響人類面對極端氣候的存亡課題，如何尋求乾淨安全的能源，實在已是刻不容緩的全人類共識了。

人類現行獲得能源的手段以火力、水力、天然氣、光伏電池、風力、以及核能等為比較普遍的方式。但這些方式都跳脫不了破壞山林、摧毀環境、污染土地、空氣、海洋等的窠臼。學者、民意代表、以及廣大的民間環保團體，均有極大的檢討和反對聲浪；以與本發明較為相近的水力電廠為例：中國三峽大壩電廠、美國胡佛大壩電廠以及規模較小的台灣明潭電廠；為了建設這些電廠，政府均不得不以極端的手段破壞環境，鑿河設堰，改變天然河道等違反大自然的措施，付出極大的代價來換取電能，以供應民生及工業發展；尤其是中國的三峽大壩，由於規模過於龐大，甚至有許多學者提出質疑，認為已經影響了地球內部地質平衡，極可能是造成近年來世界各地強烈地震頻仍的終極元凶！。

本發明之主要目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，可以減少油源或其他天然資源的開採或停止核能電廠及其他型態電廠之興建與運轉，以降低污染，並進一步保護地球環境及保障人類永續生存者。

本發明之次一目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，可以穩定的發電、蓄電、配電、供電，獨立自主且無需長期負擔電費的全新且經濟的模式使用電用具，以儘情享受電子設備與科技成就者。

本發明之第三目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，可以不受晝夜、天候之限制，持續產出無污染之電能者。

本發明之第四目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，以獨立自主、低成本且高效率之方法及設備，提供偏遠地區加速開發或海水淡化的電力條件者。

本發明之第五目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，可以擺脫大規模的中央供電網路系統的束縳而以小規模獨立自主的型態，獲取源源不絕的電能，以進一步瓦解敵人打擊我方電廠，癱瘓交通、經濟、國防、民主等野心者。

本發明之第六目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，可以減少高密度輸配電網路，進而節省輸配電損耗、電纜電線之架、埋設工程及維護成本並降低電線走火及其他災害的危險性及發生率者。

本發明之第七目的即在提供一種流體自我循環的發電方法及其系統，可以自由拆卸移動，以提供戶外活動、旅遊或工地、戰地、集會等特殊目的之臨時電源者。

為達前述目的，發明人經過多年的探索研發及實地測試，提出本「一種流體自我循環的發電方法及其系統」；可以在不破壞自然環境以及不需要外來能源的情況下，獲取源源不絕的電能。在本發明之流體，於實地測試過程中，主要是以水為基體。

在一、以泵回收水體的部份係：發明人設計豎以一長形筒狀圓管為蓄水槽，管體底部設置以一水柱噴射流出水口噴嘴(Nozzle)，再於其下方設置有葉輪；葉輪左右兩側分別固設泵及發電機，是為泵與發電機共構，共同使用同一驅動源之結構；但亦可令泵及發電機分別獨立配置葉輪或渦輪。泵上下各連結一管為吸水管及揚水管；吸水管尾端置入匯流井底部，揚水管則向上延伸並固設末端出水口於圓管體最頂處，該揚水管出水口下並設置有一發電機，使之成為一聯動系統。發明人令長筒圓管體注滿水體為蓄水槽，使該蓄水槽內之水體形成一定之壓強(Pressure)後，打開噴嘴出水口閥門，由於圓管蓄水槽內水體自身的壓強及特殊設計的高效噴嘴，出口水即以強力水柱噴出，直接沖擊葉輪進而驅動發電機產生電能；與此同時，葉輪亦同步帶動泵開始吸取已沖擊發電機、完成發電，落入匯集井之殘水，並將該殘水水體經揚水管推揚至長圓管蓄水槽頂端，自出水口沖擊而出，進一步強力沖擊設置於揚水管末端的發電機輪葉，產生電能；該完成沖擊揚水管末端發電機之水體，則再行落入長圓管蓄水槽內，補充由底部噴嘴出水口洩出沖擊發電機之水體，使蓄水槽維持一定的水位及壓強；如此即可以形成一水體循環的自我持續發電的系統。

另外，二、，在水錘揚水的部份：發明人則另外設計一座三層蓄水地，分別為第一水池(上池)，第二水池(中池)，第三水池(下池)；讓具備一定壓強的水體自高處(第一水池)落下沖擊設置於其下的發電機群之槳葉，為第一波發電；再將此經第一波沖擊發電之殘水匯集於亦具備有一定壓強的第二水池，續行落下沖擊設置於第二水池下方之發電機群之槳葉，為第二波發電；再將此經第二波發電之殘水截集、匯入設置於下方，同樣具備有一定壓強之第三水池，此第三水池下方設置有相同於第一水池及第二水池下方之噴嘴出水口，由於此第三水池，同第一及第二水池，亦具備有一定的質量及壓強，其噴嘴出水口即可以幾近於噴射流之強大水力沖擊、驅動第三水池下方之發電機群之槳葉，此為第三波發電；此第三波發電之殘水則匯集流入設置於第三水池發電機群組下方之螺旋管路，此螺旋管路之末端則聯結有水錘泵；由於水體的流動慣量形成水錘作用，水錘泵即可將水揚升至第一水池之上方，重新匯入第一水池；在此處，發明人於水錘泵揚水管末端出口處，亦設置有一發電機，可接收、轉換水錘泵揚水管所推揚而上之水體能量為電能，此為水錘揚升沖擊發電，是為第四波發電；此外，由於水錘泵於運作時會伴隨產生一定數量的尾水，因此，水錘泵並無法將全數水體推揚至特定高程，發明人則再設置一較深之匯集井，以匯集水錘泵之尾水，再輔以電動抽水幫浦，將匯集於井內之水體，以電力抽水幫浦抽取並推揚至第一水池；同樣地，在電動抽水幫浦揚水管末端出水口亦設置有發電機接收、轉換電動抽水幫浦所推揚匯入之水流能量為電能，此為電動抽水機揚水沖擊發電，亦即為第五波發電；如此，依前段內容？述可知：系統內共有五批發電機群藉由同一水體持續不斷地循環在運作發電。發明人因宥於經費及場地，僅以簡易設施測試，並証明為可行。事實上本發明方法之系統可以擴充為更多層次發電，或建造更大規模的群組、聚落，甚至形成電廠的規模，以獲取更大量的電能，並得以輸配送至較遠端使用。

本發明主要是利用泵或水錘作用，或是泵與水錘泵兼用，亦可再輔以電動抽水幫浦揚水，以維持蓄水槽之壓強並形成系統之水體循環，持續不斷地發電。

泵即是英文Pump的音譯，它的揚水功能早在西元前300年左右就有阿基米德先生發明了螺桿/旋抽水機，幫助人們抽水使用；迄今為止的2000多年間，人類對泵的改進與發明已經達到前所未有的成果。泵有多種型式，主要是由葉輪、轉軸及泵體所構成。它的工作原理是利用機械能轉化為壓力能，擠壓腔內液體以達到輸送液體的目的。本發明系統所採用的泵則是利用泵體外側所設置之葉輪被水體流動的慢性動能，以及蓄水槽內水體自身的壓強及位能沖擊驅動，進而達到吸水及揚水的作用。

至於水錘作用(Water Hammer)則是：水錘亦稱水擊，係利用水流於管路中流動具有慣性的動量向前擠壓，造成管內壓力急速上升，再經由進水閥及出水閥的控制，使水體向上揚升，一般見於偏遠或山林等電力缺乏的地區。按，水錘作用形成的條件主要是水體於管路中流動的慣性動量，一般均需有長水路的基本要求。在現今寸土寸金的工商時代，要取得足以形成一定慣動量的水路，以求取足以形成水錘作用的大面積土地實屬不易；發明人有鑒於水錘作用是上帝恩賜的無成本能源，應善加利用，以協助解決當前人類能源需求的困局。經再三測試，發現得以以特殊的集約型螺旋管路獲得水體的慣性動量；並進一步形成高效率的水錘作用，將水體揚升至特定的高程。一般而言，水錘作用規模的大小，取決水體流量及高低落差。瞬間流量與落差愈大，則流速愈快，水流的慣性動量也愈大；其產生的水錘作用所造成的壓力更是十分鉅大，為減緩水錘作用的壓力波，可以在系統內設置釋壓閥或洩壓器等平壓設施，再進一步對系統的管路材質、閥門、減壓洩壓、出水口等各方面確實詳加設計、選用，則可降低系統管路、設備等之損害，及避免其他不可預期的危險。

發明人分別巧妙地設計成一、利用系統內蓄水槽的水體位能及壓強驅動泵揚水；及二、，可節省佔地空間、高效率的螺旋管路，令其於有限的空間，創造出水錘作用，進一步將系統內的大部份水體推揚至特定的高程。無論是單一採用泵或水錘的揚水方式，或是二者兼備，同時採用，再配合以電動抽水幫浦，或無需電動抽水幫浦，就可以確保系統儲水槽的壓強，達到完全不需外來能源而獲取系統內流體自我循環，持續不斷發電的目的。

前述之以泵揚水或是以水錘作用揚水，基本上都是屬於不用電力或使用較小比例電力的水體回收方法。另一水體回收之方式則是三、以電動抽水幫浦回收全數水體，將之推揚返回高處。基本上以此電動抽水幫浦回收水體的方式應該是屬於揚水高度及距離比較小的系統裝置，由於揚程小，距離也近，因此電動抽水幫浦在所耗電能有限的情況下，即可令儲水槽維持一定的壓強，持續令系統內之水體不斷地循環發電。在此，必須再特別闡述說明的是：依照能量守恒定律，本發明以電動抽水幫浦回收水體推揚回集水槽的作法，似乎令人質疑，有待商確，且乍聞之下應屬違反能量守恒定律；但只要再進一步探明依本發明方法所建造之系統裝置，即可明瞭：驅動本系統裝置發電的能量，並非只有位能這項能量，而是位能之外尚有水體的壓強及水流的慣性動量。水體的壓強基本上就是一種重力能，試想，一公升的水體自3公尺的高度沿著輸水管沖擊發電機，其所獲之電能當然遠小於將該1公升的水體以電動抽水幫浦推揚至3公尺高處所需的電能。這就是因為電動抽水幫浦以及發電機在運作時發生了許多諸如渦流損耗、銅損耗、機械損耗等等的能量損失，以及水體流動時與水管管壁的摩擦損失，加上重力場的制約，能量減損是能量與功的必然，其受制於能量守恒的定律，自不在話下。依照本發明方法所建造的系統裝置，由於兼具了流體本身的壓強能量、位能以及流體流動的慣性動能，也因此更應進一步善加利用上述各種能量；例如也可以在主蓄水槽設置加壓設施，以輔助獲取更高效率的水體壓強；加強出水口的沖擊能量，增大發電及泵的揚水效率，在在都是善用系統本身所既有、具備的能量加以進一步轉換為電能的效率表現。

為加強沖擊泵及發電機組葉輪或渦輪的能量方面，亦可以在沖擊水柱的出水端，加強設計為高壓輸出水柱的噴嘴口，例如配置高壓水槍；或是亦利用系統內流體的動能來驅動加壓泵的葉輪以獲取機械能來提供予加壓泵的運作，以增強沖擊水柱的能量，進而提升系統整體的發電效率依照本發明方法所建造的系統裝置，雖能持續獲取電能，但其缺點是運作時容易伴隨一定程度的噪音；所幸當前材料科技的發展已十分成熟進步，市場上所提供的各種隔音、減音、吸音等材料非常完備，均為本系統裝置可以善加採用。

本發明方法及其系統裝置，主要是以流體力學及機械、電子、電機等為範圍；其中之電子調控設施，無論是在系統本身的發電、充蓄電路、控制電路及其他各種電子控制元組件、模組、整流電路、變流電路、升/降電壓及穩壓電路、二極體、各種晶片、電路安定器等，均已有相當成熟的產品可供選用；此外，關於流體力學、電子學、電磁學、動力機械學等相關的理論及技術等亦均已有相當完備的研究成果，亦廣為專業人士所熟悉，且均已有成熟實用的產品廣泛流通使用，在此請恕不予逐一贅述。

11‧‧‧蓄水槽

111‧‧‧上池

112‧‧‧中池

113‧‧‧下池

114‧‧‧底池

121‧‧‧發電機群葉輪

122‧‧‧發電機群

123‧‧‧發電機承座

124‧‧‧A號發電機

125‧‧‧B號發電機

21‧‧‧揚水泵

211‧‧‧揚水泵葉輪

212‧‧‧揚水管

14‧‧‧電動抽水幫浦

141‧‧‧電動抽水幫浦揚水管

15‧‧‧匯集井

17‧‧‧水錘揚水機

171‧‧‧水錘揚水管

172‧‧‧水錘螺旋管路

16‧‧‧系統外管體

161‧‧‧維修門孔

162‧‧‧氣孔

173‧‧‧壓電發電板

163‧‧‧頂護蓋

151‧‧‧匯集井護蓋

115‧‧‧集水槽

13‧‧‧水柱噴嘴口

18‧‧‧電子控制單元

181‧‧‧供電及儲電設施

21‧‧‧發電機

22‧‧‧渦輪機

2‧‧‧發電大樓

27‧‧‧注水孔

231‧‧‧上池出水管

232‧‧‧下池注水管

233‧‧‧水閥

24‧‧‧護欄

25‧‧‧樓版

26‧‧‧智慧型控制中心

261‧‧‧電子控制設施

262‧‧‧監控系統

263‧‧‧輸電塔

31‧‧‧加壓泵

311‧‧‧出水口

32‧‧‧下保護罩

34‧‧‧基座

312‧‧‧清潔閥

33‧‧‧葉輪

35‧‧‧警報器

36‧‧‧電池組及插座

361‧‧‧插頭及開關器

362‧‧‧電線(接負載)

411‧‧‧壓強A

412‧‧‧壓強B

413‧‧‧發電機噴水口a

414‧‧‧揚水泵噴水口b

42‧‧‧發電機葉輪

43‧‧‧揚水泵葉輪

421‧‧‧發電機沖擊水柱

431‧‧‧揚水泵沖擊水柱

115‧‧‧蓄水槽管壁

421‧‧‧葉輪及發電機承座

313‧‧‧抽水管

45‧‧‧主承座

451‧‧‧維修門

452‧‧‧觀察窗

314‧‧‧吸水頭

511‧‧‧固定套環

52‧‧‧路燈

61‧‧‧擋水板

62‧‧‧觀測孔

63‧‧‧倒腳槽

631‧‧‧導水管

632‧‧‧噴流嘴

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖1為本發明本發明之一種流體自我循環的發電方法之系統實施例圖；圖2為本發明供電予集合住宅或社區的小型水力循環發電廠之應用例圖；圖3為本發明系統可應用於移動式輔助供電之實施例圖；圖4A、圖4B為本系統對於發電機及揚水泵分置於不同高程，以及增加發電機組之數量的實施例圖；圖5為本發明的路燈供電系統，在一定距離內設置有本系統裝置的實施例圖；以及圖6為本發明的應用在電動抽水幫浦的實施例圖。

請參閱圖1，係本發明之一種流體自我循環的發電方法之系統；該發電方法是以三個蓄水槽為水體容槽，稱上池111、中池112、下池113；上池111、中池112、下池113之下方均設置有發電機群，分別為第一發電機群122，第二發電機群122及第三發電機群122，分別固設於發電機承座123上；在最下層之下池113下方設置有集水槽11，集水槽11則配置有螺旋管路172，螺旋管路之末端聯結有水錘泵17，水錘泵17配置有水錘揚水管171向上延伸至最高處之上池111；水錘泵17之下方再設置有收集尾水的匯集井15，匯集井15則設置有電動抽水幫浦14，並配有揚水管141，向上延伸至第三水池的下池113上方。

本系統在啟動前先於上池111、中池112、下池113及集水槽11等蓄水槽注滿水體，再由上而下逐一或同時開啟發電機群122上方之出水口閥門，令水體沖擊發電機群122，使之驅動葉輪121產生電能。當第一水池的上池111的水流完成沖擊第一發電機群122後，會直接匯入第二水池的中池112，中池112之水體即經由下方之出水口沖擊第二發電機群122，然後再匯入第三水池的下池113，下池113之水體亦經由下方之出水口沖擊第三發電機群122，然後再匯入集水槽11；此時設置於集水槽11之螺旋管路172則因水體流入形成慣性動量，該慣性動量到達水錘泵17時，由於突然受阻於水錘泵17內之閥門，即瞬間產生鉅大壓力波，將水體經由水錘揚水管171逐漸向上推揚至上池111之上方；設置於上池111上方之A號發電機124之輪葉即受到水錘揚水管171所匯入之水流驅動旋轉，產生電能。與此同時，水錘泵17伴隨溢出之尾水則流入尾水匯集井15，設置於其內之電動抽水幫浦14，則依系統內建之電子控制單元18所設定之啟動條件，開始抽取匯集井內之尾水，並沿著電動抽水幫浦14之揚水管141將水體推揚至下池113之上方，此時設置於下池113上方之B號發電機125之輪葉即受到電動抽水幫浦揚水管所匯入之水流驅動旋轉，產生電能；另外，由於水錘泵17之出水端亦設置有噴嘴孔，可將部分尾水沖擊至發電壓電板173以獲額外之電能；以上各發電機組及發電壓電板173所獲之電能則依電子控制單元18之設定，輸往儲電設施181儲存或直接提供予系統內及系統外之負載使用。

本圖例說明，於本發明之系統內之水體，在一次的流程中，可以最少進行五波的沖擊發電作用，若再加上壓電發電，則又可再獲額外的電能；如此縱然電動抽水幫浦14及內建於系統之電子控制單元18均為耗電之負載，但僅使用了系統全體所獲電能的極小比例；此外，由於本系統運作時可能產生維護問題，因此，在系統外管體16上需設置有維修門孔161，以供系統維修人員定期或不定期保養或維修，系統外管體16上亦應留有氣孔162，但氣孔162應設置濾網或其他足以防止異物進入系統妨害水體循環或禁絕蟲鳥侵入甚至結巢的設施。

請參閱圖2，本實施例係為供電予集合住宅或社區的小型水力循環發電廠之應用。在一幢四層高的發電大樓2內，分別於各樓層設置有蓄水槽11，分別為上池111、中池112、下池113和底池114；池邊並設有安全護欄24。每一層樓分別配置有二部渦輪發電機21，全部共為八部機組，由於係由同一水體循環沖擊發電，因此每一蓄水池及發電機21，均配置有合宜的進、出水體之管路銜接；即前一發電機21之出水管231，同時成為下一發電機21之進水管232，最末的發電機21之出水管則設定對準回收水體的揚水泵21之葉輪211。當系統啟動之前即令各蓄水槽11注水額定水體，然後在指揮官一聲全下，上池111、中池112、下池113和底池114之水閥233即被開啟，水體即沿著注水管232沖擊渦輪機22並同步驅動發電機21發電。完成沖擊前一發電機21之渦輪機22之水體，旋即沿著配置於其下之出水管231洩流至下一蓄水槽11維持壓強，或下一部發電機21沖擊其渦輪以驅動該渦輪之發電機21發電；如此由上而下，八部發電機21均獲系統內同一水體強大的位能、水體壓強以及水體由上而下的慣性動量沖發電，產生電能；該水體最後並在沖擊最底下的一部渦輪機22後，由其出水管231射向設置於其下方之揚水泵21之葉輪211，以驅動揚水泵21吸取匯集井15內業已完成第一輪沖擊發電落入匯集井內之水體，並經由揚水泵21或/及電動抽水幫浦14之揚水管141推揚至發電大樓2頂部，由水體注入孔27注入上池111，以進行第二輪發電，並如此持續循環。本系統於持續循環發電所獲之電能則輸往附設於一旁之智慧型控制中心26內之電子控制設施261，經過變頻、整流、升降壓等調控後儲存在供電及儲電設施181或經電塔263輸往遠端予用戶使用；由於本系統係屬於較大規模之發電設施，控制中心26並配備有監控系統262，若有突發狀況，監控系統262即可派員查看，加以排除。

請參閱圖3，此係為本發明系統可應用於移動式輔助供電之實施例。在一筒狀蓄水槽11下設置有出水管311，出水口亦可視出水強度及系統需要設置加壓泵31；出水口下方則有葉輪33，葉輪左右則分別固設有發電機21及揚水泵21，揚水泵21上下端則固設有抽水管313及揚水管212，均置於基座34上的下保護罩32之內，以及電動抽水幫浦14及電動抽水幫浦揚水管141。當啟用本實施例設備前，應先注入水體至蓄水槽內設定之水位刻度，使該水體獲一壓強；然後打開水閥233；當水閥被開啟後，蓄水槽內之水體即驅動加壓泵31由出水口311噴出強勁水柱推動葉輪33，當葉輪33被強大水柱推動旋轉時，即可驅動發電機21，產出電能輸往電子調控器18及電池組及插座36，同時也驅動揚水泵21，進而令抽水管313開始抽水至揚水管212，將水體揚升至蓄水槽11之頂端，重新注入蓄水槽內；此外，若揚水泵21或揚水管212突有阻塞或異常時，系統之偵測系統即可自動啟動電動抽水幫浦14，接替揚水泵21回收水體至蓄水槽11，並發出訊號提醒使用者加以排除讓異常之情況；使蓄水槽內之水體保持在一定的水位範圍。當人們欲使用電用具時，僅需使用插頭及開關器361，就可以直接操作，以享用不需外來電力的免費電能。在欲中止本發明系統之運作時，則僅需關閉水閥233及拔除插頭或關閉開關器361，即可停止系統的發電運作；在搬家時，更可由清潔閥312將系統內之水體洩出，以減少重量利於搬運。此外，在上頂護蓋163及下保護罩32均應保有氣隙孔162以利空氣對流，以免影響系統的發電效益。此外，本裝置亦可加設警報器35，在系統裝置運作出現異常時，得以發出訊號以警示使用者或相關人員進一步查看排除。

請參閱圖4A及圖4B；本實施例旨在說明在本系統對於發電機及揚水泵分置於不同高程，以及增加發電機組之數量。茲說明如下：將一圓筒狀蓄水槽之出水孔分別設置於上下不同之平面；其中沖擊發電機葉輪42的噴水口a 413設置於較高之位置，沖擊揚水泵葉輪43的噴水口b 414則設置於較低之位置，由於噴水口a 413所承受水體之壓強A 411高於噴水口b 414之壓強B 412，故若基本條件相同的情況下，即可認知噴水口b 414的水體壓強大於噴水口a 413；當系統啟動時，水柱由噴水口a 413沖擊發電機葉輪42並同步驅動發電機21發電；繼之水柱亦由噴水口b 414沖擊抽水泵的葉輪43，並同步驅動抽水泵21，促使抽水管313開始吸水經由揚水管212向上揚升至圓筒蓄水槽11之頂端，將水體向槽內釋出，完成一趟水體流程。由於本系統之噴水口a 413設計得宜，再加上系統本身水體的壓強夠大，因此可以增多如圖四B所示之發電機21數量，以獲取系統更大的電能。該所獲電能則經由電控單元18輸往供電及儲電設施181儲存或者供應給系統內的電動抽水機14使用，亦可以直接提供予系統外之負載使用。

請參閱圖5，本實施例係為本發明的路燈供電系統；在一定距離內設置有本系統裝置，並配署專用之電控中心18及供電及儲電設施181。本實施例設定基本條件為供電予路燈52共8盞約2000w/h之電力，每天為12小時。令本系統裝置之蓄水槽11以固定套環511及承座45固設於該8盞路燈之中段位置，系統附屬有電控中心單元18及供電及儲電設施181，並配接電線至系統內所有之8盞路燈，其中電控中心單元亦配備有無線傳輸訊號之至路燈管控中心之功能。當本系統啟動後，依設定即可由噴水口射出水柱驅動發電機21發電及抽水泵21，即時由抽水管313抽取已沖擊發電機葉輪42及泵葉輪211，落至集水槽11之水體，經揚水管212推揚回蓄水槽11之頂部，重行補充槽內水體，使之維持一定之水位及壓強。同時，發電機所獲之電能即輸往電控中心單元18，經升壓、整流、變頻等過程，即可直接將電能注入予供電及儲電設施181儲存或直接供應予路燈52使用。其中若有任一路燈失能或本系統異常，則電控中心單元18之無線傳輸訊號系統即可即時發出訊號通知路燈管控中心，由管控中心派遣工程人員赴現場查勘排除。本系統可全年無修，持續發電，故其供電及儲電設施181可隨時保持飽和，遇有突發事件或封路辦理嘉年華會，均可就近取用免費電能。

請參閱圖6，本實施例主要係以電動揚水機為水體回收之設施；由於本實施例之設計所要求之回收水體其揚程高度及距離之條件均不高，電動抽水幫浦的耗電量較為有限，在系統設計上之發電機群所產生之電能，足以供系統內該電動抽水機使用，並有相當大比例之電能得以輸出供系統外之負載使用。本實施例所利用之能量係為1、儲水槽之水體壓強，2、位能及3、水導管內水體流動之慣性動量。茲說明如下：在一倒〝L〞形儲水槽11之倒腳槽63底部聯通有導水管631若干支，導水管631洩水坡度向下約30°(或其他角度)，管尾端設置有制水閥233控制水體流出，制水閥233之末端固設有噴流嘴632；噴流嘴632之方向對準固設於其下方作開放式沖擊發電的發電機葉輪42(噴流嘴亦可設計為深入於半封閉式之渦輪系統內)，集水槽11設有擋水板61及護蓋，集水槽底部最深處則配置有一電動抽水幫浦14，連接揚水管212向上延伸至儲水槽11之注水孔27。當儲水槽11注滿水體後，將導水管631末端的制水閥233打開，由於系統內自身之水體壓強及水頭、水尾間的高低差具有一定的位能，導水管631內之流體即逐漸加大慣性動量，經由噴流嘴632激射而出，推動發電機葉輪42並同步帶動發電機21發電，產出電能。該電能經導線接往系統內之電子控制單元18，經整流、電壓調控、變頻等調節後即輸往供電及儲電設施181。由於系統導水管631輸送而至的水體在不斷沖擊發電機後落入集水槽11，俟集水槽之水位達到系統設定之範圍時，電子控制單元18即發出指令，令電力儲存設施供電予電動抽水幫浦14，開始運作揚水，電動抽水機即經揚水管212將所抽取之水體直接注入儲水槽11之注水孔，補充儲水槽之水體質量，以維持其壓強，確保系統持續不斷地運作發電，以供系統內電動抽水幫浦14及系統外之負載使用。此外，為維護系統之安全，應於電子控制單元18及電力儲存設施、注水孔27、觀測孔62以及集水槽11上建置防護罩，避免人為或異物侵入，甚至蟲鳥結巢，致影響系統運作。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。