专利名称：弧箱水轮发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电领域，具体涉及一种小水力发电事业的弧箱水轮发电装置。
背景技术：
弧箱水轮发电装置，是发明人在生产浮力发电动能装置的过程中，发现并经试验 成功，利用重叠水箱中的水自然下垂之重力，促使浮力发电中的浮箱水轮反转，产生与其它 水轮数倍的旋转动力而发明的另一种新型的弧箱水轮发电动能装置。
发明内容
本发明的目的在于改变现有世界水力发电现状，将现有复杂的依靠占地修水库 储能提高水位获得的高差水能冲力而产生的水轮机发电装置，改变成极为简单的利用重叠 水箱中的水的自然下垂之重力，而产生的弧箱水轮发电装置。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案利用重叠水箱中的水的自然下垂之 重力，作为动力能源，具体采用一种全新型的弧箱水轮发电装置，是由引水渠道，支架体，弧 箱水轮，水轮中轴，动力传动系统与发电设施、设备所构成。本发明所述的引水渠道是利用山间长流不断，其流量是每秒钟能达0. 3立方米以 上，其落差3米以上的小渠流都可以作为本发明的动力能源。具体是根据渠流的落差高度 用弓I水渠道将水源弓I至弧箱水轮顶上。本发明所述的支架体，高度约为架空的引为渠道出口底端的一半，位置在引水渠 道出口正下方的两侧，专为承抬、架空弧箱水轮而设置的支架体或支架台。本发明所述的弧箱水轮是本发明的实施核心，是一个有中轴孔的圆盘架体，在架 体的周边设置有多个均勻排列、开口朝圆心之外的弧形箱体，它与圆盘架体合成为一个整 体的弧箱水轮、用中轴穿过，安装在引水渠道出口下方两侧支架体上的轴承座上，成为一个 可旋转的立式架空的弧箱水轮。本发明所述的中轴，是用于穿越、固定弧箱水轮的中轴，其一端被固定在一侧支架 体上的轴承座上，另一端侧穿过另一侧支架体上的轴承座，直接进入设置在旁边的发电机 房内，将动力传递给发电机的中轴。本发明所述的动力转动系统，是将中轴传递过来的旋转之圈数，根据发电机的旋 转圈数之要求，予以加速变更的传动系统，它也包括变速箱变速。本发明所述的发电设施、设备，是发电所需的常规设备与构件，它包括发电机房、 发电机与变电、输电系统。本发明的动能基本原理是，利用重叠水箱中的水的自然落下之重力，作为动力之 能源。是在一个被架空可旋转的弧箱水轮的顶端，设置一个引水渠道出口，当水从出口处落 下，进入弧箱水轮顶端边沿的弧箱之中，因水之重力，促使水轮朝着弧箱弧度侧边的下方旋 转，于是第二个弧箱即被旋至引水渠道出口之下，又被灌满了水，加速了弧箱水轮的旋转， 随着第三、第四……个弧箱被继续灌满了水，由于本弧箱水轮上的弧形箱体的外部出口，在水平线上平行前一个弧形箱体的底部，由此当数个弧箱被灌满水之后，第一个弧箱中的水 仍然存留在浮箱之中，直到这一弧箱被转至水轮底部时，其中的水才自然向下流出。因而这 一弧箱水轮将时时产生着多个重叠弧箱水之重力，促使弧箱水轮成惯性恒定的旋转，带动 发电机发出电能。
图1是本发明的弧箱水轮侧立面外观图。图2是本发明的弧箱水轮前向立面图。图3是图2中A-A剖面图，它展示了弧箱水轮的内部结构。图4是本发明的一个直径为6米以上的弧箱水轮发电装置的整体俯视平面5是图4中的弧箱水轮发电装置的B-B剖立面图。在图中，1弧箱水轮整体、2弧箱水轮周边的弧形箱体也即为弧箱、3中轴、4轴承 座、5支架体、6引水渠道、7水轮外罩箱体、8发电机房、9流水槽道、10大皮带轮、11动力传 动系统、12飞轮盘、13发电机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更详细说明图1、2、3是本发明的核心构件——弧箱水轮的结构图，在图3中可以清楚地看到， 弧箱水轮1、是一个边沿设置有开口朝外均勻分布的多个弧形箱体2的大圆盘体，由于弧箱 2的结构特征是在其弧度开口的项端在水平线时，正处于前一个弧箱里侧的底端(见图3)， 这就是说，当可旋转的立式弧箱水轮的顶端，有一固定的出水口时，水从弧箱水轮顶端往下 灌进顶端弧箱，随着水的重力，弧箱水轮开始朝着弧箱弧度的一侧下方旋转，第二个弧箱口 又正处顶部出水口之下，也即被水灌进，加大了水的重力，即加快了弧箱水轮的旋转力度， 随着第三、第四……个被水继续灌进，而这时第一个被灌进水的弧箱中的水却仍被继续留 在弧箱之中，成为重叠重力继续带动着水轮旋转，直至这一弧箱被转至水轮底部时，其中的 水才开始自然往下流出，因而弧箱水轮在整个的旋转过程中，其整个水轮侧边，约有三分之 一的弧箱是时时被水填满，使这一水轮在重叠水箱中的水的下垂重力之下，产生着巨大的 成惯性的恒定旋转动能，由中轴传递给发电机构，发出电能。图4、图5是本发明的一个直径为6米以上的弧箱水轮发电站的简易结构图，在图 中，引水渠道6被架在了弧箱水轮的项端，当水从引水渠道口中流出时，逐步灌入弧箱水轮 中的每一个弧箱2，促使水轮成惯性恒定旋转，使中轴带动大皮带轮10旋转，也带动了动力 传动系统11，飞轮12，最终带动发电机13发出电能。以上的结构中，弧箱中的水量是恒定的，因而其转速与力量也是均衡的，其发电能 量也就是恒定可靠的。在此我们再计算一下这一发明的发电能量究竟有多大。现根据水渠 高差及流量来设置弧箱水轮和计算其发电量如下其一，计算水渠高差3米，流量每秒为0. 3立方米的弧箱水轮发电装置的发电能量。设定，弧箱水轮直径为3米，宽度0. 6米，弧箱深度为0. 24米。①第一步先计算弧箱水轮三分之一弧箱的储水能量。
1. 52 X 3. 14-1. 262 X 3. 14 X 0 . 6 X 0 . 33 = 0 . 411m3②计算水轮功率，注，由于根据测试，3米直径的弧箱水轮，在水重力为0. 1吨至满 负荷旋转时，其转速均为每分钟25转，那么每2. 4秒钟为一转。而以上0. 411m3是弧箱水 轮三分之一的储水能量，也即是每分钟转20圈的每秒钟的需水量，而每分钟如转25圈，那 么，这一浮箱水轮每秒钟的需水量却是0. 513m3，但在本设定中，其渠流的每秒钟流量只有 0. 3m3，因而在本次的计算中每秒钟的流量只能为0. 3m3，其弧箱水轮三分之一的储水量只能 是0. 24m3 (因为转速提高了，每秒钟的流水量不再是水轮三分之一的存水量)，这一数据也 就是本计算式中水的下垂之重力，计算功率是240X9. 8X1. 26X2X3. 14X25/60 = 7742W此数为每分钟的功率需X60分=464528W再乘以发电损耗系数0. 75 = 348KW以上数据说明只要有一处高差超过3米，流量每秒钟为0. 3立方米的小溪流，利用 简单的弧箱水轮发电装置，即可以满足一个小村庄的用电需求量。其二，高差为10米，流量每秒钟为30m3水流的发电量计算。设定，弧箱水轮直径为10米，弧箱宽度为3米，弧箱深度为1米，经测试这一水轮 转速每分钟为20转。①计算弧箱水轮三分之一弧箱的储水量。52 X 3. 14-42 X 3. 14 X 3 X 0 . 3 3 3 = 28 . 2m3②计算水轮功率(力距为4米，转速为20/60)28200X9. 8X4X2X3. 14X0. 333 = 2311740W乘以60 分钟=138704kw③计算每小时发电量138704X0. 75 = 104028KW在这一式题中，由于渠水流量已超过每秒钟所需的28. 2m3流量，因此可按需水量 计算，这一流量的水渠，用弧箱水轮发电装置可产生10万千瓦时的发电能量。其三，如果水渠流的高差超过20米，每秒钟的流量超过100m3，那么利用本弧箱水 轮发电装置，即可获得超过世界上最大水轮机组单机发电量70万千瓦时的发电量！综上所述，本弧箱水轮发电装置，是依靠水在弧箱水轮中的停留，产生自然落下重 叠之重力，带动水轮旋转发出电能，它不再需要高差流水的冲力，也不需要太大的水量，相 比之下，这一弧箱水轮发电装置，要比同一发电量的水轮机发电装置，要节约数十倍的流水 量，并且造价将大幅度地下降，它的出现必将为人类开创出一个弧箱水轮发电事业的新时 代。
权利要求
一种弧箱水轮发电装置，其特征在于利用重叠箱体水量的自然下垂之重力作为动力能源，是由引水渠道，弧箱水轮，中轴，支架体，流水槽道，动力传动系统及发电设施设备所构成。
2.根据权利要求1所述的弧箱水轮发电装置，其特征在于所述的利用重叠箱体水量 的自然下垂之重力作为动力能源，是在水连续不断落在可旋转的弧箱水轮顶上时，水轮在 旋转中逐步将水储存在水轮周边均勻排列的多个弧箱之中，直至存水箱转至水轮底部时， 水才自然流水，由此水轮一侧时时重叠着多个存水弧箱，加大了水轮的旋转动能。
3.根据权利要求1所述的弧箱水轮发电装置，其特征在于所述的引水渠道，是连接水 源架空在弧箱水轮之上，其出水口设在弧箱水轮顶部的引水渠道。
4.根据权利要求1所述的弧箱水轮发电装置，其特征在于所述的弧箱水轮，是一个有 中轴孔的圆盘架体，并是一个在圆盘架体周边设置有多个均勻分布开口朝圆盘圆心之外， 专门承接由上下来之水的弧形箱体的弧箱水轮。
5.根据权利要求1所述的弧箱水轮发电装置，其特征在于所述的弧箱水轮是由中轴穿 过，由中轴架空在支架体之上，引水渠道之下的弧箱水轮。
6.根据权利要求1所述的弧箱水轮发电装置，其特征在于所述的的中轴，是将弧箱水 轮的旋转扭力传递给动力传动系统与发电机的中轴。
7.根据权利要求1所述的弧箱水轮发电装置，其特征在于所述的支架体是专门用于架 空弧箱水轮的支架体或是支架台。
全文摘要
本发明涉及一种弧箱水轮发电装置，是将一个周边设有多个排列均匀，开口朝圆心之外的弧箱的弧箱水轮，架空在支架体之上，并用一引水渠道，将水源引至弧箱水轮之上，将其出口设置在弧箱水轮顶端。当水从出口中落下，进入可旋转的弧箱水轮顶端边沿的弧箱之中，因水之重力，促使水轮朝着弧箱弧度侧边的下方旋转，于是第二个弧箱即被旋至引水渠道出口之下，又被灌满了水，加速了弧箱水轮的旋转，随着第三、第四……个弧箱被继续灌满了水，并时时产生出数个弧箱重叠水之重力，使水轮逐步达到惯性恒定的旋转动能，带动发电机发出电能。
文档编号F03B17/02GK101900066SQ20101023528
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者傅德俐 申请人:傅德俐