使用高效提升設(shè)備實(shí)現(xiàn)水力循環(huán)發(fā)電技術(shù)方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明專利技術(shù)方案涉及一項(xiàng)全新理念的水力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和高效提升技術(shù)。此技術(shù)的運(yùn)用將使有限的水能資源轉(zhuǎn)變?yōu)槿≈槐M的能源材料，為人類發(fā)展進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。在此技術(shù)方案中，水力循環(huán)發(fā)電是一種全新能源利用和生產(chǎn)方式，高效提升技術(shù)和高效傳送設(shè)備裝置是技術(shù)關(guān)鍵。說(shuō)明書中的一些數(shù)據(jù)僅是根據(jù)現(xiàn)有有關(guān)電機(jī)功能參數(shù)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，應(yīng)該還有很大的提升空間。比如提升能力方面，只要再加一個(gè)增大設(shè)備，機(jī)械提升能力又將成倍增長(zhǎng)放大。在條件允許的情況下，提升高度完全可以達(dá)到500米甚至更高。另外有關(guān)動(dòng)力系統(tǒng)方面也還有很大改進(jìn)和優(yōu)化空間。
【專利說(shuō)明】使用高效提升設(shè)備實(shí)現(xiàn)水力循環(huán)發(fā)電技術(shù)方案
[0001]本發(fā)明專利涉及一項(xiàng)全新理念的水力發(fā)電系統(tǒng)工程、高效提升技術(shù)及其運(yùn)用。
[0002]電是與人類社會(huì)生產(chǎn)生活和發(fā)展最重要最密切的能源，其它一切能源的最終轉(zhuǎn)化成果形式均為電力。隨著人口的增加以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人類對(duì)電力的需求無(wú)極限增長(zhǎng)，電力已經(jīng)成為推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的總動(dòng)力。相較于高耗能高污染的火電、高風(fēng)險(xiǎn)的核電、高投入低產(chǎn)出的風(fēng)電，水力發(fā)電是世界上最清潔最環(huán)保最安全的電力供應(yīng)載體之一。為此，解決人類世界電力能源的希望和出路，還需在水力發(fā)電方面下功夫。
[0003]現(xiàn)在提出一種徹底解決制約水力發(fā)電瓶頸的技術(shù)方案，讓最清潔最安全最環(huán)保的水力發(fā)電成為永不枯竭的人類能源庫(kù)。方法就是水的循環(huán)利用，即采用現(xiàn)代高效提升技術(shù)把水反復(fù)循環(huán)利用，按照“沖擊-發(fā)電-提升-再?zèng)_擊-再發(fā)電-再提升”的循環(huán)程序，實(shí)現(xiàn)有限水源的無(wú)限利用。水力發(fā)電的原理和基本方式已有現(xiàn)成模式和技術(shù)，在此主要論述聞效提升技術(shù)。
[0004]實(shí)施步驟及技術(shù)方案:
[0005]步驟1.高效提升設(shè)備建設(shè)技術(shù)。高效提升技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水力循環(huán)發(fā)電的關(guān)鍵，必須讓所提升之水產(chǎn)生數(shù)十倍甚至數(shù)百倍用于提升工程所耗電能之電力。按照傳統(tǒng)方法和使用現(xiàn)有一般提升設(shè)備的話，根據(jù)電機(jī)功率(KW)=速度X最大靜張力(KN)Xl.2的計(jì)算公式，假設(shè)運(yùn)行速度為每秒10米,最大靜張力(承載力)為10噸(約合100KN)，則所需電機(jī)功率為:10x100x1.2 = 1200KW。繼續(xù)假設(shè)雙程運(yùn)行距離為400米(不考慮傾斜度，單程高差為200米)，那么運(yùn)行一周所需時(shí)間為:400米+10米/秒=40秒。每秒提升能力則為:2.5KN(約合250公斤/秒。根據(jù)水力發(fā)電裝機(jī)容量測(cè)算公式:
[0006]P (Kff) = 9.8Ix 落差(米)X 流量(立方 / 秒)x0.85。
[0007]則裝機(jī)容量為:9.81x200x0.25x0.85 = 416.925KW。
[0008]由上可知，如此運(yùn)行，每小時(shí)凈虧(1200KW-416.925KW) = 783.075KW。
[0009]解決方案:利用杠桿原理大幅提高機(jī)械效率。提升設(shè)備的能力來(lái)源于機(jī)械作用于傳動(dòng)軸上的力，這個(gè)力的大小決定提升能力。那么我們利用杠桿原理來(lái)放大機(jī)械力作用于傳動(dòng)軸上的力就能解決這個(gè)問(wèn)題。還用前面例子中的電機(jī)功率1200KW作為基點(diǎn)數(shù)據(jù)。由上例可知，1200KW的電機(jī)功率的提升能力為100KN(約合10噸)，我們把這個(gè)力作用在一個(gè)相連的固定在某個(gè)支點(diǎn)上的內(nèi)外半徑大小不一樣的圓圈的大半徑圓圈的某個(gè)點(diǎn)上，那么在相連的小半徑圓圈某個(gè)點(diǎn)上受到的牽引力就等于作用于大半徑圓圈某個(gè)點(diǎn)上的力乘以大半徑除以小半徑的商。假如大圓圈半徑為10米，小圓圈半徑為0.2米，則小半徑圓圈某個(gè)點(diǎn)上受到的牽引力應(yīng)為大半徑圓圈某個(gè)點(diǎn)上所受之力的50倍(10 + 0.4 = 50)，即100KNx(10米+0.2米)=5000KN(約合500噸)。每秒提升量就成了 500立方+40秒=12.5立方/秒。還用上例中的運(yùn)行速度和運(yùn)行距離作測(cè)算依據(jù)，則其水能發(fā)電裝機(jī)容量為:
[0010]9.81x200x12.5x0.85 = 20846.25KW。
[0011]凈出電率為19646.25KW。
[0012]如再加裝一個(gè)同樣規(guī)格的放大設(shè)備，則提升能力又將再放大50倍，則其凈出電率同樣放大50倍，達(dá)982312.5KW。
[0013]通過(guò)以上技術(shù)方案將電機(jī)功率成倍放大后通過(guò)鏈條或齒輪咬合的形式帶動(dòng)步驟2提升實(shí)施方案中的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)鏈條牽引整個(gè)傳送帶及承載物向前運(yùn)行。
[0014]步驟2.提升實(shí)施方案。
[0015](I)根據(jù)斜坡傳送原理，建設(shè)一條大傾角(75-85度)大容積(寬4_6米或按需設(shè)定)的往返傳送帶。長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況確定。傳送帶由支架、承載鋼軌、傳動(dòng)鏈條(由鏈條和鋼繩組成)、承重軸、傳動(dòng)軸、盛水箱體等組成。傳動(dòng)鏈條一般為2條。傳動(dòng)軸安裝在整個(gè)傳送裝置的最高處。傳動(dòng)軸與傳動(dòng)鏈條通過(guò)齒輪咬合實(shí)現(xiàn)牽引，當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)傳動(dòng)鏈條向前運(yùn)行。承載鋼軌上安裝有減阻滑輪、防倒滑齒、防脫設(shè)施。盛水箱體只能沿著承載鋼軌向前運(yùn)動(dòng)，既不能脫落也無(wú)法后退。傳動(dòng)鏈條與盛水箱體之間實(shí)行軟連接。盛水箱體在傳動(dòng)鏈條的牽引下沿承載鋼軌運(yùn)動(dòng)。盛水箱體根據(jù)輸送能力要求確定大小和數(shù)量，承載總量乘以2即是盛水箱體總?cè)萘?。盛水設(shè)備為敞口箱體，安裝方向一致。當(dāng)正面(上方)的箱體敞口朝上時(shí)，位于其背面(下方)的箱體敞口朝下。傳送帶下端置于取水池中(即收集已發(fā)過(guò)電的水流的池子)，上端置于水庫(kù)的岸邊。
[0016](2)當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于傳送帶背面(下方)的箱體有一個(gè)敞口由朝下到朝上的轉(zhuǎn)變過(guò)程。因完成這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程的點(diǎn)位于傳送帶的最低點(diǎn)，也就是水池中，當(dāng)它完成轉(zhuǎn)換時(shí)，敞口的盛水箱體會(huì)自動(dòng)貫滿池水。而且隨著傳送帶的不停運(yùn)動(dòng)，一個(gè)接著一個(gè)的盛水箱體中都會(huì)被貫滿池水。當(dāng)盛滿水的箱體位于傳送帶的正面時(shí)，由于敞口朝上，盛水箱體中的水并不會(huì)灑潑。
[0017](3)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)盛滿池水的箱體到達(dá)傳送帶的最高點(diǎn)(即水庫(kù)岸邊)時(shí)，在箱體敞口由朝上向朝下轉(zhuǎn)換的過(guò)程中自動(dòng)完成水的傾倒工作。隨著傳送帶的不停運(yùn)行，一個(gè)又一個(gè)盛滿水的箱體會(huì)把水傾倒在最高點(diǎn)上。盛水箱體上行時(shí)是滿箱，回程時(shí)(下行時(shí))是空箱。
[0018](4)當(dāng)傳送帶運(yùn)行完成一周時(shí)，安裝在傳送帶上的箱體總數(shù)的一半已經(jīng)往水庫(kù)里傾倒了水。
[0019](5)注入水庫(kù)中的水經(jīng)過(guò)發(fā)電利用后又進(jìn)入取水池，之后又被提升傳送至水庫(kù)中。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)電。
[0020](6)此方案中，蓄水水庫(kù)可大可小，最小理論容量為可供水輪發(fā)電機(jī)持續(xù)工作傳送帶運(yùn)行一周所需時(shí)間即可。傳送帶運(yùn)行完成一周之后，傳送裝置已經(jīng)向水庫(kù)內(nèi)注入了下一個(gè)發(fā)電機(jī)工作周期所需的水量。如以傳送往返距離為400米(不考慮傾角，單程200米)、運(yùn)行速度10米/秒、流量為10立方/秒的水力發(fā)電設(shè)備計(jì)算，最小有效庫(kù)容應(yīng)為:10立方/秒X (400米+10米/秒)=400立方。
[0021]當(dāng)然有效庫(kù)容稍大為好。
[0022](7)此方案中，不需要大的水庫(kù)水源，甚至不需要水源也可實(shí)現(xiàn)發(fā)電。例如把取水池建在河流邊上，先提水再發(fā)電。
[0023](8)此方案中，發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量、落差、蓄水水庫(kù)大小、提升設(shè)備能力等參數(shù)均可依據(jù)地形地勢(shì)等需要確定。比如提升設(shè)備，既可只安裝一條傳送帶，也可安裝3條甚至更多條。
[0024](9)此方案中，提升設(shè)備所需電源來(lái)源于本電站發(fā)電機(jī)組。
[0025]此發(fā)明專利實(shí)施技術(shù)不復(fù)雜，效益明顯，它的實(shí)施將產(chǎn)生一場(chǎng)世界性的能源革命，它將徹底改變?nèi)祟惸茉蠢媚Ｊ?，并為人類社?huì)發(fā)展進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。
[0026]下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]圖1是本發(fā)明專利高效提升設(shè)備力傳遞原理圖。
[0028]圖2是本發(fā)明專利傳送設(shè)施簡(jiǎn)略圖。
[0029]圖1中，A為原動(dòng)力輸出的電動(dòng)機(jī)，B、E分別為大直徑圓圈，C、E為大小半徑圓圈之間的支架(支點(diǎn))，D、G分別為小直徑圓圈。I為電機(jī)動(dòng)力輸出點(diǎn)，2、4為力接受點(diǎn)，3、5為力產(chǎn)生點(diǎn)。當(dāng)I將力傳遞給2時(shí)，2帶動(dòng)3產(chǎn)生力，3同時(shí)將力傳遞給4時(shí)，4帶動(dòng)5產(chǎn)生力。設(shè)定大圓圈直徑為20米，小圓圈的直徑為0.4米，那么3所產(chǎn)生的力將是I傳遞給2的力的50倍。3將此力傳遞給4時(shí)，5將產(chǎn)生I傳遞之力的2500倍。剔除各種可能的消耗不計(jì)，當(dāng)I點(diǎn)輸出1KN的力時(shí)，5點(diǎn)將產(chǎn)生25000KN的力。
[0030]圖2中，A為位于最高點(diǎn)的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸接受來(lái)自圖1中5點(diǎn)上傳遞來(lái)的力，B為位于取水池中的最低點(diǎn)，C為傳送帶正面(上方)，D為傳送帶背面(下方)，E為盛水箱體，F(xiàn)為傳送帶與水平面之間夾角角度，箭頭表示傳送帶運(yùn)行方向。
【權(quán)利要求】
1.水力循環(huán)發(fā)電是一項(xiàng)全新的資源利用和能源生產(chǎn)技術(shù)方式。通過(guò)循環(huán)水力發(fā)電實(shí)現(xiàn)水能的無(wú)限利用，徹底打破傳統(tǒng)資源限制瓶頸。
2.高效提升技術(shù)是實(shí)現(xiàn)水力循環(huán)發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)，杠桿原理在此技術(shù)方案中的運(yùn)用是一個(gè)創(chuàng)舉。
3.將高效提升技術(shù)與水力循環(huán)發(fā)電結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)水資源的無(wú)限利用與電力能源的無(wú)限量生產(chǎn)，將使人類徹底擺脫資源依賴。
【文檔編號(hào)】F03B9/00GK104343617SQ201310125147
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:朱克