[发明专利]容积式水轮机

说明书

本发明提供了一种容积式水轮机，尤其本发明做功转轮受力面是：堵截性使用做功水流截面的单向运转，可实现做功水流因速度受限，和受力面同步运动的运用不失重的容积压能转换能量。本发明采用压力水管容积内每平方厘米30公斤压力，做功转轮受力面选用一平方米，受力面做功运转的线速度变速传动发电机选用一米/秒。压力水管容积内向外释放一立方米/秒水，容积内不会失重的水头静压就有30万公斤压向受力面积做功，每秒以一米速度向外转换出力的容积式水轮机，本发明只有转换能量的做功质量速度向容积外释放水流，做功质量重力是容积内不失重的相对静止静压力，没有失去再做功效应：等于不消耗做功水流，现有传统水轮机的各种做功转轮，因不能堵截性使用做功水流截面，只能使用自由速度的做功水流从受力面上向容积外散失水的反击效应，而纯由过流量瞬时冲击转轮为向外转换能量提供质量重力加速度，把容积压能却置于失重状态而损失。因冲击能做功的出务特性是，质量重力加速度纯向容积外耗水，所以传统水轮机的能量转换效率是：向容积外耗水多而做功少，能量利用效率很低。

本发明能堵截性使用做功水流截面的技术优势，具体实施于水电站时；采用H水头300米高和一平方米受力面，对受力面做功的线速度选用10米/秒的条件下可知，释放向容积外的流量消耗为10立方米/秒。根据H水头300米高，自由落体速度为：76.68米/秒证明。H水头300米高乘一平方米受力面的水头静压300立方米。本发明对做功水流选用10米/秒线速度传动发电机做功，水头静压300立方米只能失重百分之十三。还有261立方米水头静压相对静止的没有失重，与受力面同步运动的为做功质量重力加速度向外转换能量。

根据在水头高度条件下，纯由自由速度向容积外耗水的冲击力，只能守恒的和水头静压相同，那么：上述相对静止的质量重力加速度的能量，也只能守恒的和静压能量相同，根据能量守恒定律证明：无论采用纯向容积外耗水的冲击能做功，或是采用相对静止的容积压能做功，它们两者对容积能量的转换效率始终只能是守恒的，但是：采用相对静止的容积压能做功，向容积外失去再做功效应的耗水与综合能量转换效率对比：耗水与出力可以不守恒。由此证明：上述能量转换条件：如由传统水轮机采用自由速度的冲击能转换能量，向容积外的耗水就需76.68立方米/秒，其能量转换效率是：

9.81千瓦×H水头300米高×Q流量76.68立方米/秒=H·Q225669(千瓦)

上述能量转换条件：如果由本发明采用容积内不失重的相对静止静压能转换能量，向容积外的耗水只有10立方米/秒。但根据容积能量守恒证明：本发明的能量转换效率和传统水轮机相同，也是225669(千瓦)。只是本发明所用的做功质量重力不从受力面上向容积外散失水，根据传统水轮机转换能量所受质量重力加速度的转轮做功状态，在直接传动低速发电机做功的条件下，和本发明对比：实际上，本发明的做功转轮受力面所受的质量重力效应和速度和传统水轮机是相同的，所以能量转换效率相同，只是两者在能量转换过程向容积外的耗水不同。

由上述可以看出：传统水轮机和本发明对水头容积能量的转换效率：同是225669(千瓦)但是：传统水轮机向容积外的耗水是：76.68立方米/秒。

本发明向容积外的耗水只有10立方米/秒，在能量转换效率相同的条件下，本发明的耗水只是传统水轮机的百分之拾叁。

根据传统水轮机质量重力加速度均向容积外耗水的能量转换效率；就可把向容积外的耗水再提升置原水位65％，那么它向原水位提升每立方米/秒水的耗能应当是：225669千瓦除76.68立方米/秒=2943(千瓦)那么：本发明所耗的10立方米/秒水乘2943千瓦=29430(千瓦)。225669千瓦-29430千瓦=196239(千瓦)。