使用高效提升设备实现水力循环发电技术方案的制作方法
【专利摘要】本发明专利技术方案涉及一项全新理念的水力循环发电系统和高效提升技术。此技术的运用将使有限的水能资源转变为取之不尽的能源材料，为人类发展进步做出巨大贡献。在此技术方案中，水力循环发电是一种全新能源利用和生产方式，高效提升技术和高效传送设备装置是技术关键。说明书中的一些数据仅是根据现有有关电机功能参数计算出来的结果，应该还有很大的提升空间。比如提升能力方面，只要再加一个增大设备，机械提升能力又将成倍增长放大。在条件允许的情况下，提升高度完全可以达到500米甚至更高。另外有关动力系统方面也还有很大改进和优化空间。
【专利说明】使用高效提升设备实现水力循环发电技术方案
[0001]本发明专利涉及一项全新理念的水力发电系统工程、高效提升技术及其运用。
[0002]电是与人类社会生产生活和发展最重要最密切的能源，其它一切能源的最终转化成果形式均为电力。随着人口的增加以及经济社会的快速发展，人类对电力的需求无极限增长，电力已经成为推动人类社会发展进步的总动力。相较于高耗能高污染的火电、高风险的核电、高投入低产出的风电，水力发电是世界上最清洁最环保最安全的电力供应载体之一。为此，解决人类世界电力能源的希望和出路，还需在水力发电方面下功夫。
[0003]现在提出一种彻底解决制约水力发电瓶颈的技术方案，让最清洁最安全最环保的水力发电成为永不枯竭的人类能源库。方法就是水的循环利用，即采用现代高效提升技术把水反复循环利用，按照“冲击-发电-提升-再冲击-再发电-再提升”的循环程序，实现有限水源的无限利用。水力发电的原理和基本方式已有现成模式和技术，在此主要论述闻效提升技术。
[0004]实施步骤及技术方案:
[0005]步骤1.高效提升设备建设技术。高效提升技术是实现水力循环发电的关键，必须让所提升之水产生数十倍甚至数百倍用于提升工程所耗电能之电力。按照传统方法和使用现有一般提升设备的话，根据电机功率(KW)=速度X最大静张力(KN)Xl.2的计算公式，假设运行速度为每秒10米,最大静张力(承载力)为10吨(约合100KN)，则所需电机功率为:10x100x1.2 = 1200KW。继续假设双程运行距离为400米(不考虑倾斜度，单程高差为200米)，那么运行一周所需时间为:400米+10米/秒=40秒。每秒提升能力则为:2.5KN(约合250公斤/秒。根据水力发电装机容量测算公式:
[0006]P (Kff) = 9.8Ix 落差(米)X 流量(立方 / 秒)x0.85。
[0007]则装机容量为:9.81x200x0.25x0.85 = 416.925KW。
[0008]由上可知，如此运行，每小时净亏(1200KW-416.925KW) = 783.075KW。
[0009]解决方案:利用杠杆原理大幅提高机械效率。提升设备的能力来源于机械作用于传动轴上的力，这个力的大小决定提升能力。那么我们利用杠杆原理来放大机械力作用于传动轴上的力就能解决这个问题。还用前面例子中的电机功率1200KW作为基点数据。由上例可知，1200KW的电机功率的提升能力为100KN(约合10吨)，我们把这个力作用在一个相连的固定在某个支点上的内外半径大小不一样的圆圈的大半径圆圈的某个点上，那么在相连的小半径圆圈某个点上受到的牵引力就等于作用于大半径圆圈某个点上的力乘以大半径除以小半径的商。假如大圆圈半径为10米，小圆圈半径为0.2米，则小半径圆圈某个点上受到的牵引力应为大半径圆圈某个点上所受之力的50倍(10 + 0.4 = 50)，即100KNx(10米+0.2米)=5000KN(约合500吨)。每秒提升量就成了 500立方+40秒=12.5立方/秒。还用上例中的运行速度和运行距离作测算依据，则其水能发电装机容量为:
[0010]9.81x200x12.5x0.85 = 20846.25KW。
[0011]净出电率为19646.25KW。
[0012]如再加装一个同样规格的放大设备，则提升能力又将再放大50倍，则其净出电率同样放大50倍，达982312.5KW。
[0013]通过以上技术方案将电机功率成倍放大后通过链条或齿轮咬合的形式带动步骤2提升实施方案中的传动轴，传动轴通过传动链条牵引整个传送带及承载物向前运行。
[0014]步骤2.提升实施方案。
[0015](I)根据斜坡传送原理，建设一条大倾角(75-85度)大容积(宽4_6米或按需设定)的往返传送带。长度根据实际情况确定。传送带由支架、承载钢轨、传动链条(由链条和钢绳组成)、承重轴、传动轴、盛水箱体等组成。传动链条一般为2条。传动轴安装在整个传送装置的最高处。传动轴与传动链条通过齿轮咬合实现牵引，当传动轴转动时，带动传动链条向前运行。承载钢轨上安装有减阻滑轮、防倒滑齿、防脱设施。盛水箱体只能沿着承载钢轨向前运动，既不能脱落也无法后退。传动链条与盛水箱体之间实行软连接。盛水箱体在传动链条的牵引下沿承载钢轨运动。盛水箱体根据输送能力要求确定大小和数量，承载总量乘以2即是盛水箱体总容量。盛水设备为敞口箱体，安装方向一致。当正面(上方)的箱体敞口朝上时，位于其背面(下方)的箱体敞口朝下。传送带下端置于取水池中(即收集已发过电的水流的池子)，上端置于水库的岸边。
[0016](2)当传送带转动时，位于传送带背面(下方)的箱体有一个敞口由朝下到朝上的转变过程。因完成这个转变过程的点位于传送带的最低点，也就是水池中，当它完成转换时，敞口的盛水箱体会自动贯满池水。而且随着传送带的不停运动，一个接着一个的盛水箱体中都会被贯满池水。当盛满水的箱体位于传送带的正面时，由于敞口朝上，盛水箱体中的水并不会洒泼。
[0017](3)当第一个盛满池水的箱体到达传送带的最高点(即水库岸边)时，在箱体敞口由朝上向朝下转换的过程中自动完成水的倾倒工作。随着传送带的不停运行，一个又一个盛满水的箱体会把水倾倒在最高点上。盛水箱体上行时是满箱，回程时(下行时)是空箱。
[0018](4)当传送带运行完成一周时，安装在传送带上的箱体总数的一半已经往水库里倾倒了水。
[0019](5)注入水库中的水经过发电利用后又进入取水池，之后又被提升传送至水库中。如此周而复始，实现持续发电。
[0020](6)此方案中，蓄水水库可大可小，最小理论容量为可供水轮发电机持续工作传送带运行一周所需时间即可。传送带运行完成一周之后，传送装置已经向水库内注入了下一个发电机工作周期所需的水量。如以传送往返距离为400米(不考虑倾角，单程200米)、运行速度10米/秒、流量为10立方/秒的水力发电设备计算，最小有效库容应为:10立方/秒X (400米+10米/秒)=400立方。
[0021]当然有效库容稍大为好。
[0022](7)此方案中，不需要大的水库水源，甚至不需要水源也可实现发电。例如把取水池建在河流边上，先提水再发电。
[0023](8)此方案中，发电机装机容量、落差、蓄水水库大小、提升设备能力等参数均可依据地形地势等需要确定。比如提升设备，既可只安装一条传送带，也可安装3条甚至更多条。
[0024](9)此方案中，提升设备所需电源来源于本电站发电机组。
[0025]此发明专利实施技术不复杂，效益明显，它的实施将产生一场世界性的能源革命，它将彻底改变人类能源利用模式，并为人类社会发展进步做出巨大贡献。
[0026]下面结合附图作进一步说明。
[0027]图1是本发明专利高效提升设备力传递原理图。
[0028]图2是本发明专利传送设施简略图。
[0029]图1中，A为原动力输出的电动机，B、E分别为大直径圆圈，C、E为大小半径圆圈之间的支架(支点)，D、G分别为小直径圆圈。I为电机动力输出点，2、4为力接受点，3、5为力产生点。当I将力传递给2时，2带动3产生力，3同时将力传递给4时，4带动5产生力。设定大圆圈直径为20米，小圆圈的直径为0.4米，那么3所产生的力将是I传递给2的力的50倍。3将此力传递给4时，5将产生I传递之力的2500倍。剔除各种可能的消耗不计，当I点输出1KN的力时，5点将产生25000KN的力。
[0030]图2中，A为位于最高点的传动轴，传动轴接受来自图1中5点上传递来的力，B为位于取水池中的最低点，C为传送带正面(上方)，D为传送带背面(下方)，E为盛水箱体，F为传送带与水平面之间夹角角度，箭头表示传送带运行方向。
【权利要求】
1.水力循环发电是一项全新的资源利用和能源生产技术方式。通过循环水力发电实现水能的无限利用，彻底打破传统资源限制瓶颈。
2.高效提升技术是实现水力循环发电的关键技术，杠杆原理在此技术方案中的运用是一个创举。
3.将高效提升技术与水力循环发电结合起来，实现水资源的无限利用与电力能源的无限量生产，将使人类彻底摆脱资源依赖。
【文档编号】F03B9/00GK104343617SQ201310125147
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】不公告发明人 申请人:朱克