專利名稱：防洪系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防洪系統(tǒng)，其承載因大雨而暴漲且下';tiUL快于正 常流速的河水流量，以及一種結(jié)合在該防洪系統(tǒng)中用以發(fā)電的水4fe"機(jī)式 發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
全國(guó)范圍內(nèi)建成的防洪建筑是基于5000到10000年前的降水信息 設(shè)計(jì)而成，因此它們有時(shí)無(wú)法抵御諸如突發(fā)性暴雨等自然災(zāi)害。更確切 地講，由于它們?cè)诜篮楣δ芊矫嬉呀?jīng)逐漸變得失去抵御能力并逐漸弱 化，因此它們通常會(huì)受到洪水的影響。毋庸置疑，作為自然控制方式的 溪流或河道會(huì)直接受到洪水淹沒(méi)。
近年來(lái)，因使用礦物燃料而導(dǎo)致的二氧化碳增多已經(jīng)引起全球變暖 及其它的氣候異常。這引發(fā)全世界范圍內(nèi)的區(qū)域性暴雨或長(zhǎng)期干旱，或 者導(dǎo)致颶風(fēng)與過(guò)去相比成指數(shù)地增加。更嚴(yán)重的是，預(yù)計(jì)這些自然災(zāi)害 在未來(lái)會(huì)更頻繁地發(fā)生。為了采取措施應(yīng)對(duì)這種反常的氣候變化，國(guó)內(nèi) 的防洪系統(tǒng)早就應(yīng)該進(jìn)行改造，但是因?yàn)樾枰甙旱馁M(fèi)用和大量的時(shí)間 來(lái)改造舊的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此防洪系統(tǒng)仍然保留著這些舊的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。不 可避免地，水庫(kù)或堤壩會(huì)發(fā)生绔塌，或者下游反復(fù)發(fā)生洪澇。
由于幾乎沒(méi)有在洪水和暴雨期間具有改善的排放能力的建筑，因此 絕對(duì)有必要加強(qiáng)所有的防洪建筑。
而且，眾所周知，由于地球上的石油儲(chǔ)備已經(jīng)開(kāi)始急劇下降所以全 世界現(xiàn)在面臨著燃?xì)鈨r(jià)格的不斷提高。最近已經(jīng)引入了許多替代能源， 并且全世界許多國(guó)家都積極參與到提高這些能源的效率的技術(shù)開(kāi)發(fā)中。 然而不幸的是，考慮到國(guó)內(nèi)在多種替代能源的實(shí)用性和普遍性的內(nèi)部狀 況，僅能在有限的條件下啟用這些能源。也就是說(shuō)，將那些替代能源實(shí) 際轉(zhuǎn)換成水力發(fā)電和熱力發(fā)電的可能性很小。此外，現(xiàn)有的水力發(fā)電站 的另 一個(gè)問(wèn)題在于它們僅實(shí)現(xiàn)一次來(lái)自進(jìn)水壩的有效跌水用以發(fā)電，所以它們的水利用率非常低。
因此，需要開(kāi)發(fā)一種不但能夠提高水利用率而且能夠利用死庫(kù)容中的水資源的新設(shè)備
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題
因此，鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種新型防洪系統(tǒng)，其能夠減少每年花費(fèi)的處理洪災(zāi)損失的總體恢復(fù)成本，并且即便在扣除投資費(fèi)用之后仍然能夠從通過(guò)循環(huán)水資源所產(chǎn)生的電量來(lái)產(chǎn)生巨大的收益。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種防洪系統(tǒng)，其具有防空蝕空穴，以便通過(guò)匯集經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離而形成的跌水以及消除水中的空氣來(lái)防止形成空蝕現(xiàn)象，從而能夠增加水流量以便提高水利用率，使得由此產(chǎn)生更多的電量。
通過(guò)以下說(shuō)明能夠理解本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)，并且通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式能夠更清楚地認(rèn)識(shí)到這些目的及優(yōu)點(diǎn)。另外，能夠容易地看出可通過(guò)所附權(quán)利要求詳細(xì)說(shuō)明的裝置及其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點(diǎn)
有益效果
根據(jù)本發(fā)明，在真空狀態(tài)下進(jìn)行進(jìn)水并將其送至分開(kāi)的路徑以便用于多個(gè)發(fā)電設(shè)備。由于多次供應(yīng)高流量的水，因此能夠產(chǎn)生更大量的電。同時(shí)，在暴雨期間，水排放得更快，從而防止洪水淹沒(méi)并且另外獲得經(jīng)濟(jì)收益。


圖l是圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的橫截面圖；以
及
圖2是通過(guò)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備而構(gòu)造的防洪系統(tǒng)的示意
圖
具體實(shí)施例方式
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種發(fā)電設(shè)備，其包括第一防空蝕空穴，其形成于進(jìn)水水庫(kù)的上部空氣層中；水輪機(jī)，其安裝在連接于防空蝕空穴的液壓管的下游用以發(fā)電；以及第二防空蝕空穴，其形成在位于水輪機(jī)附近的排水水庫(kù)中。
本發(fā)明的另一方面提供了一種防洪系統(tǒng)，其包括多個(gè)發(fā)電設(shè)備和多個(gè)防空蝕空穴，發(fā)電設(shè)備和防空蝕洞連接至倒虹吸水路(其為單獨(dú)的人工建筑)，以便在進(jìn)入大海之前控制從河道的起點(diǎn)至終點(diǎn)的河水流量。
本發(fā)明的實(shí)施方式
下面，將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施本發(fā)明。
圖l是圖示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的發(fā)電設(shè)備的橫截面圖。其中，發(fā)電設(shè)備具有主體l,主體l由包括鐵或塑料在內(nèi)但并不限于此的材料制成，并且如果必要的話可分別添加有混凝土。
如圖l所示，發(fā)電設(shè)備l包括進(jìn)水入口 11，進(jìn)水入口 ll設(shè)置成高于下面的清潔入口 13，清潔入口 13通過(guò)閥14打開(kāi)和關(guān)閉。通過(guò)這種方式，進(jìn)水中較重的雜質(zhì)沉淀并堆積在清潔入口 13的前面，從而能夠隨后定期清潔清潔入口 13。有時(shí)，該清潔入口用作排水出口?？蓪⑴欧诺乃椭赁r(nóng)田溝渠以〗更作為灌溉水進(jìn)行循環(huán)。在進(jìn)水入口 11的入口處可安裝有閥12以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)水入口。
進(jìn)水水庫(kù)io連接至進(jìn)水入口 11的后端部，并且在進(jìn)水水庫(kù)10的頂部處設(shè)有水坎(water sill) 15，以便當(dāng)水充注到預(yù)定高度時(shí)將水送至水庫(kù)20。另外，第一防空蝕空穴31通過(guò)連接管32以與諸如羅茨風(fēng)機(jī)的真空泵30連通的方式形成在水坎15的上部。在本說(shuō)明書(shū)中，"防空蝕空穴，，限定為連接至真空泵30的連接管32的入口區(qū)域。因此，進(jìn)水入口 11優(yōu)選地以如下的結(jié)構(gòu)建造在支流的上游或容易被洪水淹沒(méi)的區(qū)域中，即其能夠通過(guò)安裝在最近的支流處的水路一一即倒虹^^水路一一而引入支流的降水。
真空泵30設(shè)置成將預(yù)期會(huì)發(fā)生空蝕的表面的上層部分之上的空氣層抽成真空并消除空蝕的形成。優(yōu)選地，真空泵30以通過(guò)真空度而自動(dòng)控制的方式設(shè)置。
排水水庫(kù)50通過(guò)水路40連接至所述水庫(kù)的下游用以發(fā)電。為水路40提供水輪機(jī)41用以發(fā)電，并且第二防空蝕空穴33形成在排水水庫(kù)50的上部部分處以便與連接至真空泵30另一側(cè)的連接管34連通。排放出口 51位于排水水庫(kù)50的下端部處，并且在排放出口 51處安裝有閥52，用于打開(kāi)和關(guān)閉排放出口 51。排放出口 51的一側(cè)可設(shè)計(jì)成與真空泵30連通。用于發(fā)電的水輪機(jī)41的下游同樣被抽成真空，因?yàn)楸M管安裝在水路處的用于發(fā)電的水輪機(jī)41實(shí)際上處于利用水流量的狀態(tài)，但是水輪機(jī)可能因其自身的旋轉(zhuǎn)而截?cái)嗨髁客瑫r(shí)導(dǎo)致空蝕現(xiàn)象。因此，與水被引入時(shí)相比，已經(jīng)經(jīng)過(guò)水輪機(jī)41的水流動(dòng)得明顯變緩。此外，用于發(fā)電的水路40內(nèi)部的水壓的增加使得水流變得近乎停滯，由此無(wú)法獲得所需的能量。這解釋了水輪機(jī)41的下游要保持真空狀態(tài)的原因。
用于發(fā)電的水輪機(jī)41連接于發(fā)電機(jī)42和變壓器43。發(fā)電機(jī)42和變壓器43的周?chē)臻g包括控制器44、除濕器45以及供操作員進(jìn)/出的入口 46。
下文將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備的操作方法。
首先，打開(kāi)進(jìn)水入口 11的閥12以使水經(jīng)由進(jìn)水水庫(kù)10流到水庫(kù)20。如果將第一防空蝕空穴31 — —其與連接至真空泵30 —側(cè)的連接管32連通一一抽成真空，則能夠?qū)⑺B續(xù)地以高速吸入并送至水庫(kù)20。
另外，如果將第二防空蝕空穴33—一其與連接至真空泵30另一側(cè)的連接管34連通一一抽成真空，則能夠經(jīng)由用于發(fā)電的水路40將已經(jīng)供給到水庫(kù)20中的水同樣以高速吸入到排水水庫(kù)50中。同時(shí)，用于發(fā)電的水輪機(jī)41以高速旋轉(zhuǎn)，并且從發(fā)電機(jī)42獲得電能。
圖2是通過(guò)結(jié)合圖l所示的本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備而構(gòu)造的防洪系統(tǒng)的示意圖。如該圖所示，防洪系統(tǒng)形成作為單獨(dú)的人工建筑的倒虹吸水路T，以便在進(jìn)入大海S之前控制從河道的上游至終點(diǎn)的河水流量R,并且至少一個(gè)發(fā)電設(shè)備1以及分別連接至真空泵的防空蝕空穴連接至該倒虹吸水路T，真空泵安裝在發(fā)電設(shè)備l的上游和下游處。特別地，在河道R的支流匯合的區(qū)域處或降水量增加的區(qū)域處額外地安裝進(jìn)水入口 3，并且該進(jìn)水入口通過(guò)水路連接至最近的防空蝕空穴并最終連接至干流的倒虹吸7JC路?？紤]到地理?xiàng)l件及環(huán)境條件，可選擇地，倒虹吸水路T可形成在河床下面。
在此，發(fā)電設(shè)備1應(yīng)該安裝成使得位于上游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備1的排
水水庫(kù)50的水位與位于下游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備1的進(jìn)水水庫(kù)10的水位相差大約10.13米或更多(這生成了高于大氣壓的壓差)。然而，安裝在位于倒虹吸水路T的靠近大海的最下游處的最終排水出口附近的發(fā)電設(shè)備l必須安裝在某個(gè)上游區(qū)域處，在該區(qū)域處發(fā)電設(shè)備l中的排水水庫(kù)50的水位與所述最終排水出口的水位相差10.13米或更多。此外，即使倒虹吸水路T的最終排水出口設(shè)置在河道R或其支流的中部處，安裝在最終排水出口附近的發(fā)電設(shè)備1仍然應(yīng)該安裝在某個(gè)上游區(qū)域處，在該區(qū)域處排水水庫(kù)50與所述最終排水出口之間的水位差為10.13米或更多。
如上所述，通過(guò)將發(fā)電設(shè)備安裝在水位差為10.13米或更多的區(qū)域處，因此能夠在一處匯集跌水以便因此來(lái)提高發(fā)電效率，并且水能夠更快排放到大海S中。
最后，沿著倒虹吸水路T安裝的多個(gè)防空蝕空穴2和多個(gè)發(fā)電設(shè)備l用來(lái)增加水流量。因此，能夠反復(fù)地多次利用這些水以產(chǎn)生更高的電量，并能夠提高暴雨期間的排水能力。
盡管已經(jīng)參照具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但是對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，顯然能夠在不背離如所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出多種變化和改型。
權(quán)利要求
1. 一種防洪系統(tǒng)，其包括沿河道形成的倒虹吸水路，其中，所述倒虹吸水路包括真空泵，至少一個(gè)防空蝕空穴連接至所述真空泵。
2. 如權(quán)利要求l所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述倒虹吸M還包括發(fā)電 設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述倒虹吸水路還包括 進(jìn)水入口 ，所述進(jìn)7jc入口與所述倒虹吸 jc^連通并安裝在所述河道的支流處。
4. 如權(quán)利要求2所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電設(shè)備包括 進(jìn)水水庫(kù)，所述進(jìn)水7jC庫(kù)具有進(jìn)7jC入口；水庫(kù)，所述水庫(kù)連接至所述進(jìn)水水庫(kù)；排水水庫(kù)，所述排水水庫(kù)具有排水出口并通過(guò)用于發(fā)電的7jc路連接至所述水庫(kù)的下游；:^<4^機(jī)，所述7jc^機(jī)安^所述用于發(fā)電的7jc^的中間；以及 第一防空蝕空穴和第二防空蝕空穴，所述第一防空蝕空穴和所述第二防空蝕空穴分別形成在所述進(jìn)水水庫(kù)和所述排水水庫(kù)的上部處，以便與所述真空泵連通。
5. 如權(quán)利要求4所述的防洪系統(tǒng)，其還包括 設(shè)置在低于所述進(jìn)水入口的位置處的清潔入口 。
6. 如權(quán)利要求2或4所述的防洪系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電設(shè)備以如下 的方式安裝位于上游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備的排水7jc庫(kù)與位于下游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備的進(jìn)水水庫(kù)之間的水位差或者所述倒虹吸水路的最終排水出口與相 對(duì)于所述最終排水出口位于上游區(qū)域的發(fā)電設(shè)備的排水水庫(kù)之間的水位 差為10.13米或更多。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防洪系統(tǒng)，該防洪系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)電設(shè)備和多個(gè)防空蝕空穴，發(fā)電設(shè)備和防空蝕空穴連接至作為單獨(dú)的人工建筑的倒虹吸水路，以便控制進(jìn)入大海之前的從河道的起點(diǎn)至終點(diǎn)的河水流量。發(fā)電設(shè)備包括第一防空蝕空穴，其形成于進(jìn)水水庫(kù)的上部空氣層中；水輪機(jī)，其安裝在連接于防空蝕空穴的液壓管的下游用以發(fā)電；以及第二防空蝕空穴，其形成在位于水輪機(jī)附近的排水水庫(kù)中。
文檔編號(hào)F03B11/04GK101535629SQ200780042723
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者趙克來(lái) 申請(qǐng)人:趙克來(lái)