专利名称：水力发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水力发电系统，尤其涉及一种利用水液重量压力贮槽的多层次水平压力管道内，多个气液压力平衡舱，与舱内设多个水轮机，得以让水液的流动充分发挥其水力发电功能的水力发电系统。
背景技术：
虽然近年来水力发电技术已经有相当的进步，对于传统大型水力发电，利用水液的高度落差形成重力势能，由水液势能压力与水液重量垂直压力，共同施压管道末端水液排放，用以转动管道外的水轮机转换为机械能，再由水轮机带动发电机转换为电能，此种单次的能量转换，最终失去水液的重力势能，与水液重量压力能而产生电能，失去能量的水液则流入河川下游。传统水力发电过程，为防止水液在压力管中引发水锤现象，都设有平压塔或调压井，其目的在减免压力管道因振动遭受破损，同时消除因气阻存在的水液流动延滞。但平压井的缺点是，会降低原始水液高度势能压力，对管道末端水液排放的作功率。当不计算平压井的因素存在，也不计算水液黏滞系数与表面张力，全管路没有管阻损的损失问题。由于传统水力发电忽视了下列要素，因而丧失对长度颇长的高势能压力管道，或高流量率而低势能高度的压力管道，进行善加利用的技术研发，如下所述1.直立管道内任一位置，进行管道水平曲挠的可行性，且曲挠的水平压力管道，其内任一水平液位的任一点，具有相等的势能压力。2.在水平压力管道内，建立气液分离压力平衡舱，用以固置水轮机并分隔轴心上下叶片，承受不同推动力的可行性。3.低势能高度但高流量率的水平压力管道的延长，可进行单层次多气液压力平衡舱，且多发性水轮机固置的可行性。4.密闭压力管道内任一高度，水液叠积的重量压力，与水液在管道内所在深度，所具有势能施加压力的可被充分利用度。又，再研究其一般微型水力发电分为密闭管道与开放性管道两种方式所述利用密闭管道的微型水力发电1，请参阅图1的中国台湾新型专利证书号第 M364094号，将数量不定的水轮机11置于压力管道10内，使水液(如图1的箭头所示)由上而下的流动来推动水轮机11，带动延伸管外的轴心来转动发电机进行发电。上述发电方式，将水轮机11置于水流管道12间，造成水轮机11的一侧叶片111 承受水流推动，另一侧叶片112则对抗水流推动，此种两侧叶片反向受力的抵消行为，大大降低了水轮机11的旋转速度，也就造成发电量小的后果。再者，利用开放性管道的微型水力发电2，请参阅图2的中国台湾新型专利证书号第M342417号，将数量不定的水轮机21架设于渠道20上方，水轮机21下部叶片211承受水液的流动推移，上部叶片212则腾空于空气中。
观其上述发电方式，因开放性管路的水液流动，未能如密闭管道，可承受来自高处水槽的连续性势能压力，与连续性的水液重量压力，故第一台水轮机21c可被转动，但其后的水轮机21d，甚至可能都无法转动，而失去发电功能。
发明内容
上述的水力发电系统，仍然存在着发电量不稳定及功率较低等实用上的问题，因
此有必要研发出一种适用于全国性，大区域性、大都会区.......等进行大型水力发电，工
业区、小区.......等进行中型水力发电、乡村聚落、离岛.......等进行小型水力发电系
统，本发明根据水液由上往下流动的自然物理，应用水液所在高度的势能压力，结合管道内水液重量垂直压力，共同施压管道末端小于管道口径的水液排放，形成水液稳定流动连续性的水力发电系统，让水液的流动充分发挥其水力发电功能。本发明水力发电系统的主要功能在于，本发明利用水液重量垂直压力与水液势能压力在第一、第二水平压力管道内，推移第一、第二气液压力平衡舱下部水液，与舱内至少一水轮机，其目的在于让水液的流动充分发挥其水力功能，使水轮机连结带动发电机发电的电量，更优于传统水力发电量的数倍、数十倍，甚至数百倍。缘此，水力发电厂的设立，本发明的第一、第二气液压力平衡舱，水库与该水液重量压力贮槽为其必要设备，而水液势能施加压力(深度)与水液重量垂直压力(管径)，为其必要能量源。而所需发电量大小，将决定第一、第二气液压力平衡舱，与该水液重量压力贮槽的设备规模，也才能确定水轮机的数量与机型大小。为了达到上述目的，本发明水力发电系统，包含一直立压力管道，设于水库下方， 其一端入口与水库的出口相连接，并于入口处设一水液引进闸门；一第一水平压力管道， 该第一水平压力管道设置有两端，分别为入口端与出口端，该入口端与直立压力管道相连， 由直立压力管道水力传输，而出口端则将经过水力动能作功后的水液排出；一第一气液压力平衡舱，配置于该第一水平压力管道的入口端与出口端之间并相连，收纳该第一水平压力管道的入口端的水力动能，而出口端则将经过水力动能作功后的水液排出，该第一气液压力平衡舱包含一舱体，该舱体中央设一预设水液液面，下方设一与第一水平压力管道入口端、出口端相贯通的水流道，一气压自动控制阀门，设于舱体顶端面并外连接一空气压缩机，使舱体内部上方为气压室，一水轮机组，该水轮机组与舱体相枢接，并依势能压力的不同而枢设一个或一个以上；一水液重量压力贮槽，该水液重量压力贮槽为第一水液重量压力贮槽，在上方设一入口、下方设一出口，其上方入口与该第一水平压力管道的出口端相连，并且将该第一水平压力管道出口端传入的水液传送到该贮槽的出口排放；一第二水平压力管道，该第二水平压力管道设置有两端，一端为一与第一水液重量压力贮槽下方出口相连接的入口端，则第一水平压力管道与第二水平压力管道之间连接有第一水液重量压力贮槽，而相对另端设一出口端，以衔接另一水液重量压力贮槽，而出口端不衔接另一水液重量压力贮槽时，则在出口端设一水液排放闸门；以及一第二气液压力平衡舱，该第二气液压力平衡舱配置于该第二水平压力管道的入口端与出口端间并相连，其内设有水轮机组，使该第一气液压力平衡舱与第二气液压力平衡舱内，水流动能扭转水轮机转换为机械能，再转换为电能。本发明所述的水力发电系统，其中所述水轮机设有多个叶片，其中央设一位于预设水液液面上方的轴杆，以及在轴杆两端各设有第一高压密封性轴承、第二耐高压密封性轴承，以支撑水轮机组固设于第一气液压力平衡舱、第二气液压力平衡舱的舱体。本发明所述的水力发电系统，其中所述每一气压自动控制阀门，外接一空气受压舱，该空气受压舱的上方分别设一进气阀门与一气体输送管开关，其下方连接一管路，管路上设一排放水间门及一与排放水间门相近的进水阀门，而该空气受压舱的下方管路相连通至水库，并于水库出口端处设一管路进水阀门，通过水液重量压力与势能压力，共同施压空气受压舱，即可于舱内获得全管路最大气体压力。本发明所述的水力发电系统，其中所述水液重量压力贮槽设为箱体或筒体，其顶部设为倾斜状，用以防止管道中气体滞留于此贮槽顶部。本发明所述的水力发电系统，其中所述水力发电系统还包含一组以上的水液重量压力贮槽，通过该水液重量压力贮槽再连接一水平压力管道与一气液压力平衡舱，并通过贮槽叠积的水液重量垂直压力，与贮槽所在高度的管道内水液深度，具有的势能施加压力， 共同施压多层次水平压力管道内，气液压力平衡舱的水轮机而产生扭转力，并带动发电机发电。本发明所述的水力发电系统，其中所述水库为一上水槽，还包括一下水槽，该上水槽侧边上方设一输送管与下水槽连接，该下水槽一侧下方设一抽水马达，一侧上方设一供地平面的河水或海水进入的入水口，该下水槽相对另一侧上方设一管路，与最末端水平压力管道出口端的水液排放闸门连接。本发明在曲折且密闭的第一、第二水平压力管道内，注满具有高度势能压力的水液(含任何可流动液体)，管道内设立有第一、第二气液压力平衡舱，舱内固置有至少一水轮机，利用压力管道末端水液的排放，使第一、第二水平压力管道内水液形成稳定流动连续性，因而推动第一、第二气液压力平衡舱内至少一水轮机叶片组，使水轮机产生扭转力的水力发电设计。为产生上述水轮机巨大扭转力，利用密闭压力管道截面积的增大设计，制造具有水液储存功能的水液重量压力储槽，利用槽内水液重量压力，加上水液所在深度的势能施加压力，共同推移水平压力管道内水液流动并连动第一、第二气液压力平衡舱内水轮机叶片，使水轮机产生巨大扭转力的水力发电设计。本发明也适用于近水平压力管道，所谓近水平压力管道，即包括水平压力管道与微量倾斜近乎水平压力管道，此近水平压力管道可加速管道水液的流动，但其进与出异构造气液压力平衡舱时，必须设计结构连接，才能降低两不同结构体的管阻阻力。由上述的说明，本发明具有下列的特点及效果1.本发明第一、第二水平压力管道管径相对于直立管道的增大，与气液压力平衡舱的再次高度增高，或管径再次增大于水平压力管道，都在于使水轮机叶片取得最大回旋空间，并获取最大管阻，而产生最大扭转力。2.本发明气液压力平衡舱顶端面设有气压自动控制阀门，使其内部上方为一气压室，而让水轮机组的上方叶片在转动上未受到水的阻力，以提升水轮机组的旋转速度，相对更增加发电量。3.本发明第一、第二气液压力平衡舱该有的规模与数量，水轮机的固置数量，型号规格，都在于使能获取全管路最大扭转力总和。
4.本发明寻求最高高度的势能压力，与最大水液重量垂直压力，两种压力的结合， 在于创造管道最大压力总和。5.本发明缩短水平压力管道长度，以降低第一、第二水平压力管道内水液重量的管阻于最小。6.本发明水液重量压力贮槽所在高度的规模，其必须取决于整个压力管道的密闭性；水库的高度；压力管道内水液量，也即管道截面积；压力管道末端水液排放流量率； 地形地物的设备可设置点，与设备的耐压性。7.本发明产生水液稳定流动连续性，于管道末端实行传统水力冲击发电模式，而管道内转动多个水轮机，进行另一种水力扭转发电模式，而其发电量总量远大于传统水力发电电量数倍，数十倍甚或数百倍。
图1为传统微型水力发电的中国台湾新型专利证书号第M364094号水轮机发电的示意图；图2为传统微型水力发电的中国台湾新型专利证书号第M342417号水轮机发电的示意图；图3为本发明水力发电系统多层次配置前视图；图4为图3气液压力平衡舱与水平压力管道配置示意图；图5为图3气液压力平衡舱另一实施例与水平压力管道配置示意图；图6为图3水液重量压力贮槽与水平压力管道配置示意图；图7为图3水液重量压力贮槽另一实施例与水平压力管道配置示意图；图8为本发明水力发电系统多层次水液扭转水轮机的示意图；图9为本发明水力发电系统多层次的能量分析示意图；图10为本发明水力发电系统所需气体压力的另一实施例示意图；图11为本发明水力发电系统配置下水槽的前视图。
具体实施例方式为了使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。请先参阅图3、4，以下将说明本发明水力发电系统3，包含一水库4，底端设一出口 41 ；一直立压力管道5，设于该水库4下方，其一端入口 51与水库4的出口 41相连接， 并于入口 51处设一水液引进闸门52，以输送来自水库4的水液；一第一水平压力管道6，应用流体力学水液稳定流动连续性方程式Q = A1V1 = A2V2 (Q 体积流量率，A 管道截面积，V 水液流速)，将第一水平压力管道6设立其管道口径大于直立压力管道5 口径，该第一水平压力管道6设置有两端，分别为入口端61与出口端62，该入口端61与该直立压力管道5的连接端相连，可将该直立压力管道5的水力传输，而出口端62则将经过水力动能作功后的水液排出；此时第一水平压力管道6的水流速度，将小于直立压力管道5水流速度，但此两不相同口径的水平与垂直管道，其体积流量率相等，此第一水平压力管道6管径增大目的，在于便利大型水轮机的固置，但其效应将使水轮机产生转速降低结果，却可让水轮机叶片取得更大受力面积，而获得更大扭力；一气液压力平衡舱，该气液压力平衡舱本发明以六个为实施例，设有第一至第六气液压力平衡舱71 76，每一气液压力平衡舱的顶端面各设一气压自动控制阀门710， 每一气压自动控制阀门710外连接有一空气压缩机(图未示)，使其内部上方为一气压室 711，下方为水流道7111，并在该气液压力平衡舱内部依势能压力不同而增设水轮机组，本发明实施例中以第一气液压力平衡舱71为说明，配置于该第一水平压力管道6的入、出口端61、62并相连，该第一气液压力平衡舱71顶端面设一气压自动控制阀门710，其内部上方设一气压室711，下方设一与第一水平压力管道6相贯通的水流道7111，该第一气液压力平衡舱71内部设有相枢接的水轮机组，该水轮机组依其势能压力的不同而枢设一个或至少一个以上，并在中央设一位于预设水液液面715上方的轴杆712，轴杆712中央枢接一设有多个叶片771的水轮机77，以及在轴杆712两端各设有一第一、第二耐高压密封性轴承 713,714,以支撑水轮机77固设于第一气液压力平衡舱71的舱体，而轴杆712管外与发电机连接，此为一般结构在此不加以赘述，而水轮机77轴杆712下部叶片处于第一水平压力管道6水流道7111水液内，承受流动水液的推移，此种推移产生的扭力，异于管道末端水液排放，对水轮机(图未示)冲击产生的旋转力，另上部叶片处于气压室711内，上部叶片在转动上未受到水的阻力，以提升其旋转速度，更不被第一水平压力管道6流动水液推移，此种水轮机77固置于封闭管道，使能获取最大扭力，并于管道末端设水液排放间门63，将排放水冲击水轮机(图未示)带动发电机发电后，余水流入河川；一水液重量压力贮槽，该水液重量压力贮槽本发明以五个为实施例并设有第一至第五水液重量压力贮槽81 85，第一至第五水液重量压力贮槽81 85各设有一入口 810、 820、830、840、850与一出口 815、825、835、845、855，本发明实施例中以第一水液重量压力贮槽81为说明，该设于斜面最上方的入口 810与该第一水平压力管道6的出口端62相连， 该水液重量压力贮槽设为箱体811 (如图6)，或筒体812 (如图7)，并于密闭压力管道中，其顶部设为倾斜状813、814，而倾斜设计在于防止管道中气体滞留于此贮槽顶部；一第二水平压力管道64，该第二水平压力管道64设置有两端，一端为一与第一水液重量压力贮槽81下方出口 815相连接的入口端641，使第一水液重量压力贮槽81设置在第一水平压力管道6与第二水平压力管道64之间，而相对另端为一出口端642，用以衔接另一水液重量压力贮槽，而出口端642若不衔接另一水液重量压力贮槽，则在出口端642设一水液排放间门63 ；以及一第二气液压力平衡舱72，该第二气液压力平衡舱72配置于该第二水平压力管道64的入口端641与出口端642间并相连，其内固置有水轮机组。由上述元件说明，本发明的系统区分出其与现有技术不同之处及其所利用的技术原理，本发明的原理为在于利用气液分离特性，制造第一、第二气液压力平衡舱71、72，利用水液由上而下自然流动物理，制造水液重量压力贮槽，再应用水液在管道内所在位置的深度，具有的势能施加压力，与压力管道内水液重量垂直压力，共同推移第一、第二水平压力管道6、64的重量水液，并扭转水轮机带动发电机进行发电。本发明实施时，利用气体与液体自然分离特性，及避免水轮机77轴杆712上、下叶片，于第一水平压力管道6内承受水流推力时，产生反向受力的扭力抵消损失，本发明再次利用已将管径增大的第一水平压力管道6，将其部分长度或全长度，又一次增高其高度(如图4)或扩大其管径(如图5)的气液压力平衡舱7A，建立气液分离舱，并佐以压力自动调控系统调控水液液面715，保持气液压力平衡，上述第一气液压力平衡舱71具有容许水轮机 77叶片在气体与液体间，足够的交替回旋空间，并可吸纳压力管道水液流动的气阻空气， 防止水锤现象，同时消除传统水力发电平压塔，会改变水液势能压力对水轮机作功的减压缺陷，因此该第一气液压力平衡舱71内水液液面715高度的持恒，将通过空气压缩机(图未示)对舱内气体压力的自动控制系统所运作，让舱内水轮机组的上方叶片在转动上未受到水的阻力，可提升水轮机组的旋转速度，以确保流经第一气液压力平衡舱71内水液液面 715的稳定；上述高度增高或管径增大的气液压力平衡舱7A，与第一水平压力管道6结构的不同，因水平与直立压力管道5为水液满管流动，进入气液压力平衡舱却水液液位只有舱体高度的一半，其进与出两不同管径的管道间，势必产生水液流动管阻阻力，如何降低两不同管道结构彼此间的水液流动管阻，将依气液压力平衡舱的设计模式而定，以能够降低水流管阻于最大。本发明水力发电系统3由上而下依势能压力的不同，再增设另一层的水液重量压力贮槽与其连接的水平压力管道及气液压力平衡舱，如图3所示，其中该第一至第六气液压力平衡舱71 76各舱体内，由上而下依势能压力的不同而枢设一个或一个以上水轮机 77，而为多层次水平压力管道发电，本发明以六个的第一至第六水平压力管道6、64、65、66、 67、68，这些压力管道均设有入口端 61、641、651、661、671、681 与出口端 62、642、652、662、 672,682,并于最末端第六水平压力管道68的出口端682处设一水液排放间门63 ；本发明操作时，请再参阅图3、8所示，首先开启压力管道末端水液排放闸门63，因水库4的水液势能压力，与水液由上而下自然流动的水液重量垂直压力，共同推挤第一水平压力管道6内水液由排放口射出，而第一水平压力管道6内第一至第六气液压力平衡舱71 76内的水轮机77，随着水液的流动而扭转，并带动管外发电机进行发电，最后水液流入河川下游。所述设立大于多层次水平压力管道容积的水液重量压力贮槽，依据相同形状、相同深度、相同出水口大小，而不同容积的两个水桶，开启出水口，测得大容积水桶喷水着地距离，远大于小容积水桶喷水着地距离的实验结果而建立。又，所述水轮机77的扭转速度将取决于1.管道末端水液排放口的排放流量。2.第一水平压力管道6的体积流量率。再请参阅图9所示，本发明水力发电系统的能量分析如下该第一至第五水平压力管道6、64、65、66、67内的水液重量，加上水轮机77叶片， 其共同管阻阻力都相等。在直立管道管径够大的状况下，设定水库4至第一水平压力管道6前的水液重量垂直压力，与第一至第四水液重量压力贮槽81 84内的水液重量垂直压力都相等。再设定水库至第四水液重量压力贮槽4、81、82、83、84的间隔高度均为10. 33米， 也即势能压力差都是latm(大气压力)。估且不计算第一水平压力管道6，与第一至第五气液压力平衡舱71 75之间，不同结构引发的管道管阻阻力，也不计算水液黏滞系数与表面张力。当水库4与直立压力管道5的联合水液重量垂直压力，加上10. 33米深度取得的Iatm势能压力，正足以推动第一个水平压力管道6内，水液重量与水轮机77叶片共同管阻阻力。上述第一至第四水液重量压力贮槽81 84的水液重量垂直压力，加上所处管道深度具有的大气压力，分别为htm、3atm3atm、5atm的势能施加压力，而推动相同条件的第一至第五水平压力管道6、64、65、66、67内的水液重量与水轮机77叶片共同管阻阻力时，都只需Iatm的大气压力，与等量的水贮槽内水液重量垂直压力，因而全压力管道将有 1 atm+2atm+3atm+4atm = IOatm 多余的大气压力。又，此IOatm多余的大气压力可用来再推动，具有等量水液重量压力储槽的水平压力管道内，10倍的水液重量与10台水轮机77叶片组，也自然可分别施压于不同层次水平压力管道6、64，来推动该多层次内水液重量，与水轮机77叶片组，并带动发电机发电，并于管道末端利用水液排放冲击水轮机(图未示)，带动发电机发电后，最后水液流入河川下游。本发明另一实施例，请参阅图11所示，将以前由高山上的水源提供并注入水库4， 该水库4可为一上水槽如，还包括一下水槽9，该上水槽如侧边上方设一输送管91与下水槽9连接，下水槽9 一侧下方设一抽水马达92，一侧上方设一供地平面的河水或海水进入的入水口 93，该下水槽9相对另侧上方设一管路94，与最末端第六水平压力管道68出口端 682的水液排放闸门63连接，欲实施时，先备压与备液步骤1.注满下水槽9水液；2.关闭第六水平压力管道68最末端的水液排放闸门63 ；3.启动下水槽9抽水马达92，将水液通过一输送管91抽升至上水槽如，并开启水液引进闸门52，注满整个压力管道，并同时保持下水槽9与上水槽如水液注满溢；此时整个压力管道，包括第一至第五水液重量压力贮槽81 85都充满水，而与第一至第六水平压力管道6、64、65、66、67、68连接的第一至第六气液压力平衡舱71 76，上部充满因水液注入管道而被挤压的空气；4.利用空气压缩机气压自动控制阀门710，加压第一至第六气液压力平衡舱71 76的气压室711，让舱内水液的水平线处于预度高度，且力求水轮机77轴杆712位于水液液面715上方(同时参阅图4)。上述实施例操作时，请再参阅图11所示，首先开启压力管道末端水液排放闸门 63，因上水槽如的水液势能压力，与水液由上而下自然流动的水液重量垂直压力，共同推挤第一水平压力管道6内部的水液由排放口射出，而第一水平压力管道6内第一至第六气液压力平衡舱71 76内的水轮机77，随着水液的流动而扭转，并带动管外发电机进行发电，而当最后排放水液流入下水槽9时，利用抽水马达92继续抽水，将下水槽9水液通过输送管91扬升至上水槽如，补充上水槽如水液，除了渗漏、溢流与蒸发外，水液将不断被循环利用。上述利用抽水机将下水槽9水液扬升至上水槽如，必须克服高度的势能压力、扬升管道内水液重量，以及补偿气液压力平衡舱内水液持平所需电力损耗，依本发明人的经验法则，利用本发明发电模式，水液推动水轮机，带动发电机发电的电量，来执行此3项必须克服的损耗，绝对是绰绰有余，也可利用本发明的发电规模越大时，其产生的电量将越多，来补实经验法则。
另外，本发明水力发电系统3所需压力的另一实施例，是在每一气液压力平衡舱顶端面各设一气压自动控制阀门710，每一气压自动控制阀门710外接至空气受压舱6b， 并对各舱体内气体压力的自动控制系统的操作步骤，请参阅图10及配合图3所示，如下所述a.关闭气体输送管开关釙；b.打开水液排放防挤压的进气阀门lb，关闭排放水闸门2b ；c.打开水液重量压力加压空气受压舱6b的进水阀门北，再打开管路进水阀门4b， 让水流充满全管道，与空气受压舱6b并让水液由水液排放防挤压的进气阀门Ib喷出；d.关闭水液重量压力加压空气舱的进水阀门3b，打开排放水闸门2b，进行空气受压舱6b排水，此时水液排放防挤压的进气阀门Ib必须保持开启，否则虹吸效应会发生将空气受压舱6b压扁危机；e.当空气受压舱6b水液排空后，关闭水液排放防挤压的进气阀门Ib与排放水闸门沘；f.必须先打开水库4下方的管路进水阀门4b，再打开水液重量压力加压空气受压舱6b的进水阀门北，否则虹吸效益，会发生管道崩陷危机，利用水液重量压力，与势能压力共同施压空气受压舱6b，即可于舱内获得全管道最大气体压力，此压力可供应本发明水力发电系统3第一至第六气液压力平衡舱71 76的气压室压力；g.当开启气体输送管开关恥，将空气受压舱6b空气压力释出，供给第一至第六气液压力平衡舱71 76的气压室压力时，水液将渐渐充满空气受压舱6b，也即空气受压舱 6b内空气压力已渐渐消失；h.再次关闭水液重量压力加压空气受压舱6b的进水阀门北；i.再次打开水液排放防挤压之进气阀门Ib后，再开启排放水闸门2b，将空气受压舱6b内水液排放完。j.之后重复e h的步骤，即可利用水液的损失，取得本发明水力发电系统3的所需压力。由上述说明，本发明遵循能量守恒定律，自行创造并储存水力能量源，此一重大发明势必活化整个全球水资源(含海水或任何可流动液体)的能量大应用，此一没有污染、没有抗争，不虑缺乏的纯净水力能源开发，必将引起全世界的震憾。以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即拘限本发明的保护范围，故举凡应用本发明说明书及附图内容所为的等效结构变化，均同理皆包含于本发明的保护范围内，以保障发明者的权益，于此陈明。
权利要求
1.一种水力发电系统，将水力动能转化为电能，其特征在于所述水力发电系统(3)包含一直立压力管道(5)，设于水库(4)下方，其一端入口(51)与水库的出口相 连接，并于入口(51)处设一水液引进闸门(52)；一第一水平压力管道(6)，该第一水平压力管道(6)设置有两端，分别为入口端(61)与出口端(62)，该入口端(61)与直立压力管道( 相连，由直立压力管道( 水力传输，而出口端(62)则将经过水力动能作功后的水液排出；一第一气液压力平衡舱(71)，配置于该第一水平压力管道(6)的入口端(61)与出口端 (62)之间并相连，收纳该第一水平压力管道(6)的入口端(61)的水力动能，而出口端(62) 则将经过水力动能作功后的水液排出，该第一气液压力平衡舱(71)包含一舱体，该舱体中央设一预设水液液面(715)，下方设一与第一水平压力管道(6)入口端(61)、出口端(62) 相贯通的水流道(7111)，一气压自动控制阀门(710)，设于舱体顶端面并外连接一空气压缩机，使舱体内部上方为气压室(711)，一水轮机组，该水轮机组与舱体相枢接，并依势能压力的不同而枢设一个或一个以上；一水液重量压力贮槽，该水液重量压力贮槽为第一水液重量压力贮槽(81)，在上方设一入口(810)、下方设一出口(815)，其上方入口(810)与该第一水平压力管道(6)的出口端(6 相连，并且将该第一水平压力管道(6)出口端(6 传入的水液传送到该贮槽的出口(815)排放；一第二水平压力管道(64)，该第二水平压力管道(64)设置有两端，一端为一与第一水液重量压力贮槽(81)下方出口(815)相连接的入口端(641)，则第一水平压力管道(6)与第二水平压力管道(64)之间连接有第一水液重量压力贮槽(81)，而相对另端设一出口端 (642)，以衔接另一水液重量压力贮槽，而出口端(642)不衔接另一水液重量压力贮槽时， 则在出口端(642)设一水液排放闸门(63)；以及一第二气液压力平衡舱(72)，该第二气液压力平衡舱m配置于该第二水平压力管道(64)的入口端(641)与出口端(642)间并相连，其内设有水轮机组，使该第一气液压力平衡舱(71)与第二气液压力平衡舱内，水流动能扭转水轮机(77)转换为机械能，再转换为电能。
2.根据权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于所述水轮机(77)设有多个叶片 (771)，其中央设一位于预设水液液面(71 上方的轴杆(71 ，以及在轴杆(71 两端各设有第一高压密封性轴承(713)、第二耐高压密封性轴承(714)，以支撑水轮机组固设于第一气液压力平衡舱(71)、第二气液压力平衡舱m的舱体。
3.根据权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于所述每一气压自动控制阀门 (710)，外接一空气受压舱(6b)，该空气受压舱(6b)的上方分别设一进气阀门(Ib)与一气体输送管开关( )，其下方连接一管路，管路上设一排放水间门Ob)及一与排放水闸门 (2b)相近的进水阀门(北)，而该空气受压舱(6b)的下方管路相连通至水库G)，并于水库 (4)出口端处设一管路进水阀门(4b)，通过水液重量压力与势能压力，共同施压空气受压舱(6b)，即能够于舱内获得全管路最大气体压力。
4.根据权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于所述水液重量压力贮槽设为箱体(811)或筒体(812)，其顶部设为倾斜状，用以防止管道中气体滞留于此贮槽顶部。
5.根据权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于所述水力发电系统(3)还包含一组以上的水液重量压力贮槽，通过该水液重量压力贮槽再连接一水平压力管道与一气液压力平衡舱，并通过贮槽叠积的水液重量垂直压力，与贮槽所在高度的管道内水液深度，具有的势能施加压力，共同施压多层次水平压力管道内，气液压力平衡舱的水轮机(77)而产生扭转力，并带动发电机发电。
6.根据权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于所述水库(4)为一上水槽Ge)， 还包括一下水槽(9)，该上水槽Ge)侧边上方设一输送管(91)与下水槽(9)连接，该下水槽(9) 一侧下方设一抽水马达(92)，一侧上方设一供地平面的河水或海水进入的入水口 (93)，该下水槽(9)相对另一侧上方设一管路(94)，与最末端水平压力管道出口端(642)的水液排放闸门(6 连接。
全文摘要
一种水力发电系统，包括一设于水库下方的直立压力管道、一与该直立压力管道连接并具有入、出口端的第一水平压力管道、一配置于该第一水平压力管道的第一气液压力平衡舱、一与该出口端相连的水液重量压力贮槽、一与水液重量压力贮槽相连接的第二水平压力管道与第二气液压力平衡舱，以及一固置于该第一与第二气液压力平衡舱的水轮机组。本发明利用水液重量垂直压力与水液势能压力在第一、第二水平压力管道内，推移第一、第二气液压力平衡舱下部水液，与舱内至少一水轮机，其目的在于让水液的流动充分发挥其水力功能，使水轮机连结带动发电机发电的电量，更优于传统水力发电量的数倍、数十倍，甚至数百倍。
文档编号F03B13/08GK102465818SQ20101054712
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者方嘉乐 申请人:方嘉乐