本發(fā)明涉及將水從低處抽到高處暫存，到時(shí)再放出往下流動用于推動水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)的一種裝置。

背景技術(shù)：

依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)電廠所發(fā)出的電能必須隨發(fā)隨用而不能儲存，而用戶在一天二十四小時(shí)中用電很不均衡，若頻繁地開機(jī)停機(jī)及增減負(fù)荷不利于火電廠和核電廠機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和安全性，其解決之道是當(dāng)電網(wǎng)上出現(xiàn)電能供大于求即用電低谷時(shí)，啟動抽水機(jī)抽水，即將電能以水能的形式儲存起來，待用電高峰即電廠的電能供不應(yīng)求時(shí)再放水發(fā)電，不管揚(yáng)程即水頭高低，從管道放下來的水流在進(jìn)入廠房后才能推動水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用1個(gè)千瓦的電能抽水最多能發(fā)出0.75千瓦的電能，即因磨擦阻力損失了四分之一。但由于峰電的電價(jià)遠(yuǎn)高于谷電，使得抽水蓄能仍然有利可圖。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述不足，旨在提高放水發(fā)電效率，使其達(dá)到放水發(fā)電量等于或大于抽水用電量，釆用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

依據(jù)“帕斯卡”定律，將同一根管子的中間某一處或多處放低，并從其中一端頂頭注入液體比如水，當(dāng)水停止流動時(shí)，必然是兩頭水位處于持平狀態(tài)，若將出水一頭放低、進(jìn)水一頭提高并不斷注入，結(jié)果定然是低的一頭不斷排出，只要通道斷面一致，其進(jìn)水量與出水量完全相等和流速相同。即不管中途轉(zhuǎn)彎多少都不會改變其流量和流速。本發(fā)明打破常規(guī)：將從上至下（從下至上）的管道由單道改為來回三道或多道，即往下再往上再往下等，不管來回往復(fù)多少次仍是一個(gè)入口和一個(gè)出口，并在管道中安裝水輪機(jī)單個(gè)、雙個(gè)或多個(gè)，每單個(gè)水輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中可帶動一臺發(fā)電機(jī)，在管道中安裝的水輪機(jī)其發(fā)出的電能為多出來的，因?yàn)樗粫绊懝艿莱隹诘牧髁颗c流速。只要將水輪機(jī)中心的主軸其中一頭一定長度伸出管道外并加裝傳動輪用于輸出動力即可，傳動輪的兩頭相互隔開一定尺寸各安裝一個(gè)內(nèi)含軸承的軸承座用于主軸的定位，管道內(nèi)外之間的主軸位套上水封以防漏水。

具體做法為：當(dāng)使用螺旋式水輪機(jī)時(shí)，位于正中心的主軸一定長度上的外緣套裝有兩頭密封的筒管稱為螺旋管，若干片螺旋葉片彼此相連其內(nèi)緣安裝在螺旋管的外圍，其外緣與管道內(nèi)壁保持較小的間隙，以在轉(zhuǎn)動中互不相貼為準(zhǔn)，水流在流動中從螺旋管外緣之外每相鄰的兩螺旋葉片間距中通過，水流為主動、葉片為被動促其運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣多的水在通過中距旋轉(zhuǎn)中心越遠(yuǎn)其推力相應(yīng)越大，其原由是借助了省力杠桿之力。以單個(gè)水輪機(jī)為單位將管道相應(yīng)處的橫斷面其中內(nèi)部一部分和外圍占周線少量角度斷開一定長度，用于未安裝螺旋管和螺旋葉片的主軸伸出管道之外，在露出段的上下或稱前后分別套裝軸承和軸承座用于定位，兩軸承座之間相互隔開處的主軸上加裝傳動輪用于輸出動力，此處段的管道由內(nèi)外雙層組合，水流從內(nèi)外雙層管壁之間通過。螺旋葉連及螺旋管與中心主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中讓位于水流通過并超越，使水流減少轉(zhuǎn)彎，葉片轉(zhuǎn)動或不轉(zhuǎn)動其通道既不會減小、也不會增大，因此水輪機(jī)的存在對水流不會造成任何影響。

水流在快速流動中勢必形成帶動水輪機(jī)做同方向移位的趨勢，但由于有徑向軸承和推力軸承的存在、使其移位成為不可能即阻止了其移位，依據(jù)水流推力的大小其軸承會相應(yīng)形成磨擦阻力，必須以損失一定能量做為代價(jià)，為減輕其磨擦阻力，依據(jù)磁鐵在水中其磁性不變原理，而在螺旋管的兩端頂頭平面與支承盤之間彼此加裝一動一靜（支承盤為靜）相互排斥的磁鐵用于定位，由此阻止了螺旋葉及螺旋管和主軸的縱向移位趨勢，并克服了在水中安裝軸承易被腐蝕和不便更換的不足。

應(yīng)用于抽水蓄能電站中的可逆式機(jī)組具備兩種工況：即正轉(zhuǎn)時(shí)由動力帶動用于抽水，反轉(zhuǎn)時(shí)由水流推動用于放水發(fā)電而更方便，同一管道既可用于抽水往上、又可用于放水往下，只要將輸水管道上端從儲水池即水庫的大垻上（高于儲水池水位）超越，并在該處設(shè)置加水口，同時(shí)將管道安裝成二合一或三合一的可開合式，即抽水時(shí)斷開、讓出口高于水平面，放水時(shí)合攏、讓入口位于水池底層，停流時(shí)在水的壓力下其入口被自動關(guān)閉，放水時(shí)在水的吸力下其入口自動打開（現(xiàn)有技術(shù)），抽水時(shí)進(jìn)入水位下的管道被斷開而停止使用，放水時(shí)合上并往整個(gè)管道中注滿水，然后開啟開關(guān)即可流動。這樣在抽水過程中同樣可促使安裝在管道中的水輪機(jī)反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，只要借助兩齒輪嚙合改變方向同樣可用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)，所發(fā)出的電能完全是多出來的。

綜上所述，本發(fā)明其技術(shù)方案的要點(diǎn)是：將從上至下（從下至上）的管道由單道改為來回三道或多道，即往下再往上再往下等多個(gè)來回，不管來回往復(fù)多少次仍是一個(gè)入口和一個(gè)出口，并在管道中安裝水輪機(jī)單個(gè)、雙個(gè)或多個(gè)；在螺旋管的兩端頂頭平面與支承盤之間彼此加裝一動一靜相互排斥的磁鐵；以單個(gè)水輪機(jī)為單位將管道相應(yīng)處的橫斷面其中內(nèi)部中心一部分和外圍占周線少量角度斷開一定長度，用于未安裝螺旋管和葉片的主軸伸出管道之外，在露出段的上下或稱前后分別套裝軸承和軸承座，兩軸承座之間相互隔開處的主軸上加裝有傳動輪，此處段的管道由內(nèi)外雙層組合。

本發(fā)明的有益效果是可實(shí)現(xiàn)用較少的電能抽水而獲得較多的發(fā)電量，其原由是可將管道上下往返多次，直到所需要為止，每增加一臺水輪機(jī)便可相應(yīng)增加發(fā)電量，這種增加是沒有止境的，不會因管道的增長和水輪機(jī)的增多而影響水的流量與流速。

附圖說明

圖1是本發(fā)明其結(jié)構(gòu)與做功原理示意圖；

圖2是露出在管道之外并安裝有傳動輪的水輪機(jī)主軸部位和雙層管道與傳動輪橫斷面展示圖；

圖3是用于安放磁鐵的支承盤平面展示圖；

圖4是由安裝在螺旋管上的單線左旋螺旋葉片所組成的水輪機(jī)其結(jié)構(gòu)與做功原理示意圖；

圖5是雙線右旋螺旋葉片與螺旋管組合為一體的其結(jié)構(gòu)主視圖。

圖6是抽水往上和放水往下共同使用的輸水管其結(jié)構(gòu)與做功原理示意圖；

圖7是在圖6的基礎(chǔ)上加裝了一個(gè)進(jìn)水管用于放水發(fā)電其結(jié)構(gòu)與做功原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合各附圖做更進(jìn)一步的闡明。

參照圖1至圖4，為便于在水輪機(jī)主軸4的前端一定長度的前后安裝內(nèi)含軸承的軸承座5用于水輪機(jī)的定位，以及在兩軸承座之間的主軸上安裝傳動輪用于輸出動力，以單個(gè)水輪機(jī)為單位將管道相應(yīng)處的橫斷面其中內(nèi)部中心一部分和外圍周線少量角度斷開一定長度形成缺口，用于未安裝螺旋管和葉片的主軸段伸出管道外，在露出段的上下套裝軸承和軸承座5及傳動輪6，此處段的管道由內(nèi)外雙層組合成帶缺口的雙層環(huán)形筒管9，水流從內(nèi)外雙層管壁之間通過。為減輕因水輪機(jī)隨水流的流動方向移位所加重軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中的磨擦阻力，而在每個(gè)水輪機(jī)其螺旋管的后端平面與靜止的后支承盤中部相應(yīng)處分別加裝相互排斥的動磁鐵13和靜磁鐵14、及前端平面與前支承盤分別加裝相互排斥的靜磁鐵11和動磁鐵12。其做功原理為：水庫1中的水順輸水管道2按箭頭17流動，在快速流動中推動由左旋螺旋葉片15和螺旋管3及中心主軸4所組成的水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動安裝在主軸上的傳動輪6做同步運(yùn)轉(zhuǎn)，借助傳動帶8將主軸上的傳動輪6和發(fā)電機(jī)中軸上的傳動輪7環(huán)繞套合，由此帶動發(fā)電機(jī)（圖中未示出）運(yùn)轉(zhuǎn)而做功。

參照圖5，同一螺旋管3的外緣周線長度上安裝有雙線右旋螺旋葉片16，彼此其起點(diǎn)和終點(diǎn)在周線上為等距離排列，即相互距離180°，除效率有所不同外，其做功原理不變。

參照圖6和圖7，輸水管2中安裝了若干個(gè)水輪機(jī)（圖中未示出），抽水時(shí)水流往上超越輸水管2后進(jìn)入大垻17里邊被儲存；放水時(shí)在輸水管2的上端出口借助連接盤21合上進(jìn)水管20，將下位開關(guān)19關(guān)閉，并從加水口18向管內(nèi)注滿水后再密封，開啟開關(guān)19在水流的吸力作用下其進(jìn)水管20的入口開關(guān)便自動打開，上邊入口不斷進(jìn)入，下邊出口不斷流出，只要水22的水平面不低于進(jìn)水管的入口就不會斷流。由此實(shí)現(xiàn)不管是抽水還是放水都能促使管道中的水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且對水流不會形成阻力。