[发明专利]抽水机和使用该抽水机的发电系统

说明书

本发明涉及一种利用压缩空气膨胀能的抽水机和供这种抽水机用的水缸。

关于抽吸水，在此以前已知有所谓的储能泵，它包括阀门装置以及在其间往复运动的活塞，它利用活塞的往复运动可向一个方向输送水，从而实现水的抽吸。

然而，当这些普通的储能泵通过活塞的往复运动只能向一个方向输送水时，由于要克服活塞的摩擦力和水的运动阻力，因此，需要大量的能量。

本发明已经实现用非常低的能量消耗抽吸足够的水，它不是简单地只是使水向一个方向流动，它是使空气进入水中并随水运动，并压缩该空气，这样，在输出被抽吸的水的同时该压缩空气就从压力下释放而产生膨胀力。

本发明的一个目的是提供一种能够高效地抽吸水的抽水机，以及能较佳地用于这种抽水机的水缸。

本发明的另外一个目的是提供一种使用上述装置的发电系统。特别是，本发明的一个目的是提供一种高效的和节能的抽水机，以及利用该抽水机的发电系统，它可对带有剩余压力的返回空气再增压，使其成为压缩空气并提供给上述水缸。

本发明包括一抽水机，它包括安装着许多单向阀、具有双层结构、压缩空气输入后可垂直运动的阀门件，以及在阀门件往复运动中途上的、引导外部空气进入的进气口，其中外部空气在阀门件往复运动的中途被吸入，此时水也被吸入，然后压缩被吸入的空气，通过在释放压缩空气时获得的、适于抽吸水的膨胀力，驱使水流只向一个方向流动。

根据本发明，提供一种供抽水机用的水缸，它包括：

一圆柱形中空缸体，在它的中部有一第一开口，而在它二端部附近分别有第二开口和第三开口，

一圆柱形中空水缸，它可沿圆柱形缸体轴向滑动地安装在所述圆柱形缸体里，且有一个可与第一开口连通的通孔，

安装在所述圆柱形水缸二端部的阀门件，

一气缸，它位于所述圆柱形水缸内，且在其端部附近有通孔，以及

一活塞，它滑动地安装在所述气缸里，它有一根延伸通过所述气缸的的杆，其二端部固定安装着所述阀门件;

其中，所述各阀门件包括两块板，它们形成一水缸室，各水缸室上有与所述第二开口或第三开口连通的开口，所述板上均安装着若干单向阀，所述单向阀被安装成只允许流体向所述水缸的内部流动。

根据本发明，还提供一安装在预定水压下的发电系统，它包括：

一气缸，它包括一活塞，该活塞通过在输送压缩空气给一供应管和从返流管里接收压缩空气之间的转换而往复运动，

一水缸，它包括一与气缸活塞同轴安装的水缸活塞，它随着气缸活塞的运动而往复运动，

一位置约在所述水缸中间的进气口，通过所述水缸活塞往复运动期间在水缸室里产生的负压，进气口将外部空气与预定水压下的水一起导入到所述水缸的水缸室的水里，以及

一出口，以输送在所述水缸室里的气水混合物，通过水缸活塞的往复运动，空气已被压缩到一预定压力。

所述发电系统还包括一压缩空气增压机，作为连接在所述返流管上的一个空气压力源，它包括：

一储存带有剩余压力空气的低压罐，

一从所述低压罐吸入带有剩余压力空气的第一增压机，

一储存由所述第一增压机输出的压缩空气的中压罐，它可防止压力的突然变化，

一将从所述中压罐来的带有中等压力的压缩空气增压到一预定压力的第二增压机，

一储存由所述第二增压机输出的压缩空气的高压罐，它可防止压力的突然变化，以及

一接受罐，它与所述供应管连接，以便将来自所述高压罐的压缩空气转输给所述供应管;

所述第一和第二增压机可从一级到多级往复式压缩机中进行选择组合。

但所述第一和第二增压机最好是选择二级往复式压缩机。

通过适时地控制与被抽吸的水一起吸入的空气的压缩和膨胀，借助于压缩空气的膨胀，只需少量的能量就可实现水的抽吸。

换句话说，当压缩空气通过一个通孔进入水缸时，活塞向另一个通孔方向运动，而阀门件随活塞的运动而同时运动。通过阀门件的运动，供抽吸的水通过单向阀流入面向储存着供抽吸的水的蓄水池的水缸室，而外部空气通过水缸室上的开口也进入水缸室。结果，空气与水共存，作为气水混合物位于水缸室里。当阀门件到达上死点，通过气缸的另一通孔提供压缩空气，从而使阀门件下降。由于下降，水缸室里的空气被进一步压缩。因此，在水缸室里的带空气的水通过单向阀流入中空水缸的内部。从水缸室流入中空水缸内部的空气在这里膨胀。结果，通过第一开口将水输出，由此实现水的抽吸。