TWI669450B - Water circulation power system and its cycle method - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種水循環動力系統及其循環方法，係建置具有一高度落差的循環動力水路單元，且於所設反重力段的水路設為蜂巢式截面，而於該反重力段的一出水口對準該泵浦水流單元的扇葉外圍來攪動該循環動力水路單元的循環動力水流；一真空裝置另設於該泵浦水流單元外部，以利初次導入循環動力水作業；而一動力輸出單元係接設於該循環動力水路單元的最低處，且內設一第二扇葉組件及其動力輸出端，且從其扇葉外圍延伸一連接段至該泵浦水流單元；藉由上述以循環動力水重力動能、真空、風能來強化循環動力水的動能，據以驅動位於最低處位置的動力輸出單元，進而產生動力輸出。

Description

水循環動力系統及其循環方法

本發明係涉及水循環的能量轉換裝置，係運用其循環動力水的重力動能轉換成機械能之一種技術範疇。

按，一切可以為人類提供能量的資源統稱能源，其中能源的種類，以再生能力來區分，可以區分為兩大類，一是非再生能源[耗竭性能源]、一是再生能源[非耗竭性能源]；非再生能源如煤、石油、天然氣、鈾等，而再生能源如太陽能、水力能、風能、生質能、地熱能、海洋能等。

隨著科技的進步及物質文明的普及，人類每天生活必須依賴能源，能源資源的發展，是成為發達社會的先決條件，通過能源科技的發展，可以有效地提升人類的生活品質以及國家經濟發展的原動力。

自從工業革命以來，能源的使用越來越多，同時也帶來如全球暖化，對目前全世界有潛在嚴重風險的此一問題。

現行獲得能源的方法，以火力、水力、天然氣、太陽能電池、風力、以及核能等屬於較普遍的方式，但除了水力、太陽能電池、風力之外的能源獲取方式，都會對環境產生極大的污染。

在水力、太陽能電池、風力等獲得能源的方式中，又以水力最為穩定、最便於應用，但需要建造水庫及大型變電廠，整體的建構成本昂貴、 技術複雜，而且由於大型水力發電系統占據面積龐大，系統的維護有其困難性。另一方面，因為是建置水庫將河川阻擋，進而達到集水的效果，所以一但遇到乾旱季節，便有無法發電的狀況產生。

援此，如何提供一種能解決前述問題，進而解決能源使用時所帶來之種種問題，並有利於再生能源之永續發展的水力重力循環能量轉換裝置，便成為本發明欲改進之目的。

故，本發明之主要目的在於：提供將循環動力水的重力動能轉換成機械能的一種水循環動力系統及其循環方法；本發明之次要目的在於：提供介接、善用以輸入第二種動能來強化循環動力水動能的一種水循環動力系統及其循環方法。

為達上述目的，故本發明運用了下述技術手段，係包含有：本發明一種水循環動力系統之循環方法，係包含下述步驟：一循環動力水路單元建置步驟，係建置具有一高度落差的循環動力水路單元，又該循環動力水路單元更包含有一反重力段及一連接段，且於反重力段的水路設為蜂巢式截面；而在該反重力段、連接段的交界處分別設有一出水口及一進水口；一泵浦水流單元建置步驟，係建置一泵浦水流單元接設於該反重力段所設出水口、連接段所設進水口之間，又該出水口對準該泵浦水流單元的一密閉容室內所設的一第一扇葉組件的扇葉外圍，而該密閉容室底部設有該進水口，藉由該第一扇葉組件所設一攪動端套入於該進水口處來攪動該循環動力水路單元的循環動力水流；進一步，該第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端；一真空裝置建置步驟，係建置一真空裝置接設於該泵浦水流單元外部，並對其密閉 容室內抽真空，以利初次導入循環動力水作業；及一動力輸出單元建置步驟，係建置一動力輸出單元接設於該循環動力水路單元的最低處，且所設一容室內設有一第二扇葉組件及其動力輸出端，且從該第二扇葉組件的扇葉外圍延伸該連接段至該泵浦水流單元的攪動端；藉由上述步驟，以該循環動力水路單元內部抽真空及循環動力水重力動能驅該泵浦水流單元來強化循環動力水的動能，據以驅動位於最低處位置的動力輸出單元，進而產生動力輸出。

所述水循環動力系統之循環方法中，該泵浦水流單元建置步驟中，於該第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端，據以更強化該循環動力水路單元內的循環動能。

所述水循環動力系統之循環方法中，該循環動力水路單元建置步驟中的連接段設有一逆止閥。

本發明一種水循環動力系統，係使用前述循環方法，其包含有：一循環動力水路單元，係具有一高度落差的循環動力水路，又該循環動力水路單元更包含有一反重力段及一連接段，且於反重力段的水路設為蜂巢式截面；而在該反重力段、連接段的交界處分別設有一出水口及一進水口；一泵浦水流單元，係接設於該反重力段所設出水口、連接段所設進水口之間，又該出水口對準該泵浦水流單元的一密閉容室內所設的一第一扇葉組件的扇葉外圍，而該密閉容室底部設有該進水口，藉由該第一扇葉組件所設一攪動端套入於該進水口處來攪動該循環動力水路單元的循環動力水流；進一步，該第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端；一真空裝置，係接設於該泵浦水流單元外部，並對其密閉容室內抽真空，以利初次導入循環動力水作業；及一動力輸出單元，係接設於該循環動力水路單元的最低處，且所設一容室內設有一第二扇葉組件及 其動力輸出端，且從該第二扇葉組件的扇葉外圍延伸該連接段至該泵浦水流單元的攪動端；藉由該循環動力水路單元內部抽真空及循環動力水重力動能驅該泵浦水流單元，且以風力為輔助，來強化循環動力水的動能，據以驅動位於最低處位置的動力輸出單元，進而產生動力輸出。

所述水循環動力系統，其中該第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端，據以更強化該循環動力水路單元內的循環動能。

所述水循環動力系統，其中該循環動力水路單元建置步驟中的連接段設有一逆止閥。

所述水循環動力系統，其中該第一扇葉組件係由該扇葉延伸一轉軸，且該轉軸得樞接於該密閉容室內壁，又於該轉軸藉由所設一皮帶輪組件及所設一傘齒輪組件，其中該皮帶輪組件接設該皮帶輪組件，而該皮帶輪組件又接設該傘齒輪組件，而該傘齒輪組件在接設該攪動端，進而將所水力及風力輸入動力傳送到該攪動端。

本發明運用上述技術手段，可以達成如下功效：

1.本發明係藉由攪循環動力水路單元、泵浦水流單元、真空裝置、動力輸出單元構成水循環動力系統，係運用真空原理、文氏原理、重力原理等，以強化循環動力水流，再由該循環動力水流推動該第二扇葉組件，進而產生動力輸出，以作為發電或其它需要動力之用途。

2.本發明系統在該泵浦水流單元所設第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端，提供介接、善用以輸入第二種動能的風力動能來更加強化循環動力水動能，即結合重力與風力動能，以便使該動力輸出單元輸出更大的動力。

A‧‧‧水循環動力系統

1‧‧‧循環動力水路單元

11‧‧‧反重力段

111‧‧‧出水口

112‧‧‧蜂巢式截面

12‧‧‧連接段

120‧‧‧進水口

121‧‧‧逆止閥

2‧‧‧泵浦水流單元

21‧‧‧密閉容室

22‧‧‧第一扇葉組件

23‧‧‧扇葉

231‧‧‧轉軸

232‧‧‧風力動能輸入端

24‧‧‧攪動端

25‧‧‧皮帶輪組件

26‧‧‧傘齒輪組件

27‧‧‧補水閥

3‧‧‧真空裝置

4‧‧‧動力輸出單元

41‧‧‧容室

42‧‧‧第二扇葉組件

43‧‧‧扇葉

44‧‧‧動力輸出端

B‧‧‧水循環動力系統之循環方法

(a)、(b)、(c)、(d)‧‧‧步驟

圖1：係為本發明水循環動力系統之架構示意圖。

圖2：係為圖1之a-a剖面示意圖。

圖3：係為圖1之b-b剖面示意圖。

圖4：係為圖1之c-c剖面示意圖。

圖5：係為本發明水循環動力系統作為發電之示意圖。

圖6：係為本發明水循環動力系統之另一實施例示意圖。

圖7：係為本發明水循環動力系統所使用循環方法步驟流程圖。

首先，請參閱圖1至圖4所示，本發明係關於一種水循環動力系統及其循環方法，其中該水循環動力系統A，係包含有：一循環動力水路單元1，係具有一高度落差的循環動力水路，又該循環動力水路單元1更包含有一反重力段11及一連接段12，且於反重力段11的水路設為蜂巢式截面112，又該連接段12設有一逆止閥121，該逆止閥121有利於真空作業並可防止循環動力水逆流；而在該反重力段11、連接段12的交界處分別設有一出水口111及一進水口120。

一泵浦水流單元2，係接設於該反重力段11所設出水口111、連接段12所設進水口120之間，又該出水口111對準該泵浦水流單元2的一密閉容室21內所設的一第一扇葉組件22的扇葉23外圍，而該密閉容室21底部設有該進水口120，藉由該第一扇葉組件22所設一攪動端24套入於該進水口120處來攪動該循環動力水路單元1的循環動力水流；進一步，該第一扇葉組件22另接設有一風力動能輸入端232，據以更強化該循環動力水路單元1內的循環動能；進一步， 該第一扇葉組件22係由該扇葉23延伸一轉軸231，且該轉軸231得樞接於該密閉容室21內壁，又於該轉軸231藉由所設一皮帶輪組件25及所設一傘齒輪組件26，其中該皮帶輪組件25接設該傘齒輪組件26，該皮帶輪組件25接設該傘齒輪組件26，而該傘齒輪組件26在接設該攪動端24，進而將所水力及風力輸入動力傳送到該攪動端24；另於在該密閉容室21外接設有一補水閥27，而該補水閥27再接設水源；一真空裝置3，係接設於該泵浦水流單元2外部，並對其密閉容室21內抽真空，以利初次導入循環動力水作業，待抽完真空後該真空裝置3就可停止作業；及一動力輸出單元4，係接設於該循環動力水路單元1的最低處，且所設一容室41內設有一第二扇葉組件42及其動力輸出端44，且從該第二扇葉組件42的扇葉43外圍延伸該連接段12至該泵浦水流單元2的攪動端24；藉由上述各元件構成本發明水循環動力系統A經該補水閥27放入足量的循環動力水後，再以該真空裝置3對該泵浦水流單元2抽真空後，則系統內的循環動力水則會流動，此時便可關掉該真空裝置3，而從該反重力段11的出水口111流出的循環動力水則會致動該泵浦水流單元2的第一扇葉組件22，讓該第一扇葉組件22經由該皮帶輪組件25、傘齒輪組件26及該攪動端24後，進而持續對循環動力水施加動能，待該循環動力水經由該連接段12致動該動力輸出單元4內的第二扇葉組件42，進而將動力從該第二扇葉組件42的動力輸出端44輸出。

而該循環動力水致動該動力輸出單元4內的第二扇葉組件42後，則會再度流入該循環動力水路單元1的反重力段11，因該反重力段11設為蜂巢式 截面112，運用該蜂巢式截面112的摩擦反作用力及文氏原理，讓該循環動力水又再度從該反重力段11的出水口111致動該泵浦水流單元2，如此循環作用以轉換動力。

請參閱圖3及圖5所示者，而該動力輸出單元4的動力輸出端44可接設一發電單元，讓該發電單元所產出電力經由一控制器的電力調配，進而產出所需的電力。

特別一提，本發明可將數個泵浦水流單元2串聯並連接於系統的循環水路，如圖6所示，進而強化該動力輸出單元4可輸出更大的動力。

請參閱圖7所示，經由前述水循環動力系統A所運用之技術手段，可歸納本發明的水循環動力系統之循環方法B，係包含有：一循環動力水路單元建置步驟(a)，係建置具有一高度落差的循環動力水路單元(1)，又該循環動力水路單元(1)更包含有一反重力段11及一連接段12，且於反重力段的水路設為蜂巢式截面；而在該反重力段11、連接段12的交界處分別設有一出水口111及一進水口120；一泵浦水流單元建置步驟(b)，係建置一泵浦水流單元2接設於該反重力段11所設出水口111、連接管12所設進水口120之間，又該出水口111對準該泵浦水流單元2的一密閉容室21內所設的一第一扇葉組件22的扇葉23外圍，而該密閉容室21底部設有該進水口120，藉由該第一扇葉組件22所設一攪動端24套入於該進水口120處來攪動該循環動力水路單元1的循環動力水流；進一步，該第一扇葉組件22另接設有一風力動能輸入端232；一真空裝置建置步驟(c)，係建置一真空裝置3接設於該泵浦水流單元2外部，並對其密閉容室21內抽真空，以利初次導入循環動力水作業；及一動力輸出單元建置步驟(d)，係建置一動力輸出單元4接設於該循環動力水路單元1的最低處，且所設一容室41內設 有一第二扇葉組件42及其動力輸出端44，且從該第二扇葉組件42的扇葉43外圍延伸該連接段12至該泵浦水流單元2的攪動端24。

綜上所述各實施例，本新型係關於一種水循環動力系統及其循環方法，且其各實施例的構成結構未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；需陳明者，以上所述乃是本申請案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本申請案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本申請案之範圍內，合予陳明。

Claims (5)

1. 一種水循環動力系統之循環方法，係包含下述步驟：一循環動力水路單元建置步驟，係建置具有一高度落差的循環動力水路單元，又該循環動力水路單元更包含有一反重力段及一連接段，且於反重力段的水路設為蜂巢式截面；而在該反重力段、連接段的交界處分別設有一出水口及一進水口；一泵浦水流單元建置步驟，係建置一泵浦水流單元接設於該反重力段所設出水口、連接段所進水口之間，又該出水口對準該泵浦水流單元的一密閉容室內所設的一第一扇葉組件的扇葉外圍，而該密閉容室底部設有該進水口，藉由該第一扇葉組件所設一攪動端套入於該進水口處來攪動該循環動力水路單元的循環動力水流；進一步，該第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端；一真空裝置建置步驟，係建置一真空裝置接設於該泵浦水流單元外部，並對其密閉容室內抽真空，以利初次導入循環動力水作業；及一動力輸出單元建置步驟，係建置一動力輸出單元接設於該循環動力水路單元的最低處，且所設一容室內設有一第二扇葉組件及其動力輸出端，且從該第二扇葉組件的扇葉外圍延伸該連接段至該泵浦水流單元的攪動端；藉由上述步驟，以該循環動力水路單元內部抽真空及循環動力水重力動能驅該泵浦水流單元，且以風力作為輔助，來強化循環動力水的動能，據以驅動位於最低處位置的動力輸出單元，進而產生動力輸出。
2. 如請求項1所述水循環動力系統之循環方法，其中該循環動力水路單元建置步驟中的連接段設有一逆止閥。
3. 一種水循環動力系統，係使用前述請求項1的循環方法，其包含有：一循環動力水路單元，係具有一高度落差的循環動力水路，又該循環動力水路單元更包含有一反重力段及一連接段，且於反重力段的水路設為蜂巢式截面；而在該反重力段、連接段的交界處分別設有一出水口及一進水口；一泵浦水流單元，係接設於該反重力段所設出水口、進水口之間，又該出水口對準該泵浦水流單元的一密閉容室內所設的一第一扇葉組件的扇葉外圍，而該密閉容室底部設有該進水口，藉由該第一扇葉組件所設一攪動端套入於該進水口處來攪動該循環動力水路單元的循環動力水流；進一步，該第一扇葉組件另接設有一風力動能輸入端；一真空裝置，係接設於該泵浦水流單元外部，並對其密閉容室內抽真空，以利初次導入循環動力水作業；及一動力輸出單元，係接設於該循環動力水路單元的最低處，且所設一容室內設有一第二扇葉組件及其動力輸出端，且從該第二扇葉組件的扇葉外圍延伸該連接段至該泵浦水流單元的攪動端；藉由該循環動力水路單元內部抽真空及循環動力水重力動能驅該泵浦水流單元，且以風力為輔助，來強化循環動力水的動能，據以驅動位於最低處位置的動力輸出單元，進而產生動力輸出。
4. 如請求項3所述水循環動力系統，其中該循環動力水路單元建置步驟中的連接段設有一逆止閥。
5. 如請求項3所述水循環動力系統，其中該第一扇葉組件係由該扇葉延伸一轉軸，且該轉軸得樞接於該密閉容室內壁，又於該轉軸藉由所設一皮帶輪組件及所設一傘齒輪組件，其中該皮帶輪組件接設該皮帶輪組件，而該皮帶輪組件又接設該傘齒輪組件，而該傘齒輪組件在接設該攪動端，進而將所水力及風力輸入動力傳送到該攪動端。