專利名稱：大氣壓力水力發(fā)電廠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于水力發(fā)電廠的裝置。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于水力發(fā)電廠的大氣壓力管道。該新穎管道設(shè)計(jì)通過(guò)利用施加在液體表面上的大氣壓力來(lái)增加從流過(guò)導(dǎo)管的液體中獲得的產(chǎn)生的能量。
背景技術(shù)：
水力發(fā)電廠已經(jīng)使用了多年，并且工程師們一直在尋找使它們更高效的方式。影響效率的一個(gè)因素是水將在給定位置落下的高度?！皦侯^”的測(cè)量值確定當(dāng)水經(jīng)過(guò)渦輪以便發(fā)電時(shí)，能夠從落下的水中抽取的功率。本發(fā)明使用水力技術(shù)來(lái)人工增加在任意給定的地理位置中的適用發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)壓頭。已經(jīng)發(fā)展了多種發(fā)明來(lái)提高水力發(fā)電廠的效率。授予mda的美國(guó)專利 No. 4182123公開(kāi)了一種水力發(fā)電廠，它有蓄水池，該蓄水池具有壩墻；水力渦輪，該水力渦輪與發(fā)電機(jī)連接；壓力管道，該壓力管道從蓄水池延伸至水力渦輪，并越過(guò)壩墻(而并不穿過(guò)壩墻)，以便從蓄水池向渦輪供水；以及真空泵，用于通過(guò)虹吸管效果而使得壓力管道的至少一部分充滿水，并在壓力管道的基本最上側(cè)部分(它位于壩墻的頂部上)處連接。授予Bellamy的美國(guó)專利No. 5377485涉及一種在例如河流中具有低壓頭能量的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)用于通過(guò)引導(dǎo)水經(jīng)過(guò)導(dǎo)管和通過(guò)將空氣引入導(dǎo)管以便產(chǎn)生空氣流(該空氣流經(jīng)過(guò)空氣渦輪以便刺激該空氣渦輪)而提供電能，并因此產(chǎn)生電能?？諝饪梢酝ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換裝置而被引入在導(dǎo)管中的流水中，以保證沒(méi)有氣泡或氣穴與水一起運(yùn)行，該氣泡或氣穴與水一起運(yùn)行將降低效率。導(dǎo)管可以成反重力路線的形狀，以便防止氣泡運(yùn)行。授予Eller的美國(guó)專利No. 43642 示例說(shuō)明了一種水力渦輪機(jī)系統(tǒng)，該水力渦輪機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)渦輪葉片；液壓泵，該液壓泵用于通過(guò)渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)而操作； 液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；液壓蓄水池；以及在泵、馬達(dá)和蓄水池之間的連接件，連接件用于使馬達(dá)響應(yīng)由水流引起的渦輪葉片旋轉(zhuǎn)而操作。在本發(fā)明的改進(jìn)中，渦輪葉片和液壓泵合并至軸流單元中，該軸流單元有環(huán)形外殼，水流過(guò)該環(huán)形外殼以便驅(qū)動(dòng)渦輪葉片，該渦輪葉片再驅(qū)動(dòng)泵。馬達(dá)、發(fā)電機(jī)和蓄水池可以布置成遠(yuǎn)離軸流單元。優(yōu)選是，軸流單元為大致U形，這樣，它能夠布置成翻過(guò)壩，且支腳在壩的相對(duì)側(cè)向下沿伸至水中。起動(dòng)單元用于使得水開(kāi)始流過(guò)軸流單元，且起動(dòng)單元優(yōu)選是可以包括真空泵，該真空泵與殼體連接用于從殼體泵送空氣，以便將水向上吸入它的支腳中，直到水開(kāi)始通過(guò)虹吸管作用而流動(dòng)。授予Wolf的美國(guó)專利No. 6359347公開(kāi)了一種用于通過(guò)使水從相對(duì)較低位置升高至第二相對(duì)升高位置而由水源產(chǎn)生水力發(fā)電能量的方法和裝置。水在多個(gè)堆疊的層中以大致向上的方向從最低層逐漸運(yùn)動(dòng)至最高層。來(lái)自水源的水首先向上虹吸至最低層。然后， 更低層的水向上虹吸至下一個(gè)相鄰的更高層，來(lái)自最高層的水沿槽道向下流動(dòng)，以便使得驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電能。本發(fā)明的目的是提供一種用于在可用于發(fā)電的相對(duì)壓頭受到限制的地理位置處提高水力發(fā)電廠的效率的裝置和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供改進(jìn)這些電廠的系統(tǒng)， 該系統(tǒng)可以安裝為初始裝置的一部分，或者添加為對(duì)現(xiàn)有電廠的改進(jìn)。本發(fā)明的再一目的是提供一種容易構(gòu)成、簡(jiǎn)單操作和容易維護(hù)的系統(tǒng)和裝置。本發(fā)明的又一目的是提供一種裝置，該裝置能夠用于通過(guò)附加輔助出口線路裝置來(lái)進(jìn)一步增加效率。本發(fā)明的還有一目的是提供具有附加下游渦輪的這些輔助出口線路裝置。最后，本發(fā)明的目的是提供便宜和長(zhǎng)壽命的電力系統(tǒng)。盡管本發(fā)明的一些目的在現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)，但是還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)包括全部所述要求的發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中用于商品包裝的相互作用訓(xùn)練系統(tǒng)和用于相同發(fā)明的裝置的所有缺陷，并滿足上述所有目的。這里所述的裝置和方法增加了由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量。本發(fā)明包括導(dǎo)管、 在導(dǎo)管內(nèi)部的多個(gè)閥、提供在導(dǎo)管上的充裝單元、可選擇拆卸地安裝的延伸部分以及渦輪。 導(dǎo)管包括通過(guò)連接部分來(lái)連接的升高部分和降低部分。在導(dǎo)管內(nèi)部的閥調(diào)節(jié)流過(guò)導(dǎo)管的液體流量。充裝單元包括泵和虹吸管中的至少一個(gè)，用于將液體補(bǔ)充至導(dǎo)管中和將恒定流量的液體推入導(dǎo)管中。通過(guò)選擇地控制一個(gè)或多個(gè)閥和利用施加在液體表面上的大氣壓力來(lái)推動(dòng)恒定流量?？刹鹦兜匕惭b的延伸部分增加了液體的水壓頭，因此增加了液體流過(guò)導(dǎo)管的恒定流量。渦輪優(yōu)選是位于導(dǎo)管的降低部分上并在低于液體表面的高度。渦輪由以增大的恒定流量在導(dǎo)管中流動(dòng)的液體來(lái)產(chǎn)生能量。產(chǎn)生的能量利用施加在液體上的大氣壓力以及增加的恒定流量來(lái)增加。通過(guò)參考附圖和對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，可以清楚本發(fā)明的其它目標(biāo)和目的和理解本發(fā)明。


圖1表示了用于增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的裝置，該導(dǎo)管封裝有一個(gè)或多個(gè)渦輪；導(dǎo)管利用泵、虹吸管和充裝管以及利用施加在液體表面上的大氣壓力來(lái)充裝。圖2示例表示了用于利用泵和充裝管而增加由流過(guò)導(dǎo)管的水體產(chǎn)生的能量的裝置。圖3示例表示了用于利用虹吸管而增加由流過(guò)導(dǎo)管的水體產(chǎn)生的能量的裝置。
具體實(shí)施例方式為了舉例說(shuō)明的目的，下面的詳細(xì)說(shuō)明在蓄水的水力發(fā)電廠中生產(chǎn)電力。這里所公開(kāi)的大氣壓力水力發(fā)電廠的范圍并不局限于蓄水的水力發(fā)電廠，也可以延伸至現(xiàn)有或新的蓄水的、引水渠和抽水蓄能的水力發(fā)電廠。圖1舉例說(shuō)明利用施加在液體101表面上的大氣壓力用于增加由流過(guò)導(dǎo)管102的液體101產(chǎn)生的能量的裝置100。導(dǎo)管102也稱為壓力管道。液體101通常為水體。這里所公開(kāi)的裝置100包括導(dǎo)管102、在該導(dǎo)管102內(nèi)部的多個(gè)閥103和104、布置在導(dǎo)管102上的充裝單元105、以及通過(guò)連接部分102c連接的升高部分102b和降低部分 102d。導(dǎo)管102是將水送向渦輪106的管。閥103和104包括前部控制閥103和后部控制閥104。前部控制閥103位于升高部分102b的內(nèi)部。后部控制閥104位于降低部分102d 的內(nèi)部。升高部分102b從低于液體101表面的進(jìn)口 10 延伸至在高于液體101表面的高度處的、連接部分102c的第一端102f。液體101通過(guò)進(jìn)口 10 進(jìn)入導(dǎo)管102。降低部分 102d從在高于液體101表面的高度處的、連接部分102c的第二端102g延伸至低于液體101
表面的預(yù)定點(diǎn)。在導(dǎo)管102內(nèi)部的閥103和104調(diào)節(jié)通過(guò)導(dǎo)管102的液體101的流量。充裝單元 105包括泵10 和虹吸管10 中的至少一個(gè)，用于將液體101補(bǔ)充至導(dǎo)管102中，并將恒定流量的液體101引入導(dǎo)管102中。該恒定流量通過(guò)選擇地調(diào)節(jié)閥103和104中的一個(gè)或多個(gè)以及利用施加在液體101表面上的大氣壓力來(lái)控制。當(dāng)導(dǎo)管的降低部分比升高部分長(zhǎng)得多時(shí)，只使用一個(gè)閥104。泵10 可以位于液體101中并靠近導(dǎo)管102的升高部分102b。 泵10 從液體101中泵送液體至導(dǎo)管102中。虹吸管10 從液體101中虹吸水至導(dǎo)管 102中。虹吸管10 位于導(dǎo)管102上并在前部控制閥103和后部控制閥104之間。入口門105d布置在導(dǎo)管102上，用于允許泵送或虹吸的水進(jìn)入導(dǎo)管102。入口門105d也用于停止水流入導(dǎo)管102中。為了停止水流入導(dǎo)管102中，入口門105d打開(kāi)，空氣能夠進(jìn)入導(dǎo)管102，從而停止流動(dòng)。充裝單元105還包括充裝管105c，用于將水從泵10 運(yùn)送至入口門 105d?？刹鹦兜匕惭b的延伸部分107增加了液體101的水壓頭，并因此增加了液體101 流過(guò)導(dǎo)管102的恒定流量。水壓頭的增加對(duì)應(yīng)于液體101流過(guò)導(dǎo)管102的流速的增加。使用可拆卸地安裝的延伸部分107取決于周圍地形。渦輪106優(yōu)選是位于導(dǎo)管102的降低部分102d上并在低于液體101表面的高度處。渦輪106由以增加的恒定流量在導(dǎo)管102中流動(dòng)的液體101來(lái)產(chǎn)生能量。產(chǎn)生的能量利用施加在液體101上的大氣壓力和液體在導(dǎo)管 102中的增加的恒定流量而增加。液體101通過(guò)出口 10 離開(kāi)導(dǎo)管102。液體101離開(kāi)導(dǎo)管102進(jìn)入例如湖、河流、溪流等中。液體101并不需要釋放至較大的第二液體中，甚至可以釋放至較小的溪流和湖中。液體101還可以釋放至空氣中，空氣對(duì)于釋放的液體101具有更小阻力，因此將液體101釋放至空氣中不會(huì)阻礙液體101在導(dǎo)管102內(nèi)部的恒定流量。 導(dǎo)管102例如可以建在小山上，并且液體101從小山的頂部釋放至空氣中，從而增加了液體 101的水壓頭。液體101可以在離進(jìn)口 10 較大距離處釋放至空氣中。附加渦輪106可以位于導(dǎo)管102中的任意處，或者在可拆卸地安裝的延伸部分107中。這些附加渦輪106將用于減慢液體101的流動(dòng)，從而降低侵蝕問(wèn)題，同時(shí)不會(huì)降低產(chǎn)生的電量。
圖2示例表示了用于增加由流過(guò)導(dǎo)管102的水體產(chǎn)生的能量的裝置100，該裝置 100利用泵10 和充裝管105c來(lái)建立恒定流量。在該實(shí)施例中，泵10 布置在水體中。 在該實(shí)例中，閥103和104首先關(guān)閉。閥103和104都在水面下。水在閥103和104關(guān)閉之前已經(jīng)存在于導(dǎo)管102中。后部控制閥104處于比前部控制閥103更低的位置。泵10 通過(guò)充裝管105c用于泵送水。水通過(guò)入口門105d進(jìn)入導(dǎo)管102中。入口門105d在導(dǎo)管102進(jìn)行補(bǔ)充時(shí)關(guān)閉。通過(guò)打開(kāi)前部控制閥103和后部控制閥104建立通過(guò)導(dǎo)管102的恒定水流量。閥103和104。閥103和104再同時(shí)打開(kāi)，或者一個(gè)在另一個(gè)后面打開(kāi)。前部控制閥103在后部控制閥104之前打開(kāi)。然后，水開(kāi)始流出出口 10加。如果導(dǎo)管102的降低部分102d比升高部分102b長(zhǎng)得多，只使用一個(gè)閥103或104。流動(dòng)可以通過(guò)使得降低部分102d充滿水而開(kāi)始。圖3示例表示了用于增加由流過(guò)導(dǎo)管102的水體產(chǎn)生的能量的裝置100，該裝置 100利用虹吸管10 來(lái)建立恒定流量。虹吸管10 布置在前部控制閥103和后部控制閥 104之間。前部控制閥103和后部控制閥104首先關(guān)閉。虹吸管10 用于抽出在前部控制閥103和后部控制閥104之間的導(dǎo)管102部分中的空氣?？諝饪梢詮膶?dǎo)管102的頂部或?qū)Ч?02中的任意其它開(kāi)口而抽出。然后，用于虹吸的開(kāi)口關(guān)閉。然后，前部控制閥103打開(kāi)，從而允許恒定水流進(jìn)入導(dǎo)管102的升高部分102b中。 隨后，后部控制閥104打開(kāi)，從而允許恒定水流通過(guò)導(dǎo)管102的降低部分102d。然后，水通過(guò)出口 10 而流出。在正常操作中水不再充滿虹吸管10恥。在這種情況下，前部控制閥 103布置在水體表面的上面。后部控制閥104低于前部控制閥103的高度，以便開(kāi)始流動(dòng)。這里公開(kāi)了利用施加在液體101的表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管102的液體101流產(chǎn)生的能量的方法。提供了導(dǎo)管102。導(dǎo)管102包括通過(guò)連接部分102c來(lái)連接的升高部分102b和降低部分103d，如圖1中詳細(xì)所述。多個(gè)閥103和104提供于導(dǎo)管102的內(nèi)部，用于調(diào)節(jié)流過(guò)導(dǎo)管102的液體101流量。液體101補(bǔ)充至導(dǎo)管102中。恒定流量的液體101被推入導(dǎo)管102中。通過(guò)選擇地控制閥103和104中的一個(gè)或多個(gè)以及利用施加在液體101表面上的大氣壓力來(lái)推動(dòng)恒定流量。在導(dǎo)管102中推動(dòng)的液體101的恒定流量通過(guò)使液體101經(jīng)過(guò)可拆卸地安裝的延伸部分107而增加?？刹鹦兜匕惭b的延伸部分107增加了液體101的水壓頭。利用由推動(dòng)的恒定流量液體101施加的機(jī)械力，能量由以增加的恒定流量在導(dǎo)管102中流動(dòng)的液體101來(lái)產(chǎn)生。前面的實(shí)例只是用于解釋目的，決不是用于限制本發(fā)明。盡管已經(jīng)參考多個(gè)實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)知道，這里使用的措辭是介紹和舉例說(shuō)明的措辭，而不是限制。 而且，盡管已經(jīng)參考特定的裝置、材料和實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于這里的特定說(shuō)明，本發(fā)明將延伸至在附加權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部功能等效的結(jié)構(gòu)、方法和用途。 本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)可以對(duì)它們進(jìn)行多種變化，且這些變化并不脫離本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于利用施加在液體表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的裝置，所述裝置包括所述導(dǎo)管具有通過(guò)連接部分連接的升高部分和降低部分；所述升高部分從低于所述液體的所述表面的進(jìn)口延伸至在高于液體表面的高度處的、 所述連接部分的第一端；所述降低部分從高于液體表面的所述高度處的、連接部分的第二端延伸至低于液體表面的預(yù)定點(diǎn)；多個(gè)閥，這些閥布置在導(dǎo)管內(nèi)部，用于調(diào)節(jié)流過(guò)導(dǎo)管的液體流量； 充裝單元，該充裝單元包括泵和虹吸管中的至少一個(gè)，用于將液體補(bǔ)充至導(dǎo)管中，并開(kāi)始使恒定流量的液體流過(guò)導(dǎo)管；所述恒定流量通過(guò)選擇地調(diào)節(jié)所述閥中的至少一個(gè)和利用施加在液體的表面上的大氣壓力來(lái)控制；至少一個(gè)渦輪，該渦輪位于導(dǎo)管的降低部分上，優(yōu)選是在低于液體表面的高度處； 所述至少一個(gè)渦輪由以所述增加的恒定流量在導(dǎo)管中流動(dòng)的液體來(lái)產(chǎn)生能量；以及因此，所述產(chǎn)生的能量通過(guò)利用施加在液體表面上的大氣壓力而增加，該大氣壓力導(dǎo)致增加流過(guò)導(dǎo)管的液體的恒定流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于利用施加在所述液體表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的裝置，還包括延伸部分，所述延伸部分可拆卸地安裝在出口上，該出口布置于所述導(dǎo)管的所述降低部分的遠(yuǎn)端處，所述延伸部分增加了液體的水壓頭；以及所述水壓頭的所述增加將增加流過(guò)導(dǎo)管的液體的所述恒定流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于利用施加在所述液體表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的裝置，還包括至少一個(gè)附加渦輪，該附加渦輪布置在所述可拆卸地安裝的延伸部分中。
4.一種用于利用施加在液體表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的方法，所述方法包括以下步驟提供所述導(dǎo)管，所述導(dǎo)管具有通過(guò)連接部分連接的升高部分和降低部分； 所述升高部分從低于所述液體的所述表面的進(jìn)口延伸至在高于液體表面的高度處的、 所述連接部分的第一端；所述降低部分從高于液體表面的所述高度處的、連接部分的第二端延伸至低于液體表面的預(yù)定點(diǎn)；提供多個(gè)閥，這些閥布置在導(dǎo)管內(nèi)部，用于調(diào)節(jié)流過(guò)導(dǎo)管的液體流量； 提供充裝單元，該充裝單元包括泵和虹吸管中的至少一個(gè)，用于將液體補(bǔ)充至導(dǎo)管中， 并開(kāi)始使恒定流量的液體流過(guò)導(dǎo)管；所述恒定流量通過(guò)選擇地調(diào)節(jié)所述閥中的至少一個(gè)和利用施加在液體的表面上的大氣壓力來(lái)控制；提供至少一個(gè)渦輪，該渦輪位于導(dǎo)管的降低部分上，優(yōu)選是在低于液體表面的高度處；所述至少一個(gè)渦輪由以所述增加的恒定流量在導(dǎo)管中流動(dòng)的液體來(lái)產(chǎn)生能量；以及因此，所述產(chǎn)生的能量通過(guò)利用施加在液體表面上的大氣壓力而增加，該大氣壓力導(dǎo)致增加流過(guò)導(dǎo)管的液體的恒定流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于利用施加在所述液體表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的方法，還包括以下步驟提供延伸部分，所述延伸部分可拆卸地安裝在出口上，該出口布置于所述導(dǎo)管的所述降低部分的遠(yuǎn)端處，所述延伸部分增加了液體的水壓頭；以及所述水壓頭的所述增加將增加流過(guò)導(dǎo)管的液體的所述恒定流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于利用施加在所述液體表面上的大氣壓力來(lái)增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的方法，還包括在所述可拆卸地安裝的延伸部分中提供至少一個(gè)附加渦輪的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于增加由流過(guò)導(dǎo)管的液體產(chǎn)生的能量的裝置和方法，包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管有升高、連接和降低部分；在導(dǎo)管內(nèi)部的閥；充裝單元；以及至少一個(gè)渦輪。布置在導(dǎo)管的升高和降低部分中的閥調(diào)節(jié)流過(guò)導(dǎo)管的液體流量。充裝單元包括泵和虹吸管中的至少一個(gè)，用于將液體補(bǔ)充至導(dǎo)管中和開(kāi)始恒定流量。選擇地可拆卸地安裝在導(dǎo)管上的延伸部分增加了液體的水壓頭，并增加了液體流量。延伸部分可以包括附加渦輪。渦輪由以增大的恒定流量流過(guò)導(dǎo)管的液體來(lái)產(chǎn)生能量。產(chǎn)生的能量通過(guò)利用施加在液體上的大氣壓力而增加，該大氣壓力導(dǎo)致增加流過(guò)導(dǎo)管的恒定流量。
文檔編號(hào)F03G7/04GK102317616SQ201080003285
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者施佩蒂姆·勒茲 申請(qǐng)人:施佩蒂姆·勒茲