专利名称：液体能量提升方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力的发电，是一种提升发电水液能量的方法及其装置。
在现有发电技术中，水力发电为最早的发电方式，亦是影响环境最小且被各国普遍采用的发电方式，但现有的水力发电方式中必需具备有效的大量水源及水位落差，显然，水力的利用被大自然条件所限制。为充分利用水力资源，人们发明了抽蓄式水力发电方式，具体方法是，建造上、下两个水库——放水的上水库和贮水的下水库，用水泵把下水库的水抽到上水库中，在需要发电的时候把上水库的水放下来，推动水轮机带动发电机发电。这种抽蓄式发电的方式，同样受自然环境的限制，建造成本相当高，而且更在于，把下水库中的水推到上水库中所用的水泵耗用的功率相当大，如台湾明湖水力发电站，为维持正常发电，每天需从下水库往上水库中抽送2800万立方米的水，提升高度为309米。为抽送这些水量，配置了四套25万KW的水泵机组，共计100万KW，耗用电力十分巨大，所以，只能在白天发的电供工农业及生活应用，晚上发的电以其大部分供应给提水水泵机组。查阅资料可知，各个国家的抽蓄式发电站都是采用水泵提升水位的方法，耗用电能相当大，一般地说，抽蓄式发电站每发出1度电，需耗用电力1.3度。在现实生活中，除抽蓄式水力发电技术需把低水位水库的水抽蓄到高水位水库中外，还常有需要把平原上江、湖或河流中的水抽到丘陵、山区，或把下游的水抽到上游去作灌溉、生活用水的现象，或工业装置中需要把低水位水槽中的水抽蓄到高水位水槽中去，所用的方法和设备也是传统的水泵机组，同样存在耗用大量电能的问题，并且，日常维修工作量也较大。
本发明人经多年研究发现，物体在水中时客观存在的浮力可利用作为动力，用以推动液体介质运动，提高其能量。为实现这一发明构思，本发明人在研究试验过程中查阅了有关资料，还未见到有与本发明相周的技术方案被公开。
本发明的目的是为了提供一种液体能量提升方法及其装置，使之能把低能量的液体提升成具有高能量。如利用本发明后，不用水泵机组提水，不耗用大量电能而能把低水位的水提升到高水位去，或者利用本发明增加水流的流速，直接去推动水轮机发电机组发电。
实现上述目的的本发明方法是首先准备好把顶部具有输液管道内部设置有浮筒的能量提升装置沉浸在液体容槽中，提升装置中则充满液体。因本发明的主要构思是以浮筒的浮力作动力，去推动液体上升而提高其位能，或把浮力去增加液体的动能。因此，本发明方法中，首先向浮筒中注入液体，使浮筒下沉，当浮筒下沉至装置近底部处时，为浮筒排水，浮筒则渐渐上升而推动装置中浮筒以上的液体，此上升的液体从输液管道中流出；当浮筒上升至装置近顶部处时，又对浮筒继续上述注水、排水程序，如此周而复始连续运转。
当要把本发明用以增加液体的位能时，即要用以把低水位水库中的水提升至高水位水库中去时，只要把装置设置在低水位水库中，而把装置顶部的输液管道接到高水位水库中去即可。当要把本发明用以增加液体的动能时，即要用以直接去推动水轮机时，只要把装置设置在液体容槽中，而把装置顶部的输液管道通到水轮机叶片处即可。
上述本发明方法中所用的液体能量提升装置，是一种里管状结构的水动力罐，这种水动力罐的罐体下部无底，顶部里锥形，锥顶连接有输液管道。输液管道的直径远比罐体直径小。罐体中设置有一其外径与罐体内径相一致的浮筒。为向浮筒中注入液体，达到浮筒下沉的目的，和从浮筒中排出积水，达到浮筒上浮的目的，本发明在浮筒的上下端面上设置有由驱动装置控制其启闭的封盖，浮筒中设置有供排水设备抽水的排水口和导气管。这种结构的动力水罐，藉由支柱撑固架设于液体容槽中。如此所说的装置，当浮筒上浮至装置中近顶部处时，启动驱动装置而把浮筒上、下端面上的封盖打开，则罐体中的液体即从打开的封盖处注入浮筒内部，浮筒在其重力的作用下下沉；当浮筒下沉至装置近底部处时，启动驱动装置把封盖关闭，并启动排水设备抽水，这时，中空的浮筒则逐渐上浮。
本发明的优点是，主要以浮力作动力，故为推动液体上升或加速所需电能仅用于装置的驱动装置和排水设备等辅助机械，所以耗用电力少。特别是本发明中所耗用的电能主要用于浮筒的排水设备。如为达到推送上述台湾明湖水力发电站同样水量的目的，约需本发明装置六套，每套装置中的浮筒体积为2万立方米。为在60分钟内抽除浮筒中的积水，需用5000KW的排水设备。因六套装置是轮换运转的，平均共计耗用电力2万KW，此时发电量为100万KW。由此可见，用本发明可比现有抽蓄式水力发明技术提高效率50倍。
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为本发明之实施例——直接推动水轮机之总布置图。
以下结合附图所示实施例对本发明作具体描述。
实施例一。图1所示本发明装置可用以把低水位水槽中的水提升到高水位水槽中去。由图见，本发明的装置是一种管状结构的水动力罐，罐体11下部无底，顶端上斜呈锥形，锥顶连设一输水管111，罐体11中设置有一用比水重的材料制成并能承受高压的浮筒12，该浮筒12的外径与罐体11的内径相一致，并且在浮筒12外围径上嵌套有胶密封环124，可使浮筒12之外径与罐体11之内径密合移动；浮筒12的上、下端面上设置有封盖121和122，此两封盖121和122同时受驱动装置123控制，实现开启或关闭；浮筒12内部还设置有供排水设备14抽水的排水口和导气管15。如此所述的水动力罐，藉由支柱撑固架设于贮有水液的低水位水槽中。
本实施例的位能提升方法是低水位水槽1中的贮水水位必须使水动力罐罐体11中的水位达到罐顶。
1，操作驱动装置123打开浮筒12的上、下封盖121和122，罐体11中的水被注入浮筒12中，浮筒12下沉，直沉至罐体11的近底部处；2，操作驱动装置123关闭浮筒12上的封盖121和122；3，启动排水设备14抽出浮筒12内部的积水，同时由导气管15导引空气进入浮筒12内部；浮筒逐渐上浮，浮筒12以其浮力推动浮筒12以上的水液进入输水管而被推送至高水位水槽中。
实施例二。图2所示为本发明用于提高水液动能的实施例，用本发明装置产生的高动能直接去推动水轮机叶片旋转。采用本发明后，水轮机发电机组的发电能源可不用价格昂贵的上、下水库和水泵机组。由图见，为实现连续推动水轮机叶片旋转，本实施例中配置了三套设置在同一水容室1中的水动力罐11、11A、11B，每套水动力罐的结构及使用方法与实施例一相同，在操作时使三套水动力罐轮换工作。与实施例一不同之处是，罐体11顶部的输水管111通往水轮机2的叶片21处，具有高动能的水液从输液管111的冲水管口1111冲出而冲击水轮机叶片21，已冲转过叶片21之水流可再导流回水容室1中。
权利要求
1，一种能把低能量的液体提升成具有高能量的液体能量提升方法，其特征在于，首先准备好把顶部具有输液管道、内部设置有浮筒的能量提升装置沉浸在液体容槽中，使提升装置中充满液体；向浮筒中注入液体，使浮筒下沉，直至下沉到装置近底部处；为浮筒排水，浮筒渐渐上升而推动装置中浮筒以上的液体，此上升的液体从装置顶部的输液管道中流出，浮筒上升直至近装置顶部处；如此对浮筒注水、排水程序周而复始连续运转。
2，一种如权利要求1所述液体能量提升方法中所用的液体能量提升装置，其特征在于，该装置是一种呈管状结构的水动力罐，罐体(11)下部无底，顶部呈锥形，锥顶连接有输液管道(111)；罐体(11)中设置有一其外径与罐体(11)内径一致的浮筒(12)，该浮筒(12)的上、下端面上设置有由驱动装置(123)控制其启闭的封盖(121、122)，浮筒(12)中还设置有供排水设备(14)抽水的排水口和导气管(15)；如此所说的水动力罐藉由支柱(112)撑固架设于液体容槽(1)中。
全文摘要
本发明是一种能把低能量的液体提升成具有高能量的液体能量提升方法及其装置，主要特点是具有一个内部设置有浮筒的水动力罐，不断操纵浮筒的下沉和上浮，即能提升液体的位能或动能。本发明可替代提水的水泵机组，节省大量电能，也可用以直接推动水轮机旋转，解除水力发电对水库的依赖。
文档编号F03B17/04GK1106893SQ9411204
公开日1995年8月16日 申请日期1994年2月7日 优先权日1994年2月7日
发明者王福全 申请人:王福全