專利名稱：真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程是一項(xiàng)只利用機(jī)械真空泵獲得的真空能 量為啟動(dòng)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)利用地球引力形成重力水流，利用重力水流獲得真空能量，利用真 空能量釋放大氣壓力，用其重力水流、真空能量、大氣壓力為動(dòng)力，不消耗能源完成大 流量、高楊程提水蓄能規(guī)模發(fā)電的真空能源裝置系統(tǒng)工程。本發(fā)明主要用于有水源的地方，以水為工作介質(zhì)，不消耗能源、清潔、規(guī)模、 廉價(jià)、生產(chǎn)電能；亦可用于不消耗能源規(guī)模提水調(diào)水和提供儲(chǔ)水方面。
背景技術(shù)：
當(dāng)今電力已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人類生活所必須的動(dòng)力，由于火力發(fā)電廠的大 力發(fā)展，燃燒化石燃料排放的CO2氣體使全球氣候變暖，而產(chǎn)生各種自然災(zāi)害和水資源 短缺，直接威脅人類生存和影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。為此，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于上世紀(jì)80 年代指出“國際社會(huì)必須尋找替代能源和提高能源利用效率，以制止主要由化石燃料 提供動(dòng)力的經(jīng)濟(jì)增長、嚴(yán)重加劇空氣污染和氣候變化”，但至今國際社會(huì)還沒有找到替 代能源，實(shí)現(xiàn)清潔、規(guī)模、廉價(jià)生產(chǎn)電能的方法，世界能源仍面臨能源穩(wěn)定供應(yīng)、氣候 變暖、環(huán)境惡化的壓力，據(jù)報(bào)導(dǎo)2009年我國一次能源消耗30.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭 占70.1%、石油占18.7%、天然氣占3.85%，其它清潔能源占7.3%，所以，世界能源理 事會(huì)主席嘉德奈于2010年10月18日指出“應(yīng)對氣候變化是對傳統(tǒng)能源體系的嚴(yán)峻挑 戰(zhàn)，要求全球能源體系必須進(jìn)行翻天覆地的變化。”

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的實(shí)施真空能源動(dòng)力技術(shù)，只利用機(jī)械真空泵獲得的真空能 量為啟動(dòng)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)利用地球引力形成重力水流、利用重力水流獲得真空能量、利用真 空能量釋放大氣壓力，用其重力水流、真空能量、大氣壓力為動(dòng)力，不消耗能源完成大 流量、高楊程提水蓄能發(fā)電，達(dá)到改變電能生產(chǎn)方式，規(guī)模、廉價(jià)、清潔獲得電能，解 脫能源危機(jī)、消除CO2氣體污染防止地球變暖。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)由真空提水輸水器、真空啟動(dòng)器組成的真空提水機(jī)， 其中，真空提水輸水器是由真空提水管路、重力放水管路、大氣管路、電動(dòng)閥、封隔函 組成，真空啟動(dòng)器是由真空儲(chǔ)水室、水位傳感器、真空管路、大氣管路、出水管路、三 個(gè)電動(dòng)閥、機(jī)械真空泵、電器控制箱、底座平臺(tái)組成；多個(gè)由框架、多個(gè)平臺(tái)面與多個(gè) 真空提水機(jī)組成的高楊程真空提水輸水裝置；由匯水箱、循環(huán)水池與多個(gè)高楊程提水輸 水裝置組成的大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)；水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)；還包括高楊程放水輸 水管路、循環(huán)水連通管路、水源組成，通過高楊程放水輸水管路將大流量高楊程真空提 水蓄能系統(tǒng)中匯水箱與水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)相連通，水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的排水管路與水源相連 通，通過循環(huán)水連通管路將水源與循環(huán)水池相連通。真空提水輸水器的結(jié)構(gòu)是由真空提水管路、重力放水管路、大氣管路、電動(dòng)閥、封隔函組成，將真空提水管路與水面垂直安裝，將真空提水管路下端伸入到水池水 中，將重力放水管路由真空提水管路上頂端連接處向下傾斜安裝，在重力放水管路的末 端向下垂直安裝封隔函，在真空提水管路與重力放水管路相連接處的管路上安裝大氣管 路，在大氣管路上安裝電動(dòng)閥。真空啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)是由真空儲(chǔ)水室、水位傳感器、真空管路、大氣管路、三 個(gè)電動(dòng)閥、機(jī)械真空泵、電器控制箱、底座平臺(tái)組成，將真空儲(chǔ)水室、機(jī)械真空泵、電 器控制箱安裝在底座平臺(tái)上面，將機(jī)械真空泵通過真空管路、電動(dòng)閥與真空儲(chǔ)水室的上 部相連通，將大氣管路安裝在真空儲(chǔ)水室的上部位置，在大氣管路上安裝電動(dòng)閥，將出 水管路安裝在真空儲(chǔ)水室的下部位置，在出水管路上安裝電動(dòng)閥，將水位傳感器安裝在 真空儲(chǔ)水室上部的水位上限位置。真空提水機(jī)的結(jié)構(gòu)由真空提水輸水器、真空啟動(dòng)器組成，將真空啟動(dòng)器安裝 在水池的邊上，將真空提水輸水器中向下傾斜的重力放水管路下端通過真空啟動(dòng)器中真 空儲(chǔ)水室的上部伸入安裝在真空儲(chǔ)水室內(nèi)，在重力放水管路末端垂直安裝封隔函，使真 空提水輸水器中真空提水管路下端垂直伸入到水池的水中。真空提水機(jī)的工作原理開啟真空啟動(dòng)器中的機(jī)械真空泵對真空儲(chǔ)水室抽氣使 其室內(nèi)獲得真空，用其真空能量使真空儲(chǔ)水室內(nèi)與水池水面上大氣壓力之間形成的壓差 力為動(dòng)力，將循環(huán)水池內(nèi)的水通過真空提水管路壓入真空儲(chǔ)水室內(nèi)(利用真空能量為動(dòng) 力，使真空提水管路的提水極限高度，在海平面上可達(dá)10米)，利用真空啟動(dòng)器使真空 提水輸水器進(jìn)入真空提水輸水的過程中，在真空提水輸水器內(nèi)流動(dòng)的水流分為兩個(gè)工作 過程在真空提水管路的提水過程是利用真空和大氣壓力形成的壓差力為動(dòng)力完成的； 但當(dāng)水流越過真空提水管路與重力放水管路相連接上頂點(diǎn)的臨界面后，在向下傾斜重力 放水管路內(nèi)的水流便是由地球引力形成重力來完成的，所以當(dāng)在重力放水管路內(nèi)形成重 力水流后停止機(jī)械真空泵工作，真空儲(chǔ)水室恢復(fù)常壓后，由于地球引力的作用使向下傾 斜重力放水管路內(nèi)的重力水流仍繼續(xù)向下流動(dòng)，在重力放水管路內(nèi)利用繼續(xù)向下流動(dòng)的 重力水流便自然形成水柱塞式真空泵的工況，使真空提水管路與重力放水管路相連接臨 界面處的管路內(nèi)即時(shí)形成空間獲得真空，用其真空與大氣壓力之間形成的壓差力使真空 提水管路繼續(xù)完成提水工作，使真空提水管路與重力放水管路相連接臨界面處的管路始 終保持滿水狀態(tài)，如此，由于地球引力作用使重力放水管路內(nèi)重力水流繼續(xù)放水，使其 上頂點(diǎn)臨界面處的管路內(nèi)保持真空狀態(tài)，使真空提水管路繼續(xù)完成提水工作，使真空提 水輸水器完成向真空儲(chǔ)水室提水輸水的工作，真空儲(chǔ)水室內(nèi)的儲(chǔ)水通過出水管路輸出， 為防止在真空提水輸水器的工作過程中大氣壓入重力放水管路內(nèi)，破壞其上頂點(diǎn)臨界面 處管路內(nèi)獲得的真空，在真空啟動(dòng)器的真空儲(chǔ)水室上部安裝了一個(gè)上限水位傳感器，使 機(jī)械真空泵停止工作的條件限定在真空儲(chǔ)水室的儲(chǔ)水高度保證使封隔函達(dá)到封隔大氣的 性能，確保真空提水機(jī)連續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不消耗電能完成提水輸水工作。真空提水機(jī)的工作是這樣完成的將真空提水機(jī)安裝在水池的邊上，將真空提 水機(jī)的真空提水管路下端垂直伸入到水池的水面以下，將電器控制箱通過線路與機(jī)械真 空泵、水位傳感器、四個(gè)電動(dòng)閥相連通，通過電器控制箱啟動(dòng)機(jī)械真空泵、真空管路上 電動(dòng)閥使真空啟動(dòng)器中真空儲(chǔ)水室內(nèi)獲得真空，用其真空與大氣形成的壓差力為動(dòng)力， 將水池中的水通過真空提水輸水器中真空提水管路、重力放水管路、封隔函壓入真空儲(chǔ)水室中，當(dāng)壓入的水位上升到水位傳感器的位置時(shí)，水位傳感器發(fā)出電信號(hào)，通過控制 電路的控制，停止機(jī)械真空泵、關(guān)閉真空管路上電動(dòng)閥，同時(shí)開啟大氣管路電動(dòng)閥、出 水管路上電動(dòng)閥使真空儲(chǔ)水室內(nèi)恢復(fù)常壓，使真空提水機(jī)進(jìn)入不消耗電能的提水輸水工 作，通過電器控制箱開啟真空提水輸水器中大氣管路上電動(dòng)閥，真空提水機(jī)即停止工 作。高楊程真空提水輸水裝置的結(jié)構(gòu)本裝置是由多個(gè)真空提水機(jī)、框架、多個(gè)平 臺(tái)面組成，將框架安裝在循環(huán)水池的邊上，將多個(gè)平臺(tái)面分別安裝在由框架構(gòu)成的多級(jí) 相同高度支撐位置上，形成多級(jí)工作平臺(tái)，將多個(gè)真空提水機(jī)分別安裝在各級(jí)工作平臺(tái) 的臺(tái)面上，將最下層平臺(tái)上真空提水機(jī)中真空提水輸水器的真空提水管路下端垂直伸入 到循環(huán)水池的水中，將多級(jí)平臺(tái)上真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的出水管路與上一級(jí)平臺(tái)上 真空提水機(jī)中真空提水輸水器的真空提水管路相連通，最下層平臺(tái)上真空提水機(jī)中機(jī)械 真空泵、電器控制箱為各級(jí)平臺(tái)上真空提水機(jī)公用，通過真空管路將機(jī)械真空泵與各級(jí) 平臺(tái)上真空提水機(jī)相連通，通過輸電線路將電器控制箱與機(jī)械真空泵、各級(jí)平臺(tái)上真空 提水機(jī)中電動(dòng)閥、水位傳感器相連通，利用這種多級(jí)真空提水機(jī)垂直串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式， 實(shí)現(xiàn)不消耗能源完成高度楊程真空提水輸水。高楊程真空提水輸水裝置的工作是這樣完成的將高楊程真空提水輸水裝置安 裝在循環(huán)水池的邊上，將其最下層平臺(tái)上第一級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的真空提水管 路下端垂直伸入到循環(huán)水池的水中，通過電器控制箱啟動(dòng)機(jī)械真空泵、第一級(jí)真空提水 機(jī)中真空儲(chǔ)水室的真空管路上電動(dòng)閥，使第一級(jí)真空提水機(jī)中真空獲得室獲得真空，用 其真空能量釋放大氣壓力將循環(huán)水池內(nèi)的水通過真空提水管路、重力放水管路、封隔函 壓入其真空儲(chǔ)水室內(nèi)，當(dāng)其真空儲(chǔ)水室內(nèi)的水位上升到上限水位傳感器的位置時(shí)，水位 傳感器發(fā)出電信號(hào)，由電器控制箱的控制，關(guān)閉第一級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的真空 管路上電動(dòng)閥，開啟第一級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的大氣管路上電動(dòng)閥、出水管路上 電動(dòng)閥，使其真空儲(chǔ)水室恢復(fù)常壓，同時(shí)開啟第二級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的真空管 路上電動(dòng)閥，這種工況使第一級(jí)真空提水機(jī)進(jìn)入常壓提水輸水運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)第二級(jí)真 空提水機(jī)；利用機(jī)械真空泵使第二級(jí)真空提水機(jī)中的真空儲(chǔ)水室獲得真空，用其真空能 量釋放大氣壓力將第一級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室內(nèi)的水，通過第二級(jí)真空提水機(jī)的真 空提水管路、重力放水管路、封隔函壓入第二級(jí)真空提水機(jī)的真空儲(chǔ)水室內(nèi)，當(dāng)其真空 儲(chǔ)水室內(nèi)的水位上升到上限水位傳感器的位置時(shí)水位傳感器發(fā)出電信號(hào)，由電器控制箱 控制，關(guān)閉第二級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的真空管路上真空閥，開啟第二級(jí)真空提水 機(jī)中真空儲(chǔ)水室的大氣管路上電動(dòng)閥、出水管路上電動(dòng)閥，使其真空儲(chǔ)水室恢復(fù)常壓， 同時(shí)開啟第三級(jí)真空提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的真空管路上電動(dòng)閥，這種工況使第二級(jí)真空 提水機(jī)進(jìn)入常壓提水輸水運(yùn)行，同時(shí)開啟第三級(jí)真空提水機(jī)，如此，逐級(jí)操作便能使多 級(jí)真空提水機(jī)全部進(jìn)入常壓提水輸水運(yùn)行，完成多級(jí)高楊程真空提水輸水的工作。大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置、 匯水箱、循環(huán)水池組成，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置并排安裝在循環(huán)水池的邊上， 將匯水箱安裝在多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置的最上層的平臺(tái)上，將多個(gè)高楊程真空提 水輸水裝置的出水管路與匯水箱相連通。大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)的工作是這樣完成的，同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置，使各個(gè)高楊程真空提水輸水裝置全部進(jìn)入不消耗電能的常壓提水輸水 運(yùn)行，將循環(huán)水池內(nèi)的水提升輸送匯集到最上層平臺(tái)的匯水箱內(nèi)，當(dāng)匯上箱內(nèi)的水位上 升到匯水箱的水位傳感器上限位置時(shí)，水位傳感器發(fā)出電信號(hào)，由控制電路開啟匯水箱 的主出水管路上電動(dòng)閥使匯水箱內(nèi)的水通過主出水管路輸出。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)將本發(fā)明中的水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)建造在水源的岸邊 上，其排水管路與水源相連接，通過高楊程放水輸水管路將水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)水管路 與大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)中匯水箱主出水管路相連通，通過循環(huán)水連通管路將 水源與大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)中循環(huán)水池相連通，啟動(dòng)大流量高楊程真空提水 蓄能系統(tǒng)中多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置，實(shí)現(xiàn)不消耗電能將循環(huán)水池中的水大流量提 升輸送到高位平臺(tái)上面的匯水箱內(nèi)，通過高楊程放水輸水管路將匯水箱內(nèi)的高位水大流 量供給水輪機(jī)發(fā)電。
四

圖1、真空提水蓄能發(fā)電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)圖
圖2、真空提水蓄能發(fā)電系統(tǒng)工程工況圖
圖3、真空提水輸水和提洪儲(chǔ)水工程工況圖
圖4、大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖5、匯水箱結(jié)構(gòu)圖
圖6、大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)平面布置圖
圖7、高楊程真空提水輸水裝置結(jié)構(gòu)圖
圖8、高楊程真空提水輸水裝置啟動(dòng)工況圖
圖9、真空提水機(jī)結(jié)構(gòu)圖
圖10-.真空提水機(jī)啟動(dòng)工況圖
圖11-.真空提水機(jī)常壓運(yùn)行工況圖
圖12、真空提水輸水器結(jié)構(gòu)圖
圖13、真空啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖
如圖1所示，真空提水蓄能發(fā)電系統(tǒng)工程是由多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1
匯水箱2、高楊程放水輸水管路3、循環(huán)水池4、連通管路5、水力發(fā)電系統(tǒng)6、水源7組 成，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1并排安裝在循環(huán)水池4邊上，將匯水箱2安裝在多 個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1的最上層平臺(tái)臺(tái)面上，通過高楊程放水輸水管路3將匯水箱 2與水力發(fā)電系統(tǒng)6相連通，水力發(fā)電系統(tǒng)6排水管路與水池7相連通，通過連通管路5 將水源7與循環(huán)水池4相連通。如圖4所示，大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)是由多個(gè)高楊程真空提水輸水裝 置1、匯水箱2、循環(huán)水池4組成。如圖6所示，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1并排安裝在循環(huán)水池4的邊上， 將匯水箱2安裝在多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1的最上層平臺(tái)臺(tái)面上，通過多個(gè)高楊程 真空提水輸水裝置1的出水管路與匯水箱2相連通。如圖5所示，匯水箱是由箱體24、主出水管路25、電動(dòng)閥14、水位傳感器19組 成，將出水管路25安裝在箱體24的下部位置，在主出水管路25上安裝電動(dòng)閥14，將水位傳感器19安裝在箱體24的上部水位上限位置。如圖7所示，高楊程真空提水輸水裝置是由多個(gè)真空提水機(jī)8、機(jī)械真空泵11、 電器控制箱12、真空管路10、框架9、多級(jí)平臺(tái)面23組成，將多個(gè)真空提水機(jī)8分別安 裝在框架9上的多級(jí)平臺(tái)面23上面，通過真空管路10將機(jī)械真空泵11與各個(gè)真空提水 機(jī)8相連通，將安裝在最下層的底座平臺(tái)面23上，真空提水機(jī)8的真空提水管路垂直伸 入到循環(huán)水池4的水中，將各級(jí)平臺(tái)23上面真空提水機(jī)8中的出水管路與上一級(jí)真空提 水機(jī)8中的真空提水管路相連通。如圖9所示，真空提水機(jī)是包括由真空提水管路13、重力放水管路16、封隔 函17、大氣管路14、電動(dòng)閥15組成的真空提水輸水器；由真空儲(chǔ)水室18、水位傳感器 19、出水管路22、機(jī)械真空泵11、電器控制箱12、真空管路10、大氣管路14、出水管路 22、三個(gè)電動(dòng)閥15、底座平臺(tái)23組成的真空啟動(dòng)器兩部分構(gòu)成，將真空提水管路13的下 端垂直的伸入到循環(huán)水池4水中，將向下傾斜重力放水管路16的下端通過真空儲(chǔ)水室18 的上部伸入到真空儲(chǔ)水室18內(nèi)，在重力放水管路16的末端安裝封隔函17。如圖12所示，真空提水輸水器是由真空提水管路13、重力放水管路16、封隔函 17、大氣管路14、電動(dòng)閥15組成，將真空提水管路13與水面垂直安裝，將重力放水管路 16由與真空提水管路13上頂端連接處向下傾斜安裝，在重力放水管路末端垂直安裝封隔 函17，在真空提水管路13與重力放水管路16相連接處的管路上面，安裝大氣管路14， 在大氣管路14上方安裝電動(dòng)閥15。如圖13所示，真空啟動(dòng)器是由真空儲(chǔ)水室18、真空管路10、大氣管路14、水位 傳感器19、出水管路22、機(jī)械真空泵11、電器控制箱12、底座平臺(tái)23組成，將真空儲(chǔ) 水室18、機(jī)械真空泵11、電器控制箱12安裝在底座平臺(tái)23上面，將出水管路22安裝在 真空儲(chǔ)水室18的下部位置，在出水管路22上安裝電動(dòng)閥15，將水位傳感器19安裝在真 空儲(chǔ)水室18內(nèi)上部的水位上限位置，將大氣管路14安裝在真空儲(chǔ)水室18的上部位置， 在大氣管路14上安裝電動(dòng)閥15，將機(jī)械真空泵11通過真空管路10、電動(dòng)閥15與真空儲(chǔ) 水室18的上部相連通。
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合以上附圖對本發(fā)明的動(dòng)態(tài)操作進(jìn)行描述結(jié)合附圖9、10、11、12、13對真空提水機(jī)的動(dòng)態(tài)操作進(jìn)行描述如圖12所 示，真空提水輸水器是由真空提水管路13、重力放水管路16、封隔函17、大氣管路14、 電動(dòng)閥門15組成；如圖13所示，真空啟動(dòng)器是由真空儲(chǔ)水室18、機(jī)械真空泵11、電器 控制箱12、真空管路10、大氣管路14、出水管路22、三個(gè)電動(dòng)閥15、水位傳感器19組 成；如圖9所示，將真空提水機(jī)安裝在循環(huán)水池4邊上，將真空提水輸水器中真空提水管 路13下端垂直伸入到循環(huán)水池4的水中，將真空提水輸水器中重力放水管路16由與真空 提水管路13上端相連接的頂點(diǎn)向下傾斜安裝，使重力放水管路16下端從真空儲(chǔ)水室18 的上部伸入到真空儲(chǔ)水室18內(nèi)，在重力放水管路16末端垂直安裝封隔函17;如圖10所 示，通過電器控制箱12開啟機(jī)械真空泵11、真空管路10上電動(dòng)閥15，使真空儲(chǔ)水室18 內(nèi)獲得真空，用其真空能量與循環(huán)水池4上面的大氣壓力形成壓差力，用其壓差力為動(dòng) 力，將循環(huán)水池內(nèi)的水通過真空提水輸水器中的真空提水管路13、重力放水管路16壓入真空儲(chǔ)水室18內(nèi)(用其壓差力為動(dòng)力，在海平面上可使真空提水管路提水的極限高度達(dá) 10米)，利用真空啟動(dòng)器使真空提水輸水器向真空儲(chǔ)水室18提水輸水的過程中，使水流 在真空提水輸水器流動(dòng)分為兩個(gè)過程在真空提水管路13的提水過程是利用真空與大氣 壓力形成的壓差力為動(dòng)力完成的，但水流由真空提水管路13與重力放水管路16相連接臨 界面流入向下傾斜的重力放水管路16內(nèi)水流便是由地球引力的作用形成重力水流來完成 的，當(dāng)通過真空提水器向真空儲(chǔ)水室18輸水的水位上升到上限水位傳感器19時(shí)，水位傳 感器19發(fā)出電信號(hào)，由電器控制箱12控制，停止機(jī)械真空泵11、關(guān)閉真空管路10上電 動(dòng)閥15、開啟大氣管路14上電動(dòng)閥15、開啟出水管路22上電動(dòng)閥15，使真空儲(chǔ)水室18 內(nèi)恢復(fù)常壓，形成常壓下真空提水機(jī)運(yùn)行工況；如圖11所示，在常壓下由地球引力的作 用仍使向下傾斜重力放水管路16內(nèi)的重力水流繼續(xù)向下流動(dòng)，在重力放水管路16內(nèi)繼續(xù) 向下流動(dòng)的重力水流自然形成水柱塞式真空泵的工況，使真空提水管路13與重力放水管 路16相連接臨界面處的管路內(nèi)即時(shí)形成空間獲得真空能量，用其真空能量與大氣壓力形 成的壓差力為動(dòng)力，使真空提水管路13即完成提水工作，使真空提水管路13與重力放水 管路16相連接的臨界面處的管路內(nèi)保持滿水狀態(tài)，如此，由于地球引力作用使向下傾斜 重力放水管路16內(nèi)的重力水流繼續(xù)向下放水，使其上頂點(diǎn)臨界面處的管路內(nèi)保持真空， 用其真空能量使真空提水管路13繼續(xù)提水，真空儲(chǔ)水室18內(nèi)的儲(chǔ)水通過出水管路22輸 出，利用真空儲(chǔ)水室18內(nèi)的儲(chǔ)水為密封介質(zhì)，使封隔函起到阻擋大氣壓入到重力放水管 路16內(nèi)的作用，使重力放水管路16與真空提水管路13相連接頂點(diǎn)臨界面處管路內(nèi)真空 不被破壞，保障真空提水輸水器連續(xù)工作，使真空提水機(jī)實(shí)現(xiàn)不消耗能源完成真空提水 輸水的工作，只要通過電器控制箱12開啟真空提水輸水器上部大氣管路14上電動(dòng)閥15， 使大氣壓入真空提水輸水器內(nèi)，真空提水機(jī)便立即停止工作。 結(jié)合附圖7、8對高楊程真空提水輸水裝置的動(dòng)態(tài)操作進(jìn)行描述如圖7所示， 高楊程真空提水輸水裝置是由多個(gè)真空提水機(jī)8、機(jī)械真空泵11、電器控制箱12、框架 9、多個(gè)平臺(tái)面23組成，將框架9安裝在循環(huán)水池4的邊上，將安裝在最下層平臺(tái)面23 上真空提水機(jī)8的真空提水管路垂直伸入到循環(huán)水池4的水中，將多級(jí)平臺(tái)面23上真空 提水機(jī)8的出水管路與各自己上一級(jí)真空提水機(jī)8中的真空提水管路相連通，將機(jī)械真空 泵11、電器控制箱12安裝在最下層平臺(tái)面23上，通過真空管路10將機(jī)械真空泵11與各 個(gè)真空提水機(jī)8相連通，通過輸電線路將電器控制箱12與機(jī)械真空泵11、各個(gè)真空提水 機(jī)8中水位傳感器、電動(dòng)閥相連接，通過電器控制箱12啟動(dòng)機(jī)械真空泵11，再通過電器 控制箱12的控制，從最下層第一級(jí)真空提水機(jī)8開始啟動(dòng)逐級(jí)向上，便能使各級(jí)真空提 水機(jī)8同時(shí)工作，提升到最上一級(jí)真空提水機(jī)8的水，經(jīng)其出水管路輸出；如圖8所示， 通過電器控制箱12啟動(dòng)機(jī)械真空泵11，再通過電器控制箱12首先啟動(dòng)第一級(jí)真空提水 機(jī)8，當(dāng)?shù)谝患?jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室中的水位上升到上限水位傳感器位置時(shí)，由電 器控制箱12控制，關(guān)閉第一級(jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室的真空管路上電動(dòng)閥，開啟大 氣管路、出水管路上電動(dòng)閥，同時(shí)開啟第二級(jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室的真空管路上 電動(dòng)閥，這種工況，使第一級(jí)真空提水機(jī)進(jìn)入常壓運(yùn)行工況，同時(shí)使第二級(jí)真空提水機(jī) 啟動(dòng)，利用機(jī)械真空泵11使第二級(jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室內(nèi)獲得真空，用此真空能 量與第一級(jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室水面上的大氣壓力形成壓差力，用其壓差力將其 真空儲(chǔ)水室內(nèi)的水通過第二級(jí)真空提水機(jī)8中真空提水輸水器壓入第二級(jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室內(nèi)，當(dāng)其真空儲(chǔ)水室內(nèi)的水位上升到上限水位傳感器位置時(shí)，通過電器控制 箱12控制關(guān)閉第二級(jí)真空提水機(jī)8中真空儲(chǔ)水室真空管路上電動(dòng)閥、開啟大氣管路上和 出水管路上電動(dòng)閥，同時(shí)開啟第三級(jí)真空提水機(jī)8中真空管路上電動(dòng)閥，這種工況，使 第二級(jí)真空提水機(jī)8進(jìn)入常壓運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)第三級(jí)真空提水機(jī)8，如此，逐級(jí)啟動(dòng)真空 提水機(jī)8，使各級(jí)真空提水機(jī)8進(jìn)入常壓運(yùn)行，使高楊程真空提水輸水裝置實(shí)現(xiàn)不消耗能 源完成高楊程提水輸水工作。結(jié)合附圖4、5、6對大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)操作進(jìn)行概括描 述如圖4、6所示，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1并排安裝在循環(huán)水池4的邊上， 將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1中第一級(jí)真空提水輸水機(jī)的真空提水管路垂直伸入到 循環(huán)水池4水中，將匯水箱安裝在多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1的最上層的平臺(tái)面上， 將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1最上層真空提水機(jī)出水管路與匯水箱2相連通；如圖5 所示，匯水箱是由箱體24、水位傳感器19、主出水管路25、電動(dòng)閥14組成，箱體24是 一個(gè)大容量長方形的水槽，將水位傳感器19安裝在箱體24上限水位的位置上，將主出水 管路25安裝在箱體24的下部位置，在出水管路25上安裝電動(dòng)閥14;如圖4所示，同時(shí) 啟動(dòng)多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1，由多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1不消耗能源將循 環(huán)水池4中的水提升輸送到匯水箱2中，當(dāng)匯水箱2的水位上升到如圖5所示的水位傳感 器19的上限位置時(shí)，水位傳感器19發(fā)出電信號(hào)，由電器控制箱開啟主出水管路25上電 動(dòng)閥14，匯水箱2中的水便由主出水管路25輸出，實(shí)現(xiàn)不消耗能源完成大流量高楊程真 空提水蓄能工作。結(jié)合圖1、2對本發(fā)明的動(dòng)態(tài)操作進(jìn)行概括描述如圖1所示，將水輪機(jī)發(fā)電系 統(tǒng)6安裝在水源7的邊上，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1并排安裝在循環(huán)水池4的邊 上，將匯水箱2安裝在多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1的最上層平臺(tái)上，由多個(gè)高楊程真 空提水輸水裝置1、匯水箱2、循環(huán)水池4組成大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)，通過高 楊程放水輸水管路3將匯水箱2與水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)6相連通，水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)6的排水管 路與水源7相連通；如圖2所示，當(dāng)全部啟動(dòng)大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)中多個(gè)高楊 程真空提水輸水裝置1便將循環(huán)水池4中的水提升輸送到匯水箱2中，當(dāng)匯水箱2中的水 位上升到上限水位傳感器位置時(shí)，控制電路啟動(dòng)匯水箱2主出水管路的電動(dòng)閥，使匯水 箱2的高位水大流量通過高楊程放水輸水管路3輸給水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)6發(fā)電，水輪機(jī)發(fā)電 系統(tǒng)6排放水流入水源7中，水源7通過連通管路5流入循環(huán)水池4中，使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)不 消耗能源完成大流量高楊程水力發(fā)電的工作，規(guī)模、廉價(jià)獲得電能。結(jié)合圖3對真空提水輸水和提洪儲(chǔ)水工程的動(dòng)態(tài)操作進(jìn)行概括描述如圖3所 示，將大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)中的循環(huán)水池4，通過循環(huán)水連通管路5與水源相 連通，并將其系統(tǒng)中匯水箱2主出水管路與輸水管路3相連通，這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)全部啟動(dòng)大 流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)中多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1，便將水源或洪水7通過 連通管路5由循環(huán)水池4被多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置1提升到匯水箱2中，匯水箱2 中的水由輸水管路3輸送到高位水庫中。本發(fā)明的主要技術(shù)特征之一是，真空提水輸水器是由真空提水管路、重力放水 管路、封隔函、大氣管路、電動(dòng)閥組成，將真空提水管路與水面垂直安裝，并將其下端 伸入到水中，將重力放水管路由與真空提水管路上頂端連通接處向下傾斜安裝，在重力放水管路末端垂直安裝封隔函，將大氣管路安裝在真空提水管路與重力放水管路相連接 處的管路上面，在大氣管路上安裝電動(dòng)閥。這種結(jié)構(gòu)，只要在真空提水輸水器內(nèi)由真空 提水管路通過重力放水管路形成流動(dòng)水流后，因地球引力的作用便使向下傾斜的重力放 水管路內(nèi)的水流形成重力水流，以重力水流為動(dòng)力使重力放水管路內(nèi)的水流形成水柱塞 式真空泵的工況獲得真空，用其真空能量使真空提水管路繼續(xù)完成提水工作；在重力放 水管路末端垂直安裝的封隔函在真空啟動(dòng)器的真空儲(chǔ)水室內(nèi)，利用水作為密封介質(zhì)起到 封隔大氣的作用，防止大氣壓入重力放水管路內(nèi)；開啟安裝在真空提水輸水器的大氣管 路上電動(dòng)閥，便能立即停止真空提水輸水器的工作。本發(fā)明的再一個(gè)主要技術(shù)特征是，真空提水機(jī)是由真空提水輸水器、真空啟動(dòng) 器組成，將真空提水機(jī)安裝在水池的邊上，將真空提水輸水器中的真空提水管路下端垂 直伸入到水池水中，將重力放水管路由與真空提水管路上端相連接的頂點(diǎn)向下傾斜安 裝，使重力放水管路末端從真空啟動(dòng)器中真空儲(chǔ)水室上部伸入到真空儲(chǔ)水室內(nèi)，在真空 儲(chǔ)水室內(nèi)的重力放水管路末端垂直安裝封隔函。這種結(jié)構(gòu)，利用真空啟動(dòng)器中機(jī)械真空 泵使真空儲(chǔ)水室內(nèi)獲得真空，用其真空能量與大氣壓力形成的壓差力為動(dòng)力，將水池中 的水，通過真空提水輸水器中真空提水管路、重力放水管路壓入真空儲(chǔ)水室內(nèi)，使真空 提水輸水管路內(nèi)形成流動(dòng)水流，在其水流的流動(dòng)過程中，當(dāng)水流流入向下傾斜的重力放 水管路內(nèi)，由于地球引力的作用形成重力水流，其重力水流在重力放水管路流動(dòng)過程自 然形成水柱塞式真空泵工況，使重力放水管路的上頂端獲得真空能量，并能利用真空儲(chǔ) 水室中的儲(chǔ)水使重力放水管路末端封隔函起到阻擋大氣壓入重力放水管路內(nèi)的作用。本發(fā)明的另一個(gè)主要技術(shù)特征是，高楊程真空提水輸水裝置是由多個(gè)真空提水 機(jī)、框架、多個(gè)平臺(tái)面組成，將框架安裝在水池邊上，將多個(gè)真空提水機(jī)安裝在框架上 的各個(gè)平臺(tái)面上，將最下層真空啟動(dòng)器的真空提水管路下端垂直伸入到水池的水中，將 多級(jí)平臺(tái)面上真空提水機(jī)的出水管路與各自上一級(jí)真空提水機(jī)中真空提水管路相連通， 將最下層真空提水機(jī)的機(jī)械真空泵、電器控制箱作為多個(gè)真空提水機(jī)公用，通過真空管 路將機(jī)械真空泵與各級(jí)平臺(tái)上真空提水機(jī)相連通。這種結(jié)構(gòu)，利用機(jī)械真空泵、電器控 制箱逐級(jí)啟動(dòng)各個(gè)真空提水機(jī)，實(shí)現(xiàn)不消耗能源完成高楊程真空提水輸水的工作。本發(fā)明的再一個(gè)主要技術(shù)特征是，大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)是由多個(gè)高 楊程提水輸水裝置、匯水箱、循環(huán)水池組成，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置并排安裝 在循環(huán)水池的邊上，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置中第一級(jí)真空提水機(jī)的真空提水管 路垂直伸入到循環(huán)水池的水中，將匯水箱安裝在多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置的最上一 層平臺(tái)面上，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置最上層真空提水機(jī)出水管路與匯水箱相連 通。這種結(jié)構(gòu)可通過并排安裝在循環(huán)水池邊上的多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置完成高楊 程大流量提水蓄能和輸水工作。本發(fā)明的再一個(gè)主要技術(shù)特征是，本發(fā)明是由大流量高楊程提水蓄能系統(tǒng)、水 輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、高楊程放水輸水管路、連通管路、水源組成，將水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)安裝在 水源邊上，水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的排水管聯(lián)與水源相連通，通過連通管路將水源與大流量高 楊程提水蓄能系統(tǒng)中循環(huán)水池相連通，通過高楊程放水輸水管路將大流量高楊程提水蓄 能系統(tǒng)中匯水箱與水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)相連通。這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)不消耗能源，由大流量高 楊程提水蓄能系統(tǒng)輸給的大流量高位水供水輪機(jī)運(yùn)行發(fā)電，規(guī)模、廉價(jià)獲得電能。
權(quán)利要求
1.一種真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程，包括多個(gè)由真空提水輸水器、真空啟動(dòng) 器組成的真空提水機(jī)，其中真空提水輸水器是由真空提水管路、重力放水管路、大氣管 路、電動(dòng)閥、封隔函組成，真空啟動(dòng)器是由真空儲(chǔ)水室、水位傳感器、真空管路、大氣 管路、出水管路、三個(gè)電動(dòng)閥、機(jī)械真空泵、電器控制箱、底座平臺(tái)組成；多個(gè)由框 架、多個(gè)平臺(tái)面與多個(gè)真空提水機(jī)組成的高楊程真空提水輸水裝置；由匯水箱、循環(huán)水 池與多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置組成的大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)；水輪機(jī)發(fā)電 系統(tǒng)；還包括高楊程放水輸水管路、循環(huán)水連通管路、水源組成，通過高楊程放水輸水 管路將大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)中匯水箱與水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)相連通，水輪機(jī)發(fā)電 系統(tǒng)的排水管聯(lián)與水源相連通，通過循環(huán)水連通管路將水源與大流量高楊程真空提水蓄 能系統(tǒng)中循環(huán)水池相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程，其特征在于真空提水機(jī)中 真空提水輸水器是由真空提水管路、重力放水管路、大氣管路、電動(dòng)閥、封隔函組成， 將真空提水管路與水面垂直安裝，將真空提水管路下端垂直伸入到水中，將重力放水管 路由與真空提水管路上頂端連接處向下傾斜安裝，在重力放水管路末端向下垂直的安裝 封隔函，在真空提水管路與重力放水管路相連接處的管路上安裝大氣管路，在大氣管路 上安裝電動(dòng)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程，其特征在于真空提水機(jī) 中真空啟動(dòng)器是由真空儲(chǔ)水室、水位傳感器、真空管路、大氣管路、出水管路、三個(gè)電 動(dòng)閥、機(jī)械真空泵、電器控制箱底座平臺(tái)組成，將機(jī)械真空泵、電器控制箱、真空儲(chǔ)水 室安裝在底座平臺(tái)上面，將機(jī)械真空泵通過真空管路、電 動(dòng)閥與真空儲(chǔ)水室的上部相連 通，將大氣管路安裝在真空儲(chǔ)水室的上部位置，在大氣管路上安裝電動(dòng)閥，將出水管路 安裝在真空儲(chǔ)水室的下部位置，在出水管路上安裝電動(dòng)閥，將水位傳感器安裝在真空儲(chǔ) 水室上部的水位上限位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程，其特征在于真空提水機(jī)是 真空提水輸水器、真空啟動(dòng)器組成，將真空啟動(dòng)器安裝在水池的邊上，將真空提水輸水 器中向下傾斜的重力放水管路下端通過真空啟動(dòng)器中真空儲(chǔ)水室的上部伸入安裝在真空 儲(chǔ)水室內(nèi)，在重力放水管路末端垂直安裝封隔函，將真空提水輸水器中真空提水管路下 端垂直伸入到水池的水中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程，其特征在于高楊程真空 提水輸水裝置是由多個(gè)真空提水機(jī)、框架、多個(gè)平臺(tái)面組成，將框架安裝在循環(huán)水池的 邊上，將多個(gè)平臺(tái)面分別安裝在由框架構(gòu)成的多級(jí)相同高度支撐位置上形成多級(jí)工作平 臺(tái)，將多個(gè)真空提水機(jī)分別安裝在各級(jí)平臺(tái)的臺(tái)面上，將最下層平臺(tái)面上真空提水機(jī)中 真空提水輸水器的真空提水管路下端垂直伸入到循環(huán)水池的水中，將多級(jí)平臺(tái)面上真空 提水機(jī)中真空儲(chǔ)水室的出水管路與上一級(jí)平臺(tái)面上真空提水機(jī)中真空提水輸水器的真空 提水管路相連通，最下層平臺(tái)面上真空提水機(jī)中機(jī)械真空泵、電器控制箱為各級(jí)平臺(tái)上 真空提水機(jī)公用，通過真空管路將機(jī)械真空泵與各級(jí)平臺(tái)上真空提水機(jī)相連通，通過輸 電線路將電器控制箱與機(jī)械真空泵、各級(jí)平臺(tái)面上真空提水機(jī)中電動(dòng)閥、水位傳感器相 連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程，其特征在于大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)是由多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置、匯水箱、循環(huán)水池組成，將多個(gè) 高楊程真空提水輸水裝置并排安裝在循環(huán)水池的邊上，將匯水箱安裝在多個(gè)高楊程真空 提水輸水裝置的最上層的平臺(tái)面上，將多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置的出水管路與匯水 箱相連通。
全文摘要
本發(fā)明真空提水蓄能規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)工程是一項(xiàng)只利用機(jī)械真空泵獲得的真空能量為啟動(dòng)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)利用地球引力形成重力水流、利用重力水流獲得真空能量、利用真空能量釋放大氣壓力，用其重力水流、真空能量、大氣壓力為動(dòng)力，不消耗能源完成大流量、高楊程提水蓄能規(guī)模發(fā)電的真空能源系統(tǒng)工程。本發(fā)明主要利用多個(gè)由真空提水器、真空啟動(dòng)器組成的真空提水機(jī)組成，用多個(gè)真空提水機(jī)組成高楊程真空提水輸水裝置，用多個(gè)高楊程真空提水輸水裝置組成大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)；用大流量高楊程真空提水蓄能系統(tǒng)與水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)組成本發(fā)明。本發(fā)明主要用于有水源的地方，以水為工作介質(zhì)，不消耗能源、清潔、規(guī)模、廉價(jià)生產(chǎn)電能；亦可用于規(guī)模提水輸水和提洪儲(chǔ)水方面。
文檔編號(hào)F03G7/04GK102011676SQ20101055780
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者張慶玉, 穆玉芳 申請人:張慶玉