專利名稱：分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
水力發(fā)電，具體涉及一種坡渠水力發(fā)電裝置
二背景技術：
《坡渠懸掛式水力發(fā)電裝置》雖然解決了順流發(fā)電的主要技術問題，并具有枯水期發(fā)電量不減的優(yōu)點，但因水輪發(fā)電機必須在坡渠內升降，增加了坡渠寬度，使水的利用率受到限制，另外坡渠坡度一定，水的流速也已定。為了解決上述問題，本專利通過文吐里 (G. B. Venturi)管功能坡渠，把用于水輪發(fā)電機發(fā)電時已定的水流速度再提高一次，尤其通過坡渠分段的技術方案，使自循環(huán)水力發(fā)電成為可能。
三、發(fā)明內容為了提高具有一定坡度的坡渠內用于發(fā)電時水的流速，為了恢復坡渠內水流的能量，有利于形成自循環(huán)水力發(fā)電。本專利的技術方案是選一高山水源，順山坡建文吐里管功能坡渠，使具有一定坡度的坡渠內用以發(fā)電的水流速度再提高一次，再將整條坡渠分段，在每段坡渠的側壁上，所有過水斷面最小處設一臺水輪發(fā)電機。在每段坡渠的尾部建水刺猬和接水盤，接水盤內之水為下段坡渠的水源，并與下段坡渠相連接，使串聯(lián)坡渠呈之字形至山下水池，坡渠最末端水刺猬之水流入山下水池中，見圖5，池中水外排，本專利為開放型水力發(fā)電系統(tǒng)。若用水泵把池中水回送至山頂水源池再用來發(fā)電，本專利為自循環(huán)水力發(fā)電系統(tǒng)。此方案適用于其它形狀坡渠，文吐里管功能坡渠為本專利首選方案。具體內容如下選定一高山水源，順山坡建一文吐里管功能坡渠，將坡渠分段，每段坡渠由渠底和兩側壁組成，渠底橫斷面為圓形變坡渠底，兩側壁內側由垂直地面的多組對稱曲面連接而成，該對稱曲面應符合文吐里管功能曲線，即當水從坡渠斷面最小處流過時，水流速度會增加。見圖1，圖4。在每段坡渠兩側壁上，過水斷面最小處安裝水輪發(fā)電機，見圖1、圖4，發(fā)電機安裝在兩導軌之間，水輪發(fā)電機的升降由設在基礎下的液壓缸來完成。水輪發(fā)電機的水輪深入坡渠內的水中帶動電機發(fā)電。為了在坡渠內保持基本相同的水深，在每段坡渠的尾部建有水刺猬，見圖1、圖2。 水刺猬是周身布滿流水孔洞的水工構筑物，設計時，使坡渠的過水斷面略大于或等于具有相同水深水刺猬所有流水孔洞過水斷面總和，此時可保證水刺猬具有自我調節(jié)水位功能。在每個水刺猬(坡渠最末端水刺猬除外)下方建接水盤，接水盤是圓形聚水構筑物，盤內之水為下一段坡渠之水源，并與下一段坡渠相接，以此類推，使串聯(lián)的坡渠呈之字形至山下水池，見圖5。坡渠最末端水刺猬建在山下水池之上，水池之水經(jīng)排水閥排出，本專利為開放型水力發(fā)電系統(tǒng)。若用水泵將山下池中水回送至山上水源池，再用來發(fā)電，則本專利為自循環(huán)水力發(fā)電系統(tǒng)。分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置技術方案的優(yōu)點是[0010]1.通過文吐里管功能坡渠，使具有一定坡度的坡渠內用于發(fā)電的水流速度再提高一次，有利于發(fā)電。2.坡渠內用于水輪發(fā)電機發(fā)電的水流被多次重復利用，實際上提高水的利用率。3.通過水刺猬和接水盤功能作用，把坡渠分成若干段，使每一段坡渠內用于發(fā)電水流的能量得以恢復。尤其是第3條，分段看似簡單，其實作用非凡，如果一較長坡渠內流水帶動若干臺水輪發(fā)電機發(fā)電，按常理水的能量勢必衰減。而坡渠分段后，只要坡度相等，每段坡渠內水的能量又可恢復到首段坡渠內流水的能量標準，使自循環(huán)水力發(fā)電成為可能，通過經(jīng)濟技術比較，如果自循環(huán)水力發(fā)電方案可行，那么建水力發(fā)電站將不受地理和水源的限制。
四
圖1為本實用新型坡渠、水刺猬和接水盤的俯視圖圖2為本實用新型坡渠、水刺猬和接水盤的A-A剖面圖圖3為本實用新型坡渠B-B剖面圖圖4為本實用新型坡渠C-C剖面圖圖5為本實用新型坡渠分段后發(fā)電系統(tǒng)的透視圖
五、具體實施方案根據(jù)本專利的技術方案，選定一高山水源池1，順著山坡修建文吐里管功能坡渠 7，坡渠入口處設有間門2，然后將坡渠7分成若干段，每段坡渠7由渠底和兩側壁6組成，為了給坡渠下游水流補充一定能量，以利坡渠下游水輪發(fā)電機發(fā)電，渠底為橫斷面圓形變坡渠底，變坡是以每段坡渠上游適合水輪發(fā)電機發(fā)電時的水流速度減去由文吐里管功能坡渠所增流速的差值速度所確定的坡度為基準坡度，變坡幅度大于零或等于零。兩側壁6內側由多組垂直地面的對稱曲面連接而成，該曲面應符合文吐里管功能曲線，即當水從兩側壁中間流過時，過水斷面小處，流速會增加。在每段坡渠兩側壁之上，每個過水斷面最小處安裝一臺水輪發(fā)電機3，見圖1、圖2 和圖4。發(fā)電機3安裝在兩導軌4之間，發(fā)電機3兩側設有凸起部分，導軌4設槽，發(fā)電機可在兩導軌間上下移動，發(fā)電機的升降由設在基礎(側壁)下的液壓缸11來完成，水輪5則深入坡渠7內水中帶動發(fā)電機發(fā)電。為了解決坡渠內具有基本相同水深的問題，在每段坡渠7尾部設水刺猬8，見圖1、 圖2，水刺猬8是周身布滿流水孔洞的水工構筑物，其底的上平面與坡渠尾部12平底相接。 設計時使坡渠過水斷面略大于或等于具有相同水深水刺猬所有流水孔洞面積總和，此時水刺猬會具有自動調節(jié)水位的功能。為了便于檢修，水刺猬8分為兩室，由轉門10分隔，兩室分別有各自的排水閥a、 b，兩室之間有連通閥c，閥門a、b、c均為對流量具有一定調節(jié)能力的電動閥門，當水刺猬一室因故排水不暢時可啟動另一室。在每一水刺猬8下方建一接水盤9 (最后一段除外)接水盤9為圓形或其它形狀的蓄水構筑物，其中所蓄之水為下一段坡渠7的水源，并與下一段坡渠相連接，見圖1、圖3.， 以此類推，使串聯(lián)坡渠7呈之字形至山下水池13，坡渠最末端水刺猬8建在山下水池13之上，使水刺猬8流出的水落入水池13中，見圖5。若開啟水池13排水閥15將水排入河流中，本專利為開放型水力發(fā)電系統(tǒng)。若關閉排水閥15，啟動水泵14將水池13中的水再回送至山頂水池1中再用來發(fā)電，本專利為自循環(huán)水力發(fā)電系統(tǒng)，究竟采用哪種方式，由經(jīng)濟技術比較而定。
權利要求1.一種分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置，其特征是選一高山水池 ⑴作為發(fā)電水源，順山坡建一文吐里管功能坡渠(7)，將坡渠(7)分段，每段坡渠(7)由兩側壁(6)和渠底組成，渠底采用橫斷面為圓形變坡渠底，兩側壁(6)內側由多組垂直地面的對稱曲面連接而成，該對稱曲面應符合文吐里管功能曲線，即當水從兩側壁(6)中間流過時，過水斷面小處流速會增加，在每段坡渠兩側壁(6)之上，每個過水斷面最小處安裝一臺水輪發(fā)電機(3)，水輪(5)則深入坡渠(7)內水中帶動發(fā)電機(3)發(fā)電，為了使坡渠(7)內具有基本相同的水深，在每段坡渠(7)的末端建有水刺猬(8)，在每個水刺猬(8)下方建接水盤(9)，接水盤(9)內之水為下一段坡渠之水源，并與下一段坡渠相連接，以此類推，使串聯(lián)坡渠(7)呈之字形至山下水池(13)，坡渠(7)最末端水刺猬⑶建在水池(13)之上，若開啟水池(13)下面排水閥(15)將池中水排出，本專利為開放型水力發(fā)電系統(tǒng)，若關閉排水閥(15)，用水泵(14)將池中水回送至山頂水池⑴中再用來發(fā)電，則為自循環(huán)水力發(fā)電系統(tǒng)，此方案適合于其它形狀坡渠。
2.根據(jù)權利要求書1所述的分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置，其特征是在坡渠(7)過水斷面最小處的兩側壁(6)上安裝水輪發(fā)電機(3)，發(fā)電機安裝在兩導軌⑷之間，發(fā)電機⑶側面有凸起部分，導軌內側設導槽，發(fā)電機⑶可上下滑動，發(fā)電機 (3)的升降由設在基礎下的液壓缸(11)來完成。
3.根據(jù)權利要求書1所述的分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置，其特征是在每段坡渠(7)的尾部設有水刺猬(8)，水刺猬是一周身布滿流水孔洞的水工構筑物， 其底上皮與坡渠(7)底上皮平接，設計時使坡渠(7)過水斷面略大于或等于具有相同水深水刺猬(8)所有流水孔洞面積總和，此時水刺猬(8)會具有自動調節(jié)水位功能，為便于檢修，水刺猬(8)分兩室，兩室有各自的排水閥a、b，兩室之間有連通閥c，并設有轉門(10)， 一室因故流水不暢，可啟動另一室。
4.根據(jù)權利要求書1所述的分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置，其特征是接水盤(9)建在水刺猬(8)的下方，其形狀為圓形或其它形狀的水工構筑物，它與下一段坡渠(7)首端相連接。
5.根據(jù)權利要求書1所述的分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置，其特征是渠底橫斷面為圓形變坡渠底，變坡是以坡渠上游適合水輪發(fā)電機發(fā)電的水流速度減去由文吐里管作用所增水流速度的差值速度所確定的坡度為基準坡度，變坡幅度大于零或等于零。
專利摘要本實用新型公開了一種分段式文吐里管功能坡渠及可升降水力發(fā)電裝置。它選擇一高山水源，順山坡建一文吐里管功能坡渠，然后把坡渠分段，在每一段坡渠上安裝一臺或多臺水輪發(fā)電機，在每一段坡渠末端，建水刺猬和接水盤，接水盤內之水為下一段坡渠的水源，并與下一段坡渠相連接，以此類推，使串聯(lián)坡渠呈之字形至山下水池，根據(jù)山下水池之水外排還是用水泵回送至山頂水源池，再用來發(fā)電，本專利形成開放型水力發(fā)電系統(tǒng)或循環(huán)水力發(fā)電系統(tǒng)。本專利的技術要點是坡渠分段，分段后只要坡度相等，可使用于發(fā)電的坡渠內水流能量得到恢復，另外，通過利用文吐里管功能坡渠把具有一定坡度坡渠內的用于水輪發(fā)電機發(fā)電時水的流速又提高了一次。
文檔編號E02B9/06GK201962653SQ20102056332
公開日2011年9月7日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權日2010年10月18日
發(fā)明者曹玉臣 申請人:曹玉臣