城，包括一个将水的流速 0~Im/sec增速到V2> 200m/sec的垂直增速型水桐管9，其长度Η在0《Η《10000m; 它的上端W横向水桐管10与水力透平3相接，水力透平3W联轴器2与发电机1相联接， 提供动力源形成的水力发电站，为海上浮城供电，确保海上浮城正常生活所需的电能，水力 透平3安装在海上浮城24上，水桐管9下端与水平增速进水管6相接通，水平增速进水桐 管6W轴承7挂置在垂直的增速水桐管9上，水桐管9的上端水平面附近具有带调节阀口 的密封顶盖23,进水管6的后方与片状的导向尾翼8相接，使进水管6始终平行于水流方向 并围绕水桐管9的轴线旋转，水桐管9可为图6所示的锥度筒体或圆柱筒体，它的中屯、轴线 为垂直型、任意斜角型或螺旋线型，锥度管的增速比为1-10000,安装方式为W粧13与海底 固定型、水桐管9下端加悬重键或浮动型，材料为黑色金属、有色金属、陶瓷、塑料合金或钢 筋水泥。
[0033] 本实施例将众多发电机组安置在发电机房屋12中，平台11的下部W粧13与海底 14相固定，每个发电机组由单独的增速型水桐元件6、7、8、9、10系列提供高速水源，也可W 并联方式提供水源，如图2所示，发电机1的单机功率从5千KW到100万KWW上，装有发 电机的房屋12数量可W是2个到30个W上，形成总功率可达数千万KW的海上浮城；其水 力透平除发电外，尚可联接带动工农业生产装置，当横向增速水桐10不与水力透平3相连 接而是扬向上方注到通向陆地的引水槽构成水源站，本发明适用于江、河、湖、海洋领域。当 水桐管9与船舶4相连接时，则水桐管9的横断面做成图4所示的前进阻力小的水滴型断 面水桐，水桐管为直线型或轴向收缩型。水桐管9和进水管6的端面增设有图5所示的带 过滤网16和螺旋自转叶片15的清障装置。用于平衡水桐管9轴向力的装置为：固结于海 底、多个悬索重键平衡或船舶自重。
[0034] 静止的海上平台11的面积可达数平方公里的能提供居民生活及从事工农业生产 电源的海上浮城。
[003引本发明的原理： Φ启动阶段利用阿基米德水压机原理，水桐管9处于相对固定状态其上部的 顶盖处于全封闭状态，使水桐管9内上部的压强与下部相等后，打开水桐管9上部 封闭顶盖23的调节阀Π，根据流体在管路中的运动转换定律：各个断面上的流速 VI与该处之截面积F的关系为FiVi=F2V2=常数，详见俄文风力发电机和风力动力装 置BETP0aABH「ATE刀ΗΗBETP0yCAHOBKHP19 页中 的运动转换定律之阐述，即SaKOHo6pam;eHH月αβηχθηη月. Ε.Μ.ΦΑΤΕΕΒ, 1956 年著。
[0036] 戀打开水桐管9上部密封顶盖23的调节阀口后，根据流体力学的贝努利 Bernoulli方程的基本原理，水桐管9上部的高压静能转化为高速动能。从贝努利方程的基 本原理可W看出，流体在管路中的位能、静压能、动能是可W互相转换的。例如一台500MW 的水力透平，其能量E=500000X102=51000000kg-m，而另一种表达式为：动能E=卵0TE
_比重；V-水的流速m/sec;Fi-出口截面m2,当F=lm2 时的速度
运样当水的流速Vi=lm/sec，从水平面的流速取能时对锥度型水桐管9的增速水桐的增速 比ii=l〇〇,进口面积F2=100m2;而当从深水处取能时，则如深度H=20m，则出水口的速度V=
则增速型水桐的增速比
进 口面积F2=5. 05m2。
[0037] 根据阿基米德原理和贝努利方法水桐管9的出口速度V2=卵OTE^S，P-压强 9巧 度kg/m2,P为水的密度，则得
化及当截面积F=lm2;出口高 Z2=〇处的动能
kg-m;功率N=0. 4996V3KW,而当水深Zi=3000m,水平面出口速度可达242m/sec,其功率可 达700万KW,W上统称为方氏深水动力方程。
[0038] 本发明未设及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加W实现。
【主权项】
1. 一种深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，，其特征是包括一个将 水的流速ViS 0~lm/sec增速到V 2彡200m/sec的垂直增速型水洞管（9)，其长度Η在 0彡10000m;它的上端以横向水洞管（10)与水力透平⑶相接，水力透平⑶以联轴器 (2)与发电机（1)相联接，提供动力源形成的水力发电站，也可以由横向水洞管（10)以并联 管向船舶（4)的螺旋桨（5)的原动力透平提供动力源，水力透平（3)安装在船舶（4)上，水 洞管（9)下端与水平增速进水管（6)相接通，水平增速进水洞管（6)以轴承（7)挂置在垂 直的增速水洞管（9)上，水洞管（9)的上端水平面附近具有带调节阀门的密封顶盖（23)，进 水管（6)的后方与片状的导向尾翼（8)相接，使进水管（6)始终平行于水流方向并围绕水 洞管（9)的轴线旋转，水洞管（9)为锥度筒体或圆柱筒体，它的中心轴线为垂直型、任意斜 角型或螺旋线型，锥度管的增速比为1-10000,安装方式为与海底固定型或浮动型，材料为 黑色金属、有色金属、陶瓷、塑料合金或钢筋水泥。2. 根据权利要求1所述的深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特 征是它具有密闭罩（15)的船舶可以进行水下作业，或由水洞（9)制成的船舶双层壳船体并 通过原动力透平为船舶提供动力；当众多发电机组安置在房屋（12)中，平台（24)的下部以 粧（13)与海底（14)相固定，每个发电机组由单独的增速型水洞元件（6)、（7)、（8)、（9)、 (10)系列提供高速水源，也可以并联方式提供水源，发电机（1)的单机功率从5千KW到 100万KW以上，装有发电机的房屋（12)数量可以是2个到30个以上，形成总功率可达数 千万KW的海上浮城；其水力透平除发电外，尚可联接带动工农业生产装置，当横向增速水 洞（10)不与水力透平（3)相连接而是扬向上方注到通向陆地的引水槽构成水源站，本发明 适用于江、河、湖、海洋领域。3. 根据权利要求2所述的深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特 征为：静止的海上浮城（24)的面积可达数平方公里的能提供居民生活及从事工农业生产 电源的海上浮城。4. 根据权利要求1所述的深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特 征为：当水洞管（9)与船舶（4)相连接时，则水洞管（9)的横断面做成前进阻力小的水滴型 断面水洞，水洞管为直线型或轴向收缩型。5. 根据权利要求1所述的深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特 征为：增速型水洞管（9)的下端不设置水平增速管（6)。6. 根据权利要求1所述深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特征 为：水洞管（9)和进水管(6)的端面增设有带过滤网（16)和螺旋自转叶片（15)的清障装 置。7. 根据权利要求1所述的深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特 征是用于平衡水洞管（9)轴向力的装置为：以结构固结于海底或周边静止物、多个悬索重 锤平衡或船舶自重。
【专利摘要】一种深水能源发电站、动力站、船舶动力装置及其海上浮城，其特征是包括水洞管（9），长度H在0≤H≤10000m;它的上端以横向水洞管(10)与水力透平(3)相接，水力透平(3)以联轴器(2)与发电机(1)相联接，水力透平(3)安装在船舶(4)上，水洞管(9)下端与水平增速进水管(6)相接通，水平增速进水洞管(6)以轴承(7)挂置在垂直的增速水洞管(9)上，水洞管（9）的上端具有带调节阀门的密封顶盖（23），进水管(6)的后方与片状的导向尾翼(8)相接。本发明结构简单，制造方便，能提供在碍清洁能源，为消除能源战争作贡献。
【IPC分类】F03B13/00, F03B11/00, F03B11/08, F04F5/10, B63B35/44
【公开号】CN105298715
【申请号】CN201510752194
【发明人】方祖彭, 方丹, 赵亚芬, 方芳, 王蕾
【申请人】方祖彭, 方丹, 赵亚芬, 方芳, 王蕾
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月9日