[发明专利]具有多样能源输入的水电系统

摘要

本发明是一个多样的能源转化系统，它使用液体、空气和电磁场为介材以产生电源。所运用的力能有：1.水喷射动力，这是后水锤压(Post－water Hammer)从主水管释放而来的；2.真空吸力，其是当大量高压水喷射后形成于主水管内的压差真空吸力，其从水库吸取水液直注入主水管；3.喷射反冲力；4.重力引起的水高势位能头；5.缓冲室所产生的气压缩力；6.旋转的惯性力；7.大地气压能；8.电泵的压能头。输出的则是单一集结的电能。此系统有闭路能源环和一条再增能源路线。

主权项

1.一个水电系统，具有以下的建设物与设备：一座主水库(1)设于地面上，其可以是天然湖泊或是人造水库，它必须从基准线上有至少三公尺的势位能头，它可以是淡水或海水；一条入口水管(2)形如铃；一个电动水泵(6)，压能头施于下游主水管(9)，其马达是多样速度型的；一条渐缩水管(7)；一个闸阀(8)控制着水液进入主水管(9)；一条长1200米的厚钢合金制造的主水管(9)，终于发电厂里大约10米的高位，其内直径可有10cm到100cm大，其厚度为内直径的大约15％，该主水管是条强坚无缝钢铁合金水管，其内表镀有一层厚厚的平滑合金，此内表如遭气蚀严重损破，则可以重新镀之，该主水管的中线为基准线，其间有多个膨胀式接头(Expansion Joint)连接着；一个释压阀(12)，用以保护主泵(6)，避免水冲的撞击，被释水液从主水管进入主水库(1)；一列气压缓冲室(13A与13B)，可吸收高压缩时产生的冲击溢水量，随后于低压时，即可释回所蓄的水量，缓冲室顶端有小型单向阀，该小型单向阀常态为关闭的以阻止空气外释，而蓄成气缩压能又能于低压时使其开启以吸收大地气压的空气；一个单向球型阀(5)，它是由电动马达以单方向旋转运作的，连接于主水管的末端，它的构造像球型阀(Ball Valve)但却有连续360°自转的功能，该阀有一球型开关的元件配上同形的阀座，具有足以均匀密封的应力，由穿孔把球圆表面分为四部分，其中两部分是用于把该阀开通，而另两部分则是用于把该阀关掉，球圆旋转面有两边的转陀螺形凹穴，以增加旋转力矩(Torque)，该阀的“快速关闭”即关时＜2L/Cp，把整条主水管内所含的动能、压能与弹能转化为1400米水锤压能头，即随该阀的再开启，压能再转化为高动能水喷射撞击伯尔顿发电机组，该阀的旋转时速为每四秒一自转，开启时段应使高水压释回原有的低流速，阀孔的直径是主水管内直径的两倍，该阀有坚固抗衡的基础建设；一个渐缩反冲喷口(29)设于阀(5)的即下游；一组伯尔顿发电机组(Pelton turbine-generator)(14与15)，其斗盘接受高动能的水喷射，其轴连接于主发电机(15)以产生电能，该主发电机上设有飞轮以蓄存机械能于转轴(Rotor)，使它维持稳定的旋转速度，该发电机组的功率为至少五万千瓦或以上；一个底水库(17)，设于发电厂内，接纳耗水；一条外流管(18)输送耗水，耗水经用地吸力流回主水库(1)；一列压差真空吸水管(19-A，19-B，19-C)连接主水管(9)于主水库(1)，每条吸水管的直径是和主水管直径一样大，其水源于主水库，当后水锤释放大量水喷射后所形成的低压真空吸力，压差是由主水库至少三米的势位能头再加上大地气压10.3米的水压力能头，其将大量吸进水液使水液涌入主水管，这是为避免严重的气蚀破损，水流是由单向阀(20-A，20-B，20-C)控制的，该单向阀放置于主水管的下部；一个副泵(24)，从主水库(1)引水进入主水管以充实下一回水锤压所需的五米的压能头；一条副泵水管(25)连接副泵(24)于主水管(1)，其内直径只有主水管内直径的一半；一副单向球型阀(26)，其与主球型阀(5)有一样的尺寸与速度，它控制着从主水库经过副泵水管流入主水管的水量，它有一单向阀(26-A)处于其下游，为避免水锤压的消减，此两个球型阀(5和26)具有相对的开关运作的位值；一组开动/再增压发电机(3)，用以供应主水泵、球型阀等所需的开始动能，它也是闭路能源圈以外再加增压能的输入能源；一个再增压泵(27)，用以周期性地增加输入压能于闭路能源圈，以达到所设计的维持输出电能的标准；一条加水管(21)，每当水量因蒸发而有所减少时，则应加入水液以保持一定的势位能头，水液是从周边天然水源处引进的。