[发明专利]超高效率水力发电装置及其工艺

说明书

技术领域    本发明涉及水力发电的技术领域，特别是涉及一种超高效率水力发电装置及其工艺。

背景技术    水力发电是将水能转换为电能的一种发电形式，天然水流都具有一定的水能，把高处的水集中起来，利用水的重量与水流的冲击力推动水轮机转动，使水能转化为机械能，再由水轮机带动发电机发电，把机械能转换为电能。目前水力发电将高位能的水直接冲击水轮机并且只用一级发电后就把水放掉了，这些还具有很大的位能的水对坝底造成很大的冲击，造成水能的巨大浪费。在排水发电过程中造成水土的大量流失，泥沙堵塞排水管道。

发明内容    本发明就是为了解决现有技术上的不足，并且在水力发电的各个过程中进行技术革新，采取最优的工艺装置组合，多次利用水势能，以达到水能最高利用率。

     本发明在高位水源处进行拦坝蓄水，采取压力管道式或虹吸式等方式给水，避免水土流失和泥沙堵塞管道的问题。该虹吸管最高点可高出水面5米左右，利用水的势能，然后逆转直下，直接冲击水轮上方水斗。该压力水管或虹吸管可进行多次变径，使出水口逐渐变为扁口状，增加出水口水压，以多管多点冲击，达到最大的冲击力带动水轮转动。

     本发明的水轮采取多级多排的组合，以最优的角度和层高将多个水轮排列，以水轮最优的动力臂利用水的压力及重力势能。水轮直径大小根据实际而定，这样可将第一级水力发电后的水位差和流速再作为第二级或多级水力发电的动能，最大限度的利用水的势能，使水能的利用率提高到一般水能利用率的20倍以上。

    水轮上采取安装水斗的方式，按照一定的比例排列安装在水轮四周上，全方位的收集水能，压力管道或虹吸管出水口分流数股压力水枪以水轮切线方向直接冲击水斗，在水斗冲击力和积水斗重力的双重施力下使水轮快速转动起来。

附图说明

图1为本发明系统工艺结构图

图中：1、蓄水坝；2压力管道或虹吸管；3、渐扁形管口；4、分流器；5、压力水枪；6、水轮；7、水斗。

具体实施方式

以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来具体说明本发明系统装置的组合，结构特点和工艺方法。

    本发明超高效率水力发电装置及其工艺，利用自然河流水的势能，在海拔陡降处设置蓄水坝1，用以拦截河水。在河底上0.5~1.0米处安装压力管道或虹吸管2，管道倾斜上升，最高处可高于水面5米左右，用于增加水的势能。然后逆转直下，出水口位于水轮上方。压力管道或虹吸管2在整个过程中进行多次变径，管径逐渐变小。出水口采用渐扁形管口3，增加出水压力。渐扁形管口3连接分流器4，分流器4连接多个出水压力水枪5，压力水枪5直接冲击水斗。水轮6采取多级多排的方式组合，每级水轮的高度差和空间角度根据实际而定，水轮的直径范围在10～120米（具体直径大小根据实际水势能和流量大小而定），每级间的水轮直径依次减小，以最优的动力臂利用水能。水轮四周按照一定比例排列安装水斗7，水斗都设置在水轮切线方向上，开口朝上，采取多管多点冲击水轮的方式，同一高度依附在水轮四周的四个水斗都由多个压力水枪5以水轮切线方向冲击（图中只示意了水轮正面上的水斗对应多个压力水枪的情况，一般情况下，也只使用这一个水斗，其它留作备用）。在水轮右上方占总体1/4的范围区域内的水斗，都设置对应的多个压力水枪，作为预留动力，按实际情况进行使用。根据不同水流不同地理环境的实际情况，通过计算合理利用水势能，合理配套发电装置。适用于现有中小型水电站利用本发明内容进行改造。通过以上技术革新，使水能的利用率提高到一般水能利用率的20倍以上。