本發(fā)明涉及水力發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于水壩的虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在有未加裝發(fā)電裝置的水壩，只單純的蓄水使用或農(nóng)田灌溉，加裝發(fā)電裝置的水壩也未能充分利用其落差，沒有可以充分利用水能的簡易水力發(fā)電系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉可組裝化產(chǎn)品的水壩用虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明有兩種結(jié)構(gòu)是：

第一種虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)：包括能承受虹吸水壓強(qiáng)的硬質(zhì)虹吸水管(1)其特征在于虹吸水管(1)依次分為相通的進(jìn)水管段(4)，最高位置水管段(5)和出水管段(6)，進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口設(shè)有單向水閥門(8)和濾網(wǎng)(7)。在出水管段(6)的出水口設(shè)有閥門(16)和單向水閥門(17)，虹吸水管(1)中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥(15)，水輪(3)，水輪(3)的傳動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)(2)連接。

在進(jìn)水管段(4)連通有一個(gè)注水管(10)注水管(10)設(shè)有閥門(9)注水管(10)與水泵(11)連接，水泵(11)與吸水管(12)連接。

在最高位置水管段(5)的壁頂連通有注水排氣管(18)，注水排氣管(18)設(shè)有閥門(13)，注水排氣管(18)頂端連接水箱(14)。

將本發(fā)明虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)安裝在水壩兩側(cè)：把本發(fā)明虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口一段放入水壩內(nèi)水中，把最高位置水管段(5)放在水壩的壩堤上面，把出水管段(6)放在水壩的壩堤外的排水河道中，出水管段(6)的出水口水面和水壩水面的水平高度差就為虹吸式水力發(fā)電可利用落差。

本虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)正常發(fā)電狀態(tài)時(shí)，水壩中的水從虹吸水管(1)的進(jìn)水管段(4)連接的濾網(wǎng)(7)和單向水閥門(8)流入經(jīng)進(jìn)水管段(4)最高位置水管段(5)和出水管段(6)從出水管段(6)連接的單向水閥門(17)流出。被虹吸流過虹吸水管(1)中的水沖力沖動(dòng)虹吸水管(1)中的水輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)使水輪軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電。虹吸水管(1)中各段位的水流力相同，發(fā)電機(jī)組可安裝于適合操作段位。

第一種的產(chǎn)生虹吸水流發(fā)電，先打開流量調(diào)節(jié)閥門(15)，注水管閥門(9)，注水排氣閥門(13)，關(guān)閉出水口閥門(16)，打開水泵(11)向注水管(10)注水到虹吸水管(1)內(nèi)，由于虹吸水管(1)進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口單向水閥門(8)是不能流出的閥門，出水管段(6)的出水口閥門(16)又是關(guān)閉的，向虹吸水管(1)注水的同時(shí)虹吸水管(1)中的空氣從注水排氣管(18)流出，當(dāng)虹吸水管(1)中的空氣排完時(shí)注水排氣管頂端的水箱(14)就會(huì)有水溢出后關(guān)閉水泵(11)，關(guān)閉注水管閥門(9)和注水排氣管(18)的閥門(13)，打開出水口閥門(16)，由于虹吸水管(1)中裝滿水，進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口在水壩內(nèi)水中，出水管段(6)的出水口水平高度低于進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口涉入的水壩水面的水平高度，利用虹吸原理形成的虹吸水流從虹吸水管(1)的進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口吸入虹吸水管(1)，經(jīng)進(jìn)水管段(4)最高位置水管段(5)從出水管段(6)的出水口流出，利用落差水的沖力使虹吸水管(1)中的水流沖動(dòng)水輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)水輪軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電。

如果虹吸水管(1)中有少量空氣影響虹吸流力時(shí)可關(guān)閉出水管段(6)的出水口閥門(16)，打開最高位置水管段(5)上方注水排氣管(18)的閥門(13)，往水箱(14)中注水經(jīng)注水排氣管(18)流入虹吸水管(1)中同時(shí)虹吸水管(1)中的空氣也經(jīng)注水排氣管(18)從水箱(14)中冒出，水箱(14)中的水不往虹吸水管(1)流時(shí)，虹吸水管(1)中的空氣排盡，關(guān)閉注水排氣管(18)的閥門(13)，打開出水管段(6)的出水口閥門(16)虹吸水管(1)中水開始流動(dòng)，發(fā)電機(jī)(2)重新正常發(fā)電。

第二種虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)；包括虹吸水管(19)依次分為相通的進(jìn)水管道(22)，最高位置管段(23)和出水管段(24)進(jìn)水管段(22)的進(jìn)水口設(shè)有單向水閥門(25)，出水管段(24)的出水口設(shè)有閥門(29)虹吸水管(19)中設(shè)有水輪(21)水輪(21)的傳動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)(20)連接。

最高位置水管段(23)管壁上方連通有注水排氣管(26)并設(shè)有閥門(27)，注水排氣管(26)頂端連通有水箱(28)。

第二種的產(chǎn)生虹吸水流發(fā)電；先關(guān)閉出水管段(24)的出水口閥門(29)打開注水排氣管(26)的閥門(27)，用容器或水泵往水箱(28)注水，此時(shí)進(jìn)水管段(22)的進(jìn)水口設(shè)置的單向水閥門水不向水壩內(nèi)流，出水管段(24)的出水口閥門(29)處于關(guān)閉狀態(tài)，水箱(28)的水通過注水排氣管(26)流入虹吸水管(19)中，同時(shí)又將虹吸水管(19)中的空氣經(jīng)注水排氣管(26)從水箱(28)冒出，水箱(28)注滿水不往虹吸水管(19)流時(shí)，虹吸水管(19)以排完空氣注滿水。關(guān)閉注水排氣管(26)的閥門(27)，打開出水管段(24)的出水口閥門(29)。由于虹吸水管(19)的進(jìn)水管段(22)的進(jìn)水口在水壩水中，出水管段(24)的出水口水位水平高度低于進(jìn)水管段(22)的進(jìn)水口置入的水壩水位，利用虹吸原理使水壩內(nèi)的水從虹吸水管(19)的進(jìn)水管段(22)進(jìn)水口單向水閥門(25)吸入，經(jīng)進(jìn)水管段(22)最高位置水管段(23)出水管段(24)通過出水口閥門(29)流出，形成的虹吸水流沖動(dòng)虹吸水管(19)中的水輪(21)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪(21)的傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電。

第二種的解除漏氣，當(dāng)虹吸水管(19)中有少量空氣時(shí)發(fā)電效力下降，先關(guān)閉出水管段(24)的出水口閥門(29)，打開最高位置水管段(23)相連通的注水排氣管閥門(27)，往頂端水箱(28)中注水經(jīng)注水排氣管(26)流入虹吸水管(19)，同時(shí)虹吸水管(19)中的空氣經(jīng)注水排氣管(26)從水箱(28)冒出，水箱(28)中沒有氣泡冒出時(shí)虹吸水管(19)中的空氣排完，關(guān)閉注水排氣管閥門(27)，打開出水管段(24)出水口的閥門(29)，本虹吸水力發(fā)電系統(tǒng)正常發(fā)電工作。

虹吸水管(19)的出水管段(24)出水口的閥門(29)有流量調(diào)節(jié)功能。

虹吸水管用能承受設(shè)計(jì)壓強(qiáng)的硬質(zhì)管材，一端置于水壩內(nèi)水下適合部位，避免進(jìn)水口吸入空氣，另一端翻過壩體置于壩堤外底處可利用最大落差。

注水排氣管設(shè)在虹吸水管最高位置管段管壁上方并連通，才能用水將虹吸水管中的空氣擠出。

水箱連通在注水排氣管頂端，才能將水箱的水流入虹吸水管內(nèi)。

水泵到虹吸水管之間的注水管設(shè)有閥門。

流量調(diào)節(jié)閥門設(shè)在虹吸水管中，在水壩內(nèi)水平水位和壩外虹吸水管出水口水位落差及虹吸水管中水的流速大于發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)，用流量調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)水流量適應(yīng)發(fā)電機(jī)工作。

發(fā)電機(jī)組配裝管道型水力發(fā)電機(jī)組，方便于注水排氣根據(jù)不同落差高度與流速在虹吸水管中配置相應(yīng)的單臺水力發(fā)電機(jī)組或多臺水力發(fā)電機(jī)組。

本發(fā)明水力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)成本低，安裝方便，制造水位落差除抬高水壩壩體外還可通過延伸虹吸水管出水管段長度降低虹吸水管出水口水平高度，利用能達(dá)到安裝虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)水位落差的水源，能簡單快捷的將虹吸水管注水排氣后開始正常工作。

附圖說明

圖1是第一種虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中(1)是虹吸水管，(2)是發(fā)電機(jī)，(3)是水輪，(4)是進(jìn)水管段，(5)是最高位置水管段，(6)是出水管段，(7)是濾網(wǎng)，(8)是單向水閥，(9)是注水閥門，(10)是注水管，(11)是水泵，(12)是吸水管，(13)是注水排氣閥門，(14)是水箱(15)是流量調(diào)節(jié)閥，(16)是出水管閥門，(17)是單向水閥，(18)是注水排氣管。

圖2是第二種虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中(19)是虹吸水管，(20)是發(fā)電機(jī)，(21)是水輪，(22)是進(jìn)水管段，(23)是最高位置水管段，(24)是出水管段，(25)是單向水閥，(26)是注水排氣管，

(27)是注水排氣管閥門，(28)是水箱，(29)是出水口閥門。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：第一種虹吸水力發(fā)電系統(tǒng)如圖1.虹吸式水力發(fā)電系統(tǒng)，包括虹吸水管(1)虹吸水管(1)依次分為相通的進(jìn)水管段(4)，最高位置水管段(5)和出水管段(6)，進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口涉入水壩水位水平高度高于出水管段(6)的出水口水位水平高度，進(jìn)水管段(4)的進(jìn)水口設(shè)有濾網(wǎng)(7)，單向水閥門(8)，出水管段(6)的出水口設(shè)有閥門(16)和單向水閥門(17)，虹吸水管(1)中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥門(15)，葉輪(3)，葉輪(3)的傳動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)(2)連接。

進(jìn)水管段(4)連通一個(gè)帶閥門(9)的注水管(10)，注水管(10)與水泵(11)連接，水泵(11)連接吸水管(12)。

最高位置水管段(5)管壁上方連接帶閥門(13)的注水排氣管(18).注水排氣管(18)頂端連通水箱(14)

實(shí)施例2：第二種虹吸是水力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

如圖2，虹吸式水力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括虹吸水管(19)，虹吸水管(19)依次分為相通的進(jìn)水管段(22)，最高位置水管段(23)和出水管段(24)，進(jìn)水管段(22)的進(jìn)水口設(shè)有單向水閥門(25)，出水管段(24)的出水口設(shè)有閥門(29)，虹吸水管(19)中設(shè)有葉輪(21)，葉輪(21)的傳動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)(20)連接

最高位置水管段23的管壁上方連通帶閥門(27)的注水排氣管(26)，注水排氣管(26)頂端連通水箱(28)。