[发明专利]无扬程吸排泵射流驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及水力发电中用以推动水轮机运转的水能，更确切更具体地讲是涉及促使水快速射流的一种机械设备——吸排泵。

背景技术

随着社会的发展，对电能的需求量也越来越大，由此提供电能的发电厂相应也越来越多，当今世界各地在众多的发电方法中，其水力和火力占主流地位。

自然界的江河流向总是沿程下降的，河床高程下降的程度可用河床的坡降表示。有的河床在沿程几公里至几十公里范围内，坡降可达几十米到几百米，河床中的水流每时每刻从高处流向低处不断释放能量，将水能消耗在流动的路程上。水力发电的任务是采取最经济最安全的方案，将消耗在河床路程上的水能收集储存起来并转换成电能。

尽管水力发电不像火电厂那样需消耗大量燃料(煤)相应也无环境污染，并且运行成本也很低等不少优越性，但由于受着地理位置和水资源的自然条件限制，不少因建水电站须得移民，修筑大坝会淹没田地、房屋及森林等，由此一般存在建水电站投资大，损失多，一年四季水资源相差悬殊而供电量不正常，地址难找等弊病。

由于种种原因，选择抽水蓄(储)能发电也是其中之一有效途径。根据现有的技术水平，花费一个KW·时的电能用于抽水注入高处储水池，到时再放下来推动水轮机带动发电机发电，最多只能发出0.75KW·时的电能，即在运转过程中因磨擦而损耗了四分之一，是个赔本的作法，那么又为什么又要抽水储能发电呢？

电力生产最困难之处是电力供应的电能不能提前生产和储存，根据现有技术水平电能生产必须生产与使用同时进行，而且必须严格保持电网中每时每刻所有发电机组输出的功率等于所有的用户用电总负荷，否则，将造成电网频率的波动。电网中火电厂与核电厂的机组带满负荷运行时效率高、安全性好，例如大型火电厂机组出力不宜低于80％，核电厂机组出力不宜低于80％-90％，频繁地开机停机及增减负荷不利于火电厂和核电厂的经济性和安全性。因此在每一天的后半夜电网用电低谷(谷电)时，由于不宜停机和减负荷，电网上会出现电能供过于求，这时可启动抽水机，将下水库中的水抽到上水库中去，即将电能以水能的形式储存起来；待到白天电网出现用电高峰(峰电)即电能供不应求时，这时可将抽到上水库的水往下放从而推动水轮机带动发电机发电，即将上水库所储存的水能重新转换为电能。可逆式机组有两种工况即具有两种功能：正向旋转抽水，反向旋转发电，因此抽水与发电同用一台水轮机，不必另外设置安装水泵。尽管发电量只有耗电量的75％，但是由于峰电与谷电上网电价之比大于1，国外一般为4∶1，即半夜谷电电价只有白天峰电电价的四分之一，因此建抽水蓄能发电站还是有利可图。

当今世界在发电与用电过程中，综合存在投资大，提高水位危害多；火电厂资源消耗多和环境污染重或处理难；供电不正常或无法满足；电价居高不下等弊病。

发明内容

本发明公开了一种其输出功率远大于输入功率的无扬程抽水发电驱动装置，旨在提供一种结构简单，投资少，运行成本低，无资源消耗，无环境污染，无须提高水位，建站选址容易，发电量可多可少的驱动水轮机带动发电机的吸排装置。采用以下技术方案予以实现。

A、改进传统吸排装置

当今时代使用的风机有离心式和轴流式两种，而水泵和油泵除了离心式和轴流式外还有旋涡式、往复式(活塞式)、叶片式、齿轮式、螺杆式等多种，除特殊作业外，使用最为普遍的为离心式和轴流式，这两种机械常用来做为风机和水泵，以抽水为例说明如下。

顾名思义，离心式水泵是借用离心力促使叶轮在快速旋转中将水向四周甩出，但传统的抽水机每个水泵都只有一个出口，所占位置不到周长的四分之一，而水在叶轮的高速旋转中凭借离心力向四周甩出在四周围即360°的任何一个点上的出水量都是绝对均等的即一点不多一点不少，由此可知在四周四分之三以上的圆周无出水口，因而水流被迫转弯流向出口使致磨擦阻力增大导致效率降低；同时水是有重量的，垂直作用在物体单位面积上所受到的压力在物理学上称为压强，在国际单位制中压强单位为“帕斯卡”，简称“帕”，因此，抽水时扬程越高所形成的压力相应也越大，这种压力对水泵叶轮产生一种反压力，即水泵叶轮在旋转中将水不断甩出的同时水对叶轮产生一种推力，由于出水口仅在叶轮圆周的每一个点上，在水的推力下就形成了叶轮必向反方向偏位的趋势，由此导致安装叶轮的转轴在旋转中与轴承相贴处在圆周上松紧不一，即一边松一边紧，从而加大轴承中滚珠的磨擦，这种磨擦的轻重随着抽水扬程高低的变化而变化，其结果是或多或少地降低了机械做功效率即耗能增多。另外，由于水在进入叶轮被甩出的过程中必须要转一个90°的弯而形成阻力，由于以上几个因素的存在导致了离心式比轴流式必然多耗能的后果。