专利名称：径流集流器的制作方法
技术领域：
本发明－－径流集流器，是利用水的自然动能和势能进行发电、抽水或将其转换成其它能量形式的装置。
目前，人们建造水力发电站多采用拦河筑坝的形式，其发电形式有两种一种是直接在坝体内造排水道，在排水道底部装水轮机；另一种是在水库四周的某一侧挖隧道，将水轮机置于隧道中。筑坝提高了水的势能，利用高水位的水冲击水轮机进而发电。
这种拦河筑坝建造电站的方法固然解决了水力发电问题，但存在不少缺点一、建造一座水电站的大部分人力、物力是投在筑坝上的，筑坝的施工时间长，费用高，所需劳动量大。二、筑坝虽然选择在落差较大、水流较急的河段，但水的自然动能和势能却没有得到充分利用，因为相当一部分水的能量已消耗在坝所形成的水库中。三、不利于船只通行，船通过这些河段只有靠闸将水位升高和降低才能完成，通行的时间较长，闸的造价也高。此外，这种发电站不能建在水差较小，但动能较大的河段，无法建在地形复杂的河段，对于真正高水位差的瀑布也无能为力。
目前，将低水位的水提升到高水位，主要采取抽水方式，其动力是发动机和电动机，结果消耗高级能源，很不经济。
本发明径流集流器的任务就是直接并且充分利用河水原有的自然动能和势能进行发电、抽水或将其转换成其它能量形式；使发电站的建造不受复杂地理环境的制约，不受洪水的影响；不需要筑坝；大幅度缩短现场施工时间；费用少；此外，不影响船只的正常运行；如果需要，建成的水电站或抽水站也可以移动。
本发明径流集流器由三大部分组成水道(1)、袋子(2)和防护体(3)。水道外面附加浮体(8)，两侧有平衡杆(12)，底部有锥体(20)，见
图1、图2。水道内部装有水轮机(13)和发电机(14)或抽水机(19)，见图3、图5；袋子呈方形，两头开口，较小的口与水道相连，较大的口与防护体相连，袋的上部(32)入口处有固定浮体(6)，有固定拉绳(5)与河岸或防护体相连。袋子下部有重物(34)、气袋(33)和气袋(7)(图6)，每个气袋可充气、放气；防护体为八面体防护体或一字形防护体，防护体外附加浮体(9)。袋子的入水口可以加防护网(4)。抽水站有抽水管道(10)。发电站有电缆架(11)。
径流集流器的工作原理如下河水经防护体流入袋子，经袋子加压后入水道冲击水轮机，进而发电、抽水或将其转换成其它能量形式。
以下结合附图，对本发明作详细说明。
本发明的径流集流器由水道、袋子和防护体组成。
如图3所示，水道(1)是一硬质的圆形体，水轮机(13)固定于水道内，水轮机连动发电机(14)，发电机位于水道的上部，也可置于水道中部，见图4。流水冲击水轮机(13)，水轮机直接连动发电机(14)发电。
图11是抽水站的结构。水经水道冲击水轮机(13)，水轮机经变速器(18)将水轮的转速加快后传递给抽水机(19)进行抽水。水道的底部有硬质的锥体(20)，将水道固定于河底。图3、图4和图5中的平衡杆(12)用于保持水道平衡。
图6是袋子的构造及工作原理。袋子为方形，有大小不同的两个口，较小的口固定在水道上，较大的口与防护体连接。袋子本身是软质的，袋子分上下两部分，上部分(32)入水口有一固定浮体(6)。下部分又分两层，一层气袋(33)，一层重物(34)。(7)是下部入水口的气袋，见图6A。当气袋(7)放气后，气袋(33)的气由入水口向水道方向逐个放出。在重物(34)的作用下，袋子的下层就会沉入河底，而袋子的上部有浮体，用这种方式打开袋口(图6B)，水就会流入袋内(图6C)。流入袋子的水本身压力较大，再加上袋子入口大而出口小，所以进入水道的水压就很大。袋子底层附有重物，袋子的入水口有拉绳与防护体或河岸相连，防护体本身抓地能力很强，所以袋子是不会被水冲走的。
图7为八面体防护体的构造。图7A、B、C为置于河中的八面体防护体的三视图(主视、侧视、俯视)。图中(22)表示中心节点，该节点为一立方体(D)，每一面都有一半圆槽(E)，因此这一八面体防护体也可以调整形体，以适应河床的变化。防护体框架的四个角上附有重物(26)、(27)、(28)和(29)，它们被置于河底，并紧紧抓地，见图8。图9是一字形防护体，可以斜着全封河道。这种防护体由立于河中的柱子(30)和可沿柱子排列方向移动的网线(31)组成。当有障物与网线相碰时，网线就靠水的冲击力将障物带至岸边。
整个施工过程如下先将水道、袋子及防护体在陆地上造好并安装好，给附加于袋子的气袋冲气，使浮体(8)与水道(1)相连，浮体(9)与防护体(3)相连，然后将全部电站或抽水站引入河中，(如
图10A所示)。这时，水电站或抽水站就象船一样可在水中浮动，在牵引船或其它牵引力的作用下，将电站或抽水站拉到所要固定的位置。接着，使浮体(9)和防护体(3)分开，这样防护体(3)就沉入河底。然后让袋子下部的气袋从入水口开始逐步放气，这样在重物的作用下袋子的下层就沉入水底。由于袋子上部入水口有浮体，袋子的入水口上部就无法下沉，这样袋子的入水口就打开了。见
图10－B。与此同时，将水道的浮体(8)放开，使水道沉入水底并调整平衡杆，这样，整个水电站或抽水站就建成了，见
图10－C。河水流入袋内，经袋加压流入水道，冲击水道内的水轮机后，水轮机连动发电机发电或抽水机抽水。
需要移动水电站或抽水站时，可用浮体(9)将防护体(3)从水底拉起，给袋中气袋充气，再将浮体(8)把水道(1)从水底拉起，收平衡杆(12)。这样整个水电站或抽水站就全部从水底浮到水面，从而可将电站或抽水站转移到其它地方。
建瀑布电站的施工是这样的先将一字形防护体(3)斜着固定在上游的河道上，后将袋子(2)由下游拉到上游，放于瀑布河流的一边，给气袋充气，充足气后，将袋子展开封住上游的河面，同时将水道(1)拉入下游水中固定，打开袋子的入水口，这样整个瀑布电站就建立起来了，如
图18所示，其中35为出水袋。
图11，说明涨水和落水时电站的情况。图中35表示船只，6表示浮体。本图说明袋子在不同水位中的变化情况
图12说明水电站或抽水站建于河下的的情况，A、B、C分别为水电站和抽水站的主视、俯视、侧视图。图中1为水道，2是袋子，4为防护网，5为拉绳
图13径流集流器安置在落差很小，但动能较大的河段的示意图。图中1为水道，2为袋子，3为防护体
图14表示径流集流器安置在有一定坡度的河段的示意图
图15径流集流器安置在瀑布上的示意图
图16径流集流器安置在河流三角洲地带的示意图
图17径流集流器安置在不能行船的河流中的示意图
图18径流集流器安置在可行船的河流中的示意图
图19利用径流集流器所建造的瀑布电站本发明与现有技术相比，不需要筑坝、施工期短，费用低；不受洪水的影响，能在各种不同的地理条件下建水电站或抽水站；不影响航运；建成的水电站或抽水站可根据需要随时移动。
本发明可用于在各种有动能、势能的河段建水电站、抽水站或将其成其它能量形式。除此之外，本发明还可应用于与此条件和要求相近的环境中。
权利要求1.一种用于水力发电站或抽水站的径流集流器，其特征在于它由水道、袋子和防护体组成，水道内装有水轮机和发电机或抽水机，水道外面附加浮体，两侧有平衡杆，底部有小锥体；袋子呈方形，两头开口，较小的口与水道相连，较大的口与防护体相连，袋的上部入口处有固定浮体，下部有重物和气袋，每个气袋可充气、放气；防护体为八面体体防护体或一字形防护体，防护体外附加浮体。
2.根据权利要求(1)所述的径流集流器，其特征在于抽水机构由水轮机、变速器及抽水机组成 流水冲击水轮机经变速器加速后传递给抽水机进行抽水。
3.根据权利要求(1)所述的径流集流器，其特征在于袋子入水口上部有辅助拉绳，与河岸或防护体连接，用以固定袋子。
4.根据权利要求(1)所述的径流集流器，其特征在于八面体体防护体四角设有重物，其底部有小锥体与河底固定，八面体体由框架构成，将线固定在框架上形成防护网。
5.根据权利要求4所述的径流集流器，其特征在于框架中有一中心节点，中心节点为一立方体，立方体的每一面都有一半圆槽，中心节点与框架各顶点相连。
6.根据权利要求1所述的径流集流器，其特征在于一字形防护体由柱子和网线组成，柱子立在水中，柱子上部装网线以形成防护网，该网线可以沿着柱子排列方向移动。
专利摘要本实用新型是一种径流集流器，它是利用水的自然能量直接来发电或进行抽水。径流集流器由水道、袋子和防护体组成，水道中安有水轮机和发电机或抽水机，袋子有两个口，较小的口与水道相连，较大的口与防护体相连，防护体为八面体或一字形。本实用新型与现有技术相比可缩短施工时间，降低费用，并可在各种有能量的河流中建水电站或抽水站。
文档编号F03B13/08GK2041366SQ8820967
公开日1989年7月19日 申请日期1988年8月19日 优先权日1988年8月19日
发明者秦国光 申请人:秦国光