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1、(10)申请公布号 CN 102162460 A (43)申请公布日 2011.08.24 CN 102162460 A *CN102162460A* (21)申请号 201110089990.7 (22)申请日 2011.04.11 F04D 13/04(2006.01) F03B 13/06(2006.01) F03B 13/26(2006.01) (71)申请人 杨任德 地址 410611 湖南省长沙市宁乡县花明镇花 明村荷叶塘 (72)发明人 杨任德 (74)专利代理机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 43113 代理人 何为 李宇 (54) 发明名称 水力抽水泵及利用该水力抽水泵。
2、进行潮水发 电的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种水力抽水泵及利用该水力 抽水泵进行潮水发电的方法。该水力抽水泵包括 一外壳， 该外壳的上部设置水轮机， 下部设置有离 心力抽水泵， 且该离心力抽水泵与该水轮机同轴 安装， 通过水轮机的运转带动离心力抽水泵运转。 该潮水发电的方法包括 ： A、 用堤坝在浅海围设多 个低位水库， 相邻低位水库之间设置潮水通道， 每 一低位水库靠大海一侧的堤坝上设置多个潮水进 出口， 每一潮水进出口还配设有用以控制低位水 库水流量的闸门， 闸门的外侧或内侧设有上述水 力抽水泵， 该些水力抽水泵的出水口处分别设有 一高位水槽及一低位水槽 ； B、 在该些低位水库的。
3、 附近设置高位水库， 连接高位水槽的第一输水管 伸入高位水库 ； C、 在高位水库的闸门下设有水力 发电机房。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页 CN 102162461 A1/1 页 2 1. 一种水力抽水泵， 包括一外壳， 其特征在于， 该外壳的上部设置水轮机， 下部设置有 离心力抽水泵， 且该离心力抽水泵与该水轮机同轴安装 ； 该外壳的顶部设有由多根辐射状 支承条联接而成的支撑盖， 该支撑盖的中部及该外壳的中部设有同轴线设置的第一安装孔 及第二安装孔 ； 该水轮机包括一叶轮， 该叶轮上设置。
4、有多片呈一定角度安装的叶片， 该叶 轮的中部设置有转轴， 该转轴的两端枢设在该支撑盖的第一安装孔及该外壳的第二安装孔 中 ； 该转轴经外壳的第二安装孔向下延伸到外壳的下部， 使其又作为离心力抽水泵的中心 轴 ； 该离心力抽水泵上设有一进水口及一出水口。 2. 一种利用权利要求 1 所述水力抽水泵进行潮水发电的方法， 其特征在于包括下列步 骤 ： A、 用堤坝在浅海围设多个低位水库， 相邻低位水库之间设置潮水通道， 每一低位水库 靠大海一侧的堤坝上设置多个潮水进出口， 每一潮水进出口还配设有用以控制低位水库水 流量的闸门， 闸门的外侧或内侧设有上述水力抽水泵， 该些水力抽水泵的出水口处分别设 有。
5、一高位水槽及一低位水槽 ； B、 在该些低位水库的附近设置高位水库， 连接高位水槽的第一输水管伸入高位水库 ； C、 在高位水库的闸门下设有水力发电机房 ； D、 在涨潮时， 打开低位水库的闸门， 使低位水库灌水， 同时从潮水通道涌入的潮水驱动 水力抽水泵， 使潮水同时经高位水槽、 第一输水管进入高位水库内储存 ； E、 当退潮时， 根据潮水下降速度， 调节低位水库闸门的开度以控制流入水力抽水泵的 水的流量， 使水力抽水泵充分运转， 将低位水库中的水送入高位水库中 ； F、 高位水库内的水经泄水管道至水力发电机房以驱动发电机发电。 3. 根据权利要求 2 所述的利用水力抽水泵进行潮水发电的方法。
6、， 其特征在于， 在该些 高位水库的一侧还设置有中位水库， 连接低位水槽的第二输水管伸入中位水库中， 该中位 水库的闸门下也设有水力抽水泵， 且该水力抽水泵的出水口直接伸入高位水库中。 4. 根据权利要求 3 所述的利用水力抽水泵进行潮水发电的方法， 其特征在于， 当潮水 通道与低位水库之间水的落差小于 0.5 米时， 水力抽水泵送出的潮水经低位水槽、 第二输 水管进入中位水库内储存。 5. 根据权利要求 3 所述的利用水力抽水泵进行潮水发电的方法， 其特征在于， 该低位 水库的靠海面侧设有防护堤， 该防护堤的上部用水泥板封设， 下部设有潮水入口。 权 利 要 求 书 CN 102162460。
7、 A CN 102162461 A1/4 页 3 水力抽水泵及利用该水力抽水泵进行潮水发电的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种水力抽水泵及利用该水力抽水泵进行潮水发电的方法。 背景技术 0002 很久以前， 人们采用如图 1 所示的筒车来实现提水， 图中 1 为引水槽， 2 为竹轮， 3 为竹筒， 4 为竹轮片， 5 为竹轮支架， H2O 为水， 流水推动竹轮片 4， 使竹轮 2 不停转动， 竹轮 2 上的竹筒 3 在下部位置时装满水， 装满水的竹筒 3 因倾斜关系转至高位向下时， 各竹筒 3 将 水倒入引水槽 1 内流至用水地， 完成自动提水。 0003 现在， 人们广泛采用如图2所示。
8、的电动抽水泵， 图中6为电动机， 7为离心水泵。 但 是运用电动抽水泵抽水需在花费大量的电力。因而发明人由古代使用的提水筒车想起， 能 不能设计一种由水力带动的水轮机， 该水轮机再带动实现抽水作业的离心力水泵而实现抽 水作业呢？ 另外， 众所周知， 由于受到太阳引力、 地球自转与月球的影响， 海洋表层的水不断流动， 每天缓慢升高又缓慢下降， 形成所谓潮水。 以某一固定地点观察， 其潮涨潮落水位高度变化 在三米以上， 如果将潮水所致的高水位所具有的势能加以利用， 将能给人类提供巨大的能 量来源。粗略估计， 每平方公里一日的势能能提供四万多度电， 但一直以来， 由于潮水的缓 慢变化没有突变性落差，。
9、 不曾被人们所利用。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是， 针对现代社会能源不足， 以及绿色环保的需求， 提 供一种能利用潮水的水轮机抽水泵及利用该水轮机抽水泵实现的潮水发电方法。 0005 为解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案是 ： 一种水力抽水泵， 包括一外 壳， 该外壳的上部设置水轮机， 下部设置有离心力抽水泵， 且该离心力抽水泵与该水轮机同 轴安装 ； 该外壳的顶部设有由多根辐射状支承条联接而成的支撑盖， 该支撑盖的中部及该 外壳的中部设有同轴线设置的第一安装孔及第二安装孔 ； 该水轮机包括一叶轮， 该叶轮上 设置有多片呈一定角度安装的叶片， 该叶轮的中部设置有转轴。
10、， 该转轴的两端枢设在该支 撑盖的第一安装孔及该外壳的第二安装孔中 ； 该转轴经外壳的第二安装孔向下延伸到外壳 的下部， 使其又作为离心力抽水泵的中心轴 ； 该离心力抽水泵上设有一进水口及一出水口。 0006 一种利用所述水力抽水泵进行潮水发电的方法， 其包括下列步骤 ： A、 用堤坝在浅海围设多个低位水库， 相邻低位水库之间设置潮水通道， 每一低位水库 靠大海一侧的堤坝上设置多个潮水进出口， 每一潮水进出口还配设有用以控制低位水库水 流量的闸门， 闸门的外侧或内侧设有上述水力抽水泵， 该些水力抽水泵的出水口处分别设 有一高位水槽及一低位水槽 ； B、 在该些低位水库的附近设置高位水库， 连接。
11、高位水槽的第一输水管伸入高位水库 ； C、 在高位水库的闸门下设有水力发电机房 ； D、 在涨潮时， 打开低位水库的闸门， 使低位水库灌水， 同时从潮水通道涌入的潮水驱动 说 明 书 CN 102162460 A CN 102162461 A2/4 页 4 水力抽水泵， 使潮水同时经高位水槽、 第一输水管进入高位水库内储存 ； E、 当退潮时， 根据潮水下降速度， 调节低位水库闸门的开度以控制流入水力抽水泵的 水的流量， 使水力抽水泵充分运转， 将低位水库中的水送入高位水库中 ； F、 高位水库内的水经泄水管道至水力发电机房以驱动发电机发电。 0007 在该些高位水库的一侧还设置有中位水库， 。
12、连接低位水槽的第二输水管伸入中位 水库中， 该中位水库的闸门下也设有水力抽水泵， 且该水力抽水泵的出水口直接伸入高位 水库中。 0008 当潮水通道与低位水库之间水的落差小于 0.5 米时， 水力抽水泵送出的潮水经低 位水槽、 第二输水管进入中位水库内储存。 0009 该低位水库的靠海面侧设有防护堤， 该防护堤的上部用水泥板封设， 下部设有潮 水入口。 0010 与现有技术相比， 本发明所具有的有益效果是 ： 本发明通过在浅海围设多个可储 存潮水的低位水库， 并在低位水库的闸门外侧或内侧设置由水力驱动的水力抽水泵， 该水 力抽水泵再将该低位水库中的部分水输送到高位水库中储存， 这样， 通过高位。
13、水库的泄水 就可驱动水力发电机实现水力发电。本发明利用潮水实现水力发电与一般的水力发电相 比， 一般的水力发电受气候变化， 降雨量影响， 雨季发电多， 旱季发电少， 且一般水电发电水 库规模大， 建设周期长， 投资多， 资金回收慢 ； 而利用潮水发电水源均匀可靠， 高位水库的 规模小， 低位水库仅需用普通的水泥预制件施工， 工程进展快， 低位水库还可兼作海水养殖 场， 因此， 利用潮水发电较一般水力发电投资少， 建设周期短， 资金回收快。 0011 另外， 我国有近万公里海岸线， 潮水资源丰富， 除结冰外， 不受气候影响， 以一平方 公里每日四万度电的能量其效率百分之八十计算， 每日三万二千度。
14、电， 如开发四至五万平 方公里潮水能量， 可取代绝大部分火电。发明人还特意对各种发电所具有的参数进行了比 较， 其比较结果如下 ： 说 明 书 CN 102162460 A CN 102162461 A3/4 页 5 由上可知， 利用潮水发电， 能源稳定可靠， 建设周期短， 发电成本低， 水库可兼作海水养 殖场， 生态环境得到改善， 无污染， 资金回收快， 是一种前景广阔的发电方式。 附图说明 0012 图 1 为古代筒车提水示意图。 0013 图 2 为现有电动抽水泵结构示意图。 0014 图 3 为本发明水力抽水泵的立体结构示意图。 0015 图 4 为本发明水力抽水泵剖面结构示意图。 0。
15、016 图 5 为本发明利用水力抽水泵进行潮水发电的方法示意图。 0017 图 6 为本发明低位水库分布状态示意图。 具体实施方式 0018 如图 3、 图 4 所示， 本发明提供一种水力抽水泵， 其包括一外壳 10， 该外壳 10 的上 部设置水轮机 11， 下部设置有离心力抽水泵 12， 且该离心力抽水泵 12 与该水轮机 11 同轴 安装。该外壳 10 的顶部设有由多根辐射状支承条联接而成的支撑盖 8， 该支撑盖 8 的中部 及该外壳 10 的中部设有同轴线设置的第一安装孔 13 及第二安装孔 14。该水轮机 11 包括 一叶轮 21， 该叶轮 21 上设置有多片呈一定角度安装的叶片， 。
16、该叶轮 21 的中部设置有转轴 22， 该转轴 22 的两端枢设在该支撑盖 8 的第一安装孔 13 及该外壳 10 的第二安装孔 14 中。 该转轴 22 经外壳 10 的第二安装孔 14 向下延伸到外壳 10 的下部， 使其又作为离心力抽水 泵 12 的中心轴。该离心力抽水泵 12 上设有一进水口 31 及一出水口 32， 且该离心力抽水泵 12 的内部结构与现有电动抽水泵的结构大致相同， 因而在此不多叙述。这样当该水力抽水 说 明 书 CN 102162460 A CN 102162461 A4/4 页 6 泵的上部水轮机 11 的叶轮 21 在水力的推动下旋转时， 带动其中部的转轴 22。
17、 同步旋转， 同 时也给离心力抽水泵 12 提供了动力， 使其运转， 从而将从离心力抽水泵 12 的进水口 31 输 入的水从离心力抽水泵 12 的出水口 32 抽出。 0019 如图 5- 图 6 所示， 本发明利用潮水发电的方法是 ： A、 用堤坝在浅海围设多个低位水库 A（用 A1An 表示， 该 n 为自然数） ， 相邻低位水 库 A 之间设置潮水通道 E， 每一低位水库 A 靠大海一侧的堤坝上设置多个潮水进出口， 每一 潮水进出口还配设有用以控制低位水库水流量的闸门 F， 每一闸门 F 的外侧或内侧设有一 上述水力抽水泵G， 该些水力抽水泵G的出水口32处分别设有一高位水槽H1及一低。
18、位水槽 H2 ； B、 在该些低位水库 A 的附近设置高位水库 B， 高位水库 B 的一侧设置中位水库 B0， 一 连接高位水槽 H1 的第一输水管 P1 伸入高位水库 H1， 一连接低位水槽 H2 的第二输水管 P2 伸入低位水库 H2 中 ； 该中位水库 B0 只是在水力抽水泵 G 的动力不足时， 作为中间水库使 用， 该中位水库B0的闸门下也设有水力抽水泵G， 且该水力抽水泵G的出水口直接伸入高位 水库 H1 中 ； C、 在高位水库 B 的闸门下设有水力发电机房 D ； D、 经大量观察发现 ： 每天中午 12 时至 14 时潮水水位最高， 因而为了形成最大的落差 来转换能量， 必须在。
19、11时至14时打开低位水库A的闸门F， 使低位水库A灌水， 同时从潮水 通道 E 涌入的潮水驱动水力抽水泵 G， 使潮水同时经高位水槽 H1、 第一输水管 P1 进入高位 水库 B 内储存水能。该闸门 F 和水力抽水泵 G 的个数要视低位水库 A 的面积而定。当潮水 通道 E 与低位水库 A 之间水的落差小于 0.5 米时， 水力抽水泵 G 的水轮机转速变慢， 其扬程 也变短， 可使潮水经低位水槽 H2、 第二输水管 P2 进入中位水库 B0 内储存水能 ； E、 当退潮时， 低位水库A中装满水， 随着潮水下降， 潮水通道E内的水位下降到0， 低位 水库 A 与潮水通道 E 之间有三米多的落差。
20、。由于退潮时间长达八至九小时， 这时需调节闸 门 F 的开度以控制流入水力抽水泵 G 的水的流量， 使水力抽水泵 G 能充分运转， 将低位水库 A 中的水送入高位水库 B 中。当低位水库 A 内的水与潮水通道 E 之间只有 0.5 米高差时， 由 于水力抽水泵G的水轮机转速变慢， 水力抽水泵的扬程变短， 这时切断高位水槽H1的进水， 接通低位水槽 H2， 使水经第二输水管 P2 进入中位水库 B0， 中位水库 B0 的水再经水力抽水 泵输送至高位水库 H1 中储存 ； 高位水库 H1 内的水经泄水管道至水力发电机房以驱动发电 机发电。 0020 如图 6 所示， 该些低位水库 A 的靠海面侧还。
21、设有防护堤 K， 该防护堤 K 的上部用水 泥板封闭， 下部设置潮水入口允许海水通过， 这样既可阻挡海水对低位水库的冲激， 又不影 响潮水流入潮水通道。 说 明 书 CN 102162460 A CN 102162461 A1/5 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102162460 A CN 102162461 A2/5 页 8 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102162460 A CN 102162461 A3/5 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 102162460 A CN 102162461 A4/5 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 102162460 A CN 102162461 A5/5 页 11 图 6 说 明 书 附 图 CN 102162460 A 。