專(zhuān)利名稱(chēng)：：具有多樣能源輸入的水電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水電系統(tǒng)，更具體而言，涉及一種利用水液的勢(shì)位能頭，速能頭與其彈性潛能產(chǎn)生電能的水電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：力(force)是一股推或拉吸東西的分量，它可以是天然界產(chǎn)生的，也可以是機(jī)械產(chǎn)生的。它是以牛頓(newton)計(jì)算的，用力產(chǎn)生的移位謂工(N.m)。所施的工是與所產(chǎn)生的移位距離成正比例，施于一固定的物量，越大的力即產(chǎn)生越大的移位距離。機(jī)械能(MechanicalEnergy)的定義是一股可以施工的能量，所施的工包含著一定分量的力，能量與工是有同一表示，即焦耳(joule)或newton.meter(N.m)，因?yàn)楣ひ彩谴硭D(zhuǎn)移能量的計(jì)算。存在于機(jī)械能內(nèi)，有一潛在的即力分量。機(jī)械能量可以產(chǎn)生力量，比如施于壓彈簧(compressionspring)的力量是跟縮短差距AM成正比的，這施于彈簧的工是相等于彈性潛能(ElasticPotentialEnergy,即N'm)，這能量是蓄存在彈簧里，當(dāng)壓力移開(kāi)時(shí)，這彈簧潛能立即發(fā)放產(chǎn)生一定量的工，從而產(chǎn)生一股力量(N)用以伸長(zhǎng)彈簧一定的差距厶m。這兩個(gè)單位——力(N)與能(N.m)是不相同也不相等，但是它們是有相互交織的本質(zhì)。依據(jù)"能量守恒原理"，能源是不能加以創(chuàng)造或毀滅的，它只能被轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)移，收集，蓄藏或消耗掉。它即可被使用于有益的運(yùn)作如產(chǎn)生電能或可被消耗為無(wú)用的廢能。現(xiàn)今的大水電系統(tǒng)都是建設(shè)于天然大水源處，比如美國(guó)的胡佛壩(HooverDam)發(fā)電廠(chǎng)是設(shè)在哥羅拉都河的流域。興建水壩是為著增加蓄水量與提高水庫(kù)的水勢(shì)位能頭(ElevationHead)。這是現(xiàn)代的水電系統(tǒng)，其單一的輸入能源為地吸力引發(fā)于水液的勢(shì)位能頭，可其一，轉(zhuǎn)化為速能頭(VelocityHead)以運(yùn)用于高頭噴擊型(HighHeadImpulseType)伯爾頓水輪發(fā)電機(jī)組，或其二，轉(zhuǎn)化為壓能頭(PressureHead)以運(yùn)用于低勢(shì)頭反應(yīng)型(LowHeadReactionType),如法蘭西斯(FrancisTurbine)水輪發(fā)電機(jī)與螺旋槳水輪機(jī)(PropellerTypeTurbine)，單一的輸出為電育fe。這傳統(tǒng)的水電系統(tǒng)沒(méi)有電能的輸入。目前，水電是最優(yōu)良的能源之一，它不使用有限的石化燃料，它不污染環(huán)境，它是使用大地水循環(huán)(WaterCycle)來(lái)發(fā)電的?？墒?，這現(xiàn)今的水電系統(tǒng)總是有它的限制和負(fù)面的影響。第一，它只能建設(shè)于特定的地方，也即有大水源處。一般而言，這帶有大水源的地域通常是遠(yuǎn)離需求電力耗量強(qiáng)大的都市，以致必須應(yīng)用昂貴又有消耗電能的輸電網(wǎng)輸送。其二，現(xiàn)今的水電系統(tǒng)運(yùn)作是完全依賴(lài)季節(jié)性的降雨量，故此，它只能達(dá)到大約50%的使用率。其三，建水壩可能會(huì)淹沒(méi)富沃的農(nóng)地，社會(huì)所負(fù)的代價(jià)是非淺的。其四，水壩的興建需花非常長(zhǎng)的時(shí)間。其五，土木工程所需的資金是非常的大的。其六，持續(xù)清除上游雜物廢器是件繁雜的保護(hù)工作，淤積沉泥是個(gè)大問(wèn)題。最后，水壩的可能失誤崩裂危機(jī)帶著不可思議的生命與財(cái)產(chǎn)的損失。另夕卜，由本申請(qǐng)的申請(qǐng)人提出的國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/PH2005/000015、乂〉布號(hào)為WO2006/085782、名稱(chēng)為"RECIRCULATINGWATERINCLOSE-LOOPEDHYDR0P0WERSYSTEM"的申請(qǐng)公開(kāi)了一個(gè)水電系統(tǒng)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用的方式完整納入本說(shuō)明書(shū)中。該公開(kāi)的水電系統(tǒng)受到持續(xù)的摩擦耗力和地重力的影響，這將使所輸出的能量緩慢下來(lái)，直到系統(tǒng)內(nèi)的能量耗盡。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述已有技術(shù)的缺陷的改良與擴(kuò)大的水電系統(tǒng)，該水電系統(tǒng)具有新設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，相對(duì)于上述已有技術(shù)10向前邁進(jìn)了一大步。首先，該系統(tǒng)具有一臺(tái)再增壓泵(27)，用以周期性地輸入增壓力能于系統(tǒng)中。該再增壓泵的能源來(lái)自一個(gè)開(kāi)動(dòng)/再增壓發(fā)電機(jī)(3),這樣的運(yùn)作是為了創(chuàng)造一個(gè)可持續(xù)提供能源輸出量的條件。另外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)具有一臺(tái)漸縮反沖噴口(29)，該噴口利用水噴射的反沖力。這股反沖力具有相等的力量和相反的方向，用以推動(dòng)一個(gè)在壓力室(30)內(nèi)的活塞(31)以施其工。比如，可以使用它以增加壓力能于系統(tǒng)，這是由壓液通過(guò)液壓管(34)進(jìn)入主水管(9)實(shí)現(xiàn)的；或者，可以使用這股壓力能來(lái)淡化海水。根據(jù)本發(fā)明的水電系統(tǒng)是由八樣力能推演的，而且其中絕大部分是自然界的力能，該水電系統(tǒng)把所輸入的能源大量轉(zhuǎn)化為電能，其中僅有一類(lèi)輸入能是使用電能的，那即是電動(dòng)馬達(dá)泵，這小分量的電能輸入是整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的單一集結(jié)輸出電能的一小部分。這是在一閉路(ClosedLoop)連續(xù)以有一定水量循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)。周期性地，當(dāng)所產(chǎn)生電能有減弱時(shí)，則可從這能源閉路(EnergyLoop)以外，施加注入再增能源，以保持系統(tǒng)間的能源定量。開(kāi)動(dòng)時(shí)，從一地面主水庫(kù)(l)的水施加高壓能，此壓能是由電泵而來(lái)的，把水液推前入一條長(zhǎng)大約1200米的厚主水管(9)，管路經(jīng)過(guò)釋壓閥、緩沖室、真空入吸管，達(dá)到終點(diǎn)，即是一單向球型閥(5)，這是在發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)部的高位上。這連續(xù)旋轉(zhuǎn)的單向球型閥，把快速的水柱以"快關(guān)"(RapidClosure)形式停住。使這長(zhǎng)水柱內(nèi)擁有的所有動(dòng)能、壓能與彈能轉(zhuǎn)化為一高水壓，瞬間后，當(dāng)閥開(kāi)啟時(shí)，壓能又再轉(zhuǎn)化為高動(dòng)能水噴射，沖擊伯爾頓水輪盤(pán)子產(chǎn)生電能。耗水降落于底水庫(kù)，然后再經(jīng)外流水管以地重力流回原先的主水庫(kù)(1)，如此，完成水流閉路。這系統(tǒng)有另一環(huán)副水流閉路，當(dāng)球型閥快速開(kāi)啟時(shí)，大量的噴射水瞬間從主水管釋放，促成主水管內(nèi)即上游處低壓真空的形成，其引發(fā)的吸力，將輸入水液，從主水庫(kù)直通過(guò)真空吸管注入主水管，回避繞過(guò)主泵水路線(xiàn)圏，這吸水輸送水液的形式有如電泵的作用，但卻沒(méi)消耗任何的電能，所吸入的水量起了穩(wěn)定主水管內(nèi)的負(fù)壓力與增加主水管所需要的水份量的作用。有一副泵(24)相互維持主水管所需的全部水份與其壓力。同瞬間，當(dāng)水噴射釋放時(shí)有一股相等又相反的反沖力發(fā)生于反沖噴口，反沖的力能可以以多樣方式加以使用，其一是用以推動(dòng)壓力室(30)內(nèi)的活塞(31)，把壓液注入液壓管(34)以增加主水管間的壓能。耗水降落于底水庫(kù)，然后再經(jīng)外流水管以地心吸力流回原先的主水庫(kù)，繞過(guò)電泵部分而完成水流的副閉路。這些水流圈是與能源流圏是一致的。反沖力也可以用于其他方式，如(A)其往復(fù)運(yùn)作可以用于拉動(dòng)一個(gè)直線(xiàn)運(yùn)作轉(zhuǎn)為連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)作的裝件如同引擎，此裝件的旋轉(zhuǎn)盤(pán)連接于一發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸子(Rotor)以產(chǎn)生電能；(B)其壓能可用于淡化海水(Desalination)或凈化污染水，凈化是使用過(guò)濾膜(OsmoticMembrane)進(jìn)行的。任何的移動(dòng)能源系統(tǒng)如果持續(xù)地受到摩擦力和地重力的影響，其動(dòng)能效應(yīng)會(huì)漸漸緩慢下來(lái)，故此，系統(tǒng)中，設(shè)有一個(gè)能源流圏以外的再增壓能的電泵(27),這是用于維持周期性所需設(shè)計(jì)的能源輸入與能源輸出量。本發(fā)明的系統(tǒng)是比傳統(tǒng)的水電系統(tǒng)具有較好的幾點(diǎn)第一，這系統(tǒng)是使用一定水量循環(huán)方式發(fā)電，其使用率是來(lái)得更高。其二，興建的地點(diǎn)選項(xiàng)是很廣泛的。它可以建立于大都會(huì)的邊緣，地形可以是一片平原，或是一個(gè)山坡帶有一片平原，這塊土地必須是穩(wěn)固的地盤(pán)巖，也必須是個(gè)有水源的，水源可以是地表上的江河或是地下的泉水，可以是淡水，也可以是海水。其三，建筑的時(shí)間是比較短。其四，經(jīng)建費(fèi)是比較經(jīng)濟(jì)。圖l現(xiàn)示系統(tǒng)上游部份，它具有主水泵(6)，閘閥(8)，釋壓閥(12)，兩個(gè)緩沖室(13)和主水管(9)。圖2現(xiàn)示伯爾頓發(fā)電機(jī)組(14與15)受到主水管A(9-A)釋出水噴射的沖擊，此主水管是全打開(kāi)的，同時(shí)，相對(duì)的主水管B(9-B)是完全關(guān)閉的(反沖噴口未展示)。圖3現(xiàn)示主單向球型閥(5)運(yùn)作的程序，先是促成水錘壓，再釋放高動(dòng)能的水噴射。圖4現(xiàn)示單向閥的正面觀(guān)。圖5現(xiàn)示從主水管向外噴射的預(yù)估水量表。圖6現(xiàn)示從兩個(gè)水主管向外噴射的兩個(gè)預(yù)計(jì)相疊水量表。圖7現(xiàn)示副泵(24)和副單向球型岡(26)取水于主水庫(kù)(1)。圖8現(xiàn)示反沖漸縮噴口(29)具有一壓力室(30)連接于主單向球型閥(5)的即下游，此噴口具有一個(gè)空氣室("-a),—個(gè)排氣孔(29-b)，彈簧(29-e)，鋼柱(29-c)與導(dǎo)軌(29-d)。壓力室(30)內(nèi)有活塞(31)把室內(nèi)的水液推入液壓管UO以施其工，活塞的回彈將由吸入管(32)吸引水液入室進(jìn)行。圖9即圖8的平面，見(jiàn)，現(xiàn)示反沖噴口的向內(nèi)縮節(jié)段。圖IO現(xiàn)示主球型閥(5)與副球型閥(26)瞬間的相對(duì)位置。圖ll現(xiàn)示本發(fā)明的水電系統(tǒng)的平面觀(guān)，帶有一條閉路圏外的再增壓泵(27)線(xiàn)。圖12現(xiàn)示本發(fā)明的水電系統(tǒng)的能源閉路圏表，帶有一條圈外能源再增壓輸入線(xiàn)。圖13現(xiàn)示水補(bǔ)充管(21)取水于近距水源以注入系統(tǒng)中的主水庫(kù)m。圖14現(xiàn)示本發(fā)明的水電系統(tǒng)的第二類(lèi)項(xiàng)，即以高位水庫(kù)(22)的勢(shì)位能頭代替主水泵(6)的壓能頭為其能源輸入。具體實(shí)施例方式水錘壓的定義是一股超越例常水管測(cè)壓能線(xiàn)(HydraulicGradeLinePressure)的突然高水壓，它的由來(lái)是在一長(zhǎng)水管中的穩(wěn)流水柱，突然遭到流速的變化，最高的水錘壓的產(chǎn)生是發(fā)生于閥"快速關(guān)閉"(RapidClosure)時(shí)，即完全關(guān)閉的速度〈2L/Wp,式中的L是指管的長(zhǎng)度，Wp是指水壓波速，在20°C時(shí)，此為1476m/s。水壓波速是水彈性模數(shù)Ev的性能，該水彈性模數(shù)為2.18xl09PA,水波速的計(jì)算為Wp-(Ev/Dm)1/2=(2.18x1071000)1/2=1476m/s。水管中的總壓力是相等于水錘壓加上管里原有的壓能頭。本發(fā)明是使用水液，空氣和電磁場(chǎng)為介材，以采集多樣的能源再進(jìn)行轉(zhuǎn)化的一獨(dú)特的電能系統(tǒng)(圖12)。自然界永恒的能源，如地重力、大地氣壓與物質(zhì)間的動(dòng)態(tài)力能；例如后水錘噴射力、真空吸力、噴射反沖力、氣壓縮力與慣性力，皆可加以采集，轉(zhuǎn)化為一水電系統(tǒng)的重大輸入能量(EnergyInput)。此系統(tǒng)是藉伯爾頓水輪發(fā)電機(jī)組(PeltonTurbineGenerator)產(chǎn)生電能的。另外，包括一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的泵為原動(dòng)源，它的能源是由一臺(tái)開(kāi)動(dòng)/再增壓發(fā)電機(jī)(3)供給的。由此，組成一套水電能源轉(zhuǎn)化輸送系統(tǒng)。本發(fā)明的水電系統(tǒng)的講述與計(jì)算是有以下的特定范圍(A)所使用的是淡水，在海平線(xiàn)上，淡水的密度為1000公斤/立方公尺。以較大的范圍，其他的液體可被使用，如果是海水，其密度則為1030公斤/立方公尺。(B)主水管的內(nèi)直徑為一米，以較大的范圍，其可以是從30厘米到一米。(C)主泵的壓能頭為260米，以較大的范圍，其幅度是130米到400米或以上。計(jì)算水錘壓PH的方程式為PH=DmVWp式中Dm是指水的質(zhì)量密度(MassDensity),其單位為Kg/m3或/>斤/立方/〉尺；V是指主水管穩(wěn)定流狀態(tài)(SteadyStateFlow)時(shí)的水流速，其單位為m/s或米/秒；Wp是指水壓波的速度，單位為m/s或米/秒，這是水的固有本性。設(shè)有一條長(zhǎng)1200公尺的鋼水管，內(nèi)有穩(wěn)定滿(mǎn)流，水速為12.66m/s，它被一快速的閥關(guān)停，i殳水壓的波速為1428m/s，那么，水錘壓PH的計(jì)算是PH=DmVWp=1000Kg/m3(12.66m/s)(1428m/s)=18078480(Kgm/s2)(1/m2)=18078480N/m2以水壓能頭計(jì)算為P/Wsp式中P是壓力，單位為N/m2;Wsp是水的比重，單位為9810N/m3,則18078480PA/Wsp=18078480PA/9810N/m3=1842米。這1842米的壓能頭是高高地超越原有穩(wěn)定常流，這從閥出口所擁有的速能頭(VelocityHead)。計(jì)算原有速能頭V72g，式中g(shù)是指重力加速度-9.81m/s2V2/2g=12.6672(9.81)=8.17米從8.17米的速能頭(也為閥即上游處的壓能頭)，突然沖高形成1850(1842+8.17)米的壓能頭，這很大的能頭差別，是本發(fā)明的水電系統(tǒng)的主要因素之一。在已證實(shí)的科學(xué)論中，液體分子間存在著固有的動(dòng)能(KineticEnergy)，即使是在靜止?fàn)顟B(tài)，也是如此。這是因?yàn)橐后w分子間(Inter-molecule)有不停的包恩氏運(yùn)動(dòng)(BrownianMotion),這也被形容作為一股動(dòng)力或分子間的互動(dòng)力能。這股互動(dòng)力形成如"微型彈簧"存在于分子間，當(dāng)空氣間的液體受到外來(lái)高壓力，其體積即有所縮小，進(jìn)而壓縮分子間的空間，這外來(lái)的高壓力立即把"微型彈簧"壓住而轉(zhuǎn)化為另再增加的彈性潛能。這現(xiàn)象大大地提高水錘的壓力能。在所舉的例案中，水柱是被壓縮O.83%，相等于大約10公尺長(zhǎng)，這水量即于解壓時(shí)立刻被釋放為高動(dòng)能的水噴射。系統(tǒng)的建筑物與設(shè)備圖11現(xiàn)示本發(fā)明的水電系統(tǒng)的平面觀(guān)，設(shè)有以下的建筑物與設(shè)備A.主水庫(kù)(1)，一個(gè)天然或人造水源庫(kù)體，其水表面有足夠大以散發(fā)高溫，從基準(zhǔn)線(xiàn)(Datum)至少有3米的勢(shì)位能頭；B.入口水管(2),形如鈴；C.開(kāi)動(dòng)/再增壓發(fā)電機(jī)(3)，它是供應(yīng)主水泵(6)和球型閥(5)所需的開(kāi)始原動(dòng)力，也是當(dāng)本系統(tǒng)輸出電能有所下降時(shí)，供應(yīng)再增壓能的電能源；D.主水泵(6)施壓形成壓能頭于主水管(9)，其馬達(dá)為多速型的(VariableSpeedMotor);E.漸縮管(7);F.閘閥(8),控制流入主水管的水量；G.兩個(gè)主水管(9-A與9-B)，各有1200米長(zhǎng)，內(nèi)直徑為一米，其終點(diǎn)為發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)的高位處，大約為十米；H.釋壓閥(12)，此釋壓定位于高出主水泵(6)能頭的20米，有保護(hù)泵的功效，當(dāng)水錘壓波達(dá)到此位時(shí)，即與泵壓能水相撞，那撞擊打開(kāi)此釋壓閥，讓過(guò)余的壓能水溢出主水管而進(jìn)入主水庫(kù)(1);I.空氣緩沖室(13-A與13-B)，可收入高水壓縮時(shí)產(chǎn)生的沖擊溢水量，也可隨后于低壓時(shí)，釋回所蓄的水量，兩個(gè)緩沖室頂端設(shè)有單向閥(4),以阻止空氣外釋?zhuān)故覂?nèi)形成氣壓力，此閥又能讓大地空氣流入呈現(xiàn)低壓時(shí)的緩沖室；J.主單向球型閥(5)連接于主水管的末端，是有堅(jiān)固抗衡基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；K.伯爾頓水輪機(jī)(PeltonTurbine)(14)示于圖2，有一軸連接于主發(fā)電機(jī)(15),該主發(fā)電機(jī)上有慣性飛輪(16)以持續(xù)機(jī)電轉(zhuǎn)子的一定速度；L.漸縮反沖噴口(29)如圖8與9所示，連接于主球型閥(5),噴口帶有一液壓室(30),—個(gè)空氣室(29-a)，一個(gè)泄氣孔(29-b),彈簧(29-e)，鋼合金支柱(29-c)和導(dǎo)軌(29-d);M.液壓室(30)具有一活塞(31)隨著釋放的噴射前后移動(dòng)，在高壓時(shí)段，水液被推入液壓管(34),隨后于擴(kuò)大低壓時(shí)段，底水庫(kù)的水經(jīng)入吸管(32)被吸入液壓室，有一單向閥(33)控制回流，液壓室可以改裝為一淡化海水的設(shè)備，淡化是使用過(guò)濾膜進(jìn)行的；N.底水庫(kù)(17)處于發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)，它接受耗水又利用地重力將水經(jīng)外排管(18)引入主水庫(kù)(1);0.真空水吸管(19-A，19-B,19-C)供給主水管瞬間所需的水量以穩(wěn)定管內(nèi)壓力，具有單向閥(20-A，20-B與20-C)，該單向閥設(shè)于主水管的下方以防回流，所吸入水的分量是依據(jù)吸力的大小，壓力的差距，即主水庫(kù)至少三米的勢(shì)位能頭合并大地氣壓10.3米，這是符合能源永恒原理的，即當(dāng)主水管間高壓能突然轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)產(chǎn)生低壓的真空；P.副泵(24)從主水庫(kù)抽取水液直注主水管，以增加管內(nèi)的水量至足以應(yīng)付下一回的水錘運(yùn)作；Q.副泵水管(25)連接于副泵與主水管，它的內(nèi)直徑為主水管內(nèi)直徑的一半；R.副單向球型閥(26)控制流入主水管的水量，其尺寸與旋轉(zhuǎn)速度是相同于主單向球型閥(5),如圖10所示，該副單向球型閥與主單向球型閥(5)具有相對(duì)的運(yùn)作的位值，其即下游處設(shè)一單向閥(26-A)以避免水錘壓的消失；S.再增壓泵(27)周期性地加增壓能源于系統(tǒng)，這是當(dāng)系統(tǒng)所輸出的電能有所下降，為達(dá)到所設(shè)計(jì)的電能量而開(kāi)動(dòng)的，其電源是取自開(kāi)動(dòng)/再增壓能發(fā)電機(jī)組(3)，此能源線(xiàn)是閉路能源圏以外的(圖12);T.單向閥(28)設(shè)于再增壓管與主水管之間；U.補(bǔ)加水管(21)如圖13所示從周邊天然水源處，取水補(bǔ)加進(jìn)入主水庫(kù)，以補(bǔ)足被蒸發(fā)水份；V.—個(gè)高勢(shì)位水庫(kù)(22)如圖14所示，是本系統(tǒng)的第二類(lèi)建筑物，其勢(shì)位能頭取代原本的主水泵壓能頭；W.電泵(23)輸送循環(huán)水液回到高勢(shì)位水庫(kù)(22)，這亦是第二類(lèi)建設(shè)之一。系統(tǒng)的水循環(huán)流向道線(xiàn)圖ll展示著水液起初從主水庫(kù)(1)涌進(jìn)入口水管(2)，經(jīng)由主泵(6)施于高壓能頭，使水液沖入漸縮管(7),流經(jīng)閘閥(8)進(jìn)入1200米長(zhǎng)的主水管(9),其間水流經(jīng)過(guò)釋壓閥(12)與兩個(gè)緩沖空室(13A與13B)。水液再往前直涌整條主水管，其間流經(jīng)單向閥(20-A20-B與20-C),末端即是單向球型閥(5-A與5-B)，這已經(jīng)是處于發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)。電動(dòng)單向球型閥的開(kāi)與關(guān)的運(yùn)作產(chǎn)生了主水管內(nèi)的高水錘壓與后水錘壓釋放的高動(dòng)能水噴射，水噴射通過(guò)反沖噴口直撞擊伯爾頓水輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能，耗水現(xiàn)在落入底水庫(kù)(17)。從底水庫(kù)，水液通過(guò)地吸力流穿外流管(18)進(jìn)入原先的主水庫(kù)(1)，由此，完成主閉路的循環(huán)道線(xiàn)。再者，諸真空吸水管連接于靠近發(fā)電廠(chǎng)的主水管部分，后水噴射時(shí)所形成的真空吸力拉動(dòng)了水液而從主水庫(kù)(1)直接輸送大水量注入主水管，一同與副泵輸入的水量及反沖液壓管輸入水量完成次閉路(Sub-loop)水循環(huán)，即從主水庫(kù)，分別經(jīng)過(guò)吸水管、副泵水管、液壓管(34)等，流入主水管，再到水輪機(jī)，底水庫(kù)，終于回到原來(lái)的主水庫(kù)，回避主水泵(6)與上游主水管的部分。電動(dòng)球型閥的運(yùn)作圖2所示的是兩個(gè)球型閥(5-A與5-B)皆是向單一方向旋轉(zhuǎn)的。(為有比較清楚的展示，反沖噴口未予展示。)圖中橫置的有伯爾頓水輪機(jī)(14),它有垂直的軸連接于主發(fā)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)子。閥5-A是處于全開(kāi)之刻的狀態(tài)，兩個(gè)球型岡的尺寸是一致的，它們是通過(guò)馬達(dá)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，球型閥設(shè)于堅(jiān)固抗衡基礎(chǔ)盤(pán)上。從圖3-A到圖3-1,顯示著球型閥(5)的剖面，該球型閥具有一出口門(mén)孑L(Outlet),這出口門(mén)孔占有圓周的四分之一，直穿球閥中心到入口門(mén)孑L(Inlet)，入口門(mén)孔也是圓周的四分之一。在此形式下，圓周是分成四部分的，兩部分是空洞，而另兩部分是閥的關(guān)塞部位。閥是在半秒間全開(kāi)(圖3-F至圖3-H),再維持半秒的全開(kāi)(圖3-H至圖3-I和圖3-A至圖3-B),隨后的半秒即轉(zhuǎn)為全關(guān)(圖3-B至圖3-D)，再維持半秒的全關(guān)(圖3-D至圖3-F),它們的周期是每四秒一周轉(zhuǎn)，可謂是個(gè)15RPM閥，它們個(gè)別開(kāi)與關(guān)的值是相差一秒，參看圖6和圖10。圖3-A到圖3-1展示著球型閥在運(yùn)作中，在球的側(cè)面有兩個(gè)凹穴，凹穴是為增加其面積與扭力，使這部位承負(fù)較大的逐長(zhǎng)水錘壓。力和面積與壓力的相關(guān)方程式為F=PxAN=N/m2xm2力=壓力x面積、方程式表示著，面積和力是成正比例的，承受壓力的面積越大，其所受的施力就越大。在有凹穴的部位將承受比沒(méi)有凹穴部位較強(qiáng)大的壓力，此不平衡的力將增強(qiáng)球閥旋轉(zhuǎn)的力矩(Torque)，從而可估計(jì)以較小的馬達(dá)來(lái)推動(dòng)它。圖4表示著球型閥出口門(mén)孔的正面形式。此閥是由強(qiáng)耐鋼鐵制造的，以便能抵得住高水錘壓的不停沖擊磨損。主發(fā)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)軸必須具有足夠的分布質(zhì)量(Mass)以擴(kuò)大其慣性矩，來(lái)彌補(bǔ)周期性的噴射水動(dòng)能輸入的不足。故此，有需要備加飛輪(16)。水液體積壓縮的計(jì)算在高壓下，水液體積縮小率Rc的方程式為Rc=-P/Ev式中P是指所施的壓力，單位為KPA;Ev是水液彈性模數(shù)(VolumeModulusofElasticity)，在溫度為20°C時(shí)，此為2.18x106KPA。舉例中的主水管有1200米長(zhǎng)，內(nèi)直徑為一米。在20°C的溫度下施于1850米的壓能頭，相等于1850x9.81KN/m2=18148KPA，其壓縮率為Rc=-P/Ev=-18148KPA/2.18x106KPA=-0.0083所施的18148KPA的壓力會(huì)把水柱壓縮0.83%。所縮失的體積為1200x0.785x0.83%=7.82m3。水柱凈皮壓縮短7.82/0,785=9.96米，水柱承受越高的壓力就越短，意味著所蓄積的彈性潛能(ElasticPotentialEnergy)就越大。這彈性潛能是從水液分子間的固有動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。水壓波速調(diào)整的計(jì)算設(shè)20°C水溫，其壓波速為1478m/s。此速度將受到管原料和其厚度U5公分)的影響有所改變，其調(diào)速的時(shí)速程度MWp方程式為MWp=Wp{l/[l+(Ev/E)(D/t)]}1/2式中Wp是水壓波速值，此例為1478m/s，20。C水溫；Ev是水的彈性模數(shù)，大約為2.18xl06KN/m2;E是水管原料的體積彈性模數(shù)，鋼鐵大約是207xl06KN/m2,是水的100倍，可謂，水的可壓縮體積量是鋼鐵的大約IOO倍；D是水管的內(nèi)直徑，此例為一公尺；t是水管的厚度，此例為O.15公尺，代入即MWp=Wp{l/l+[(2.18xl06)〃207xl06)]x[l/0.15]}1/2-1478(1/(1+0.07)}1/2=1428.8m/s在此特定的水管和溫度下，水壓波速是1428.8m/s。系統(tǒng)能源運(yùn)作的計(jì)算(反沖力輸入姑且未論)使用260米壓能頭的泵，主水管的末端是高出開(kāi)始位線(xiàn)IO米，此主水管內(nèi)直徑為一米，其水涌流的能頭方程式為260=V2/2g+HTX+10式中HTL為損失的能頭，大約為水速能頭的30.8倍。故260=(1+30.8)V2/2g+10結(jié)果V=12.66m/s這是穩(wěn)定流時(shí)的水速，其流量Q為Q=12tt/4(12.66m/s)=9.93m3/s。當(dāng)電動(dòng)單向球型閥(5)在半秒間關(guān)掉水流，那所產(chǎn)生的水錘壓為PH=DmVWp=1000(12.66)(1428)=18087KPA以壓能頭計(jì)算，其是18087/9.81=1842米。從一穩(wěn)定流8.17米的速能頭，閥的快速關(guān)閉能令壓力頭沖上到1850米(1842加8.17米)高。于半秒間，閥全打開(kāi)，再持續(xù)半秒的全開(kāi)方位，在此瞬間，一股帶有強(qiáng)大的動(dòng)能的水噴射，出于主水管，朝向伯爾頓水輪機(jī)沖擊。此動(dòng)能的發(fā)放之際，也是主水管內(nèi)水壓能頭急猛下降之時(shí)。在圖5中所示的是預(yù)計(jì)的流量表(DischargeGraph)。在T=0時(shí)，閥是全關(guān)閉的，主水管內(nèi)的水錘壓能頭是1851米，接下來(lái)的半秒，球型閥旋轉(zhuǎn)開(kāi)放，從T-O秒到T-O.75秒之間，水壓能頭快速下降，我們預(yù)"H"》匕瞬間T=0.75秒、時(shí)(InstantaneousMoment)，預(yù)i十育巨頭為1600米，這已不再是原有的1850米的能頭。液體速能頭Hv的方程式為Hv=V2/2g則Vel=(2gHv)1/2如所預(yù)計(jì)，在T-O.75秒瞬間的能頭為1600米，得Vinst=(2gx1600)1/2=177m/s其瞬間水流量Qinst方程式為Qinst=AVinst式中A是水管孔的面積，單位為m、Vinst是瞬間水沖速度，單位為m/s。在一固定水管孔面積與瞬間水沖速為177m/s的情形下，瞬間水流量為Qinst=[(12)tt/4〗(177m/s)=0.785(177)=137m7s所預(yù)計(jì)的水流量曲線(xiàn)圖，將有接近以下方程式的曲線(xiàn)Y=139(2.66x-l.77X2)，限(0〈x〈2)式中Y是指水流量；X是指時(shí)秒。圖5表示此一關(guān)系。從T=0.25秒到T=l.25秒間，水流量是最高的，所含動(dòng)能也是最大的，以微積分計(jì)算，此水流量為1.251.77X31—25{139(2.66X-1.77X2)cDC=139(1.33X2--)[0.2530.25Q=118.43m3/s。從水流量方程式，我們可得到其預(yù)計(jì)的平均速度Vave=Q/A=118.43/0,785=150.86m/s故，從T-O.25到T=l.25秒間的平均水速能頭為Vel2/2g=150.862/19.62=1160米此一秒間所發(fā)放的水噴射功率為HydrodynamicPower=QWspHave/1000,單位為KW,式中Q是指此秒間的水流量，單位為m7s;Wsp是水的比重，單位為9810N/m3;Have是噴射水的平均能頭，單位為米。故PowerT=。.255^125=118.43(9810)(1160)/1000=1347680KW或1347.68MW如果，從動(dòng)能(KineticEnergy)方面去計(jì)算所產(chǎn)生的功率，方程式為KE=1/2MV2式中M是指水噴射的總質(zhì)量，單位為公斤(Kg)，118.431113的水含有118430公斤的質(zhì)量；V是指水噴射的平均速度，單位為m/s，此例為150.86m/s。故KE=1/2(118.430)(150.862)=1，347，667KN.M此動(dòng)能是在一秒間釋》丈的，故此項(xiàng)可稱(chēng)為1347667KN.M/sec。我們知道KN.M/sec的另一表示為KW，所以，此1347MW的功率跟以水動(dòng)力學(xué)方程式所得的1347MW是一致的。假設(shè)水輪發(fā)電機(jī)組的效率為80%,凈功率則為1347MWx80%=1064.8MW。如圖6所示，此功率是由一組主水管于1.5秒間所產(chǎn)生的。理論上，兩組主水管于1秒間的功率應(yīng)為(2x1347)/2.5=1077匿。如果只有一組主水管在運(yùn)作，那么，所產(chǎn)生的功率為538MW。這所產(chǎn)生的功率是由下列天然力能維持相互運(yùn)作壓差真空吸力；水噴射反沖力；地心吸力；氣縮壓力；慣性力與大地氣壓再加上主泵；副泵和周期性的再增壓泵的壓能輸入于系統(tǒng)中。系統(tǒng)的主泵所需要的功率主泵(6)施壓于主水管穩(wěn)定流而具有260米的壓能頭所需的功率為Pp,=9.93(9810)(260)/1000=25.33MW設(shè)泵的效率為80%,其總功率為31.66MW。兩個(gè)主泵同時(shí)并行運(yùn)作需要63.32MW的功率。從所產(chǎn)生的1077MW減去63.32MW，再減去副泵、再增壓泵、球型閥與電廠(chǎng)內(nèi)所需的大約20MW，凈功率為995MW，可外輸送于外界的電網(wǎng)。水噴射反沖力能水噴射反沖力是個(gè)相等與以相反方向的一種動(dòng)力，此力能可以使用于幾種方法，其一，此力能可轉(zhuǎn)化為壓力能而施壓于主水管(9)以激增系統(tǒng)的功率；其二，可施于一個(gè)直線(xiàn)往復(fù)鋼棒以連續(xù)旋轉(zhuǎn)配件，該配件的旋轉(zhuǎn)盤(pán)連接于一發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸(Rotor)，以產(chǎn)生電能；其三，可轉(zhuǎn)化為淡化海水的壓力能，這是使用過(guò)濾膜進(jìn)行的。從一主水管在T=0.25sec到T=l.25sec與其往后的循環(huán)水噴射力為F=DmQVel，式中Dm為水的密度；Q為流量，單位為m3/sec;Vel為水柱的流速。故F=1000xll8xl50=17，7000，這也是施于噴口的相反動(dòng)力。A)其一功用，如果"^殳計(jì)以201113的水量注入主水管(9)，那流量的計(jì)算是Q=ApipexVpipe=AchamberxVchamber=20m3/s注入主水管的液壓管(34)，其有內(nèi)直徑為l公尺，其面積為0.785m2，流速為25.4m/s。在圓形液壓室內(nèi)的面積應(yīng)為10m2，相等于有大約為3.5公尺的內(nèi)直徑，液壓室的流速為2m/s,方程式為Q=0.785x25.4=10x2=20m7s壓室內(nèi)的壓力為P=F/A=17，700/10=1770KPA,相等于壓能頭P/Wsp1770/9.81177米。液壓管(34)的速能頭計(jì)算為V2pipe/2g=(Dcham/Dpipe)4V2cham/2g=(3.5/1)40.230m。依伯努利(Bernoulli)連續(xù)性方程式，力能的轉(zhuǎn)移為(管的摩擦損失為大約2xV2pipe/2g)V2CH/2g+PCH/Wsp+10=V2pipe/2g+Ppipe/Wsp+Hloss0.2m+177m+1030+97.22m+2(30)功率為Power=QWspH/1000=20x9.81x306MWB)反沖力用以發(fā)電，那是通過(guò)使用一個(gè)直線(xiàn)往復(fù)鋼棒來(lái)連續(xù)旋轉(zhuǎn)配件，該配件的旋轉(zhuǎn)盤(pán)連接于一發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸子(Rotor)以產(chǎn)生電能，那往復(fù)棒有凈長(zhǎng)度一公尺，速度為lm/s,反沖的17，700KN的力可產(chǎn)生大約15，000O.m/s"15MW的電能。(減掉壓縮彈簧力和越超配件的摩擦阻力。)C)反沖力用以淡化海水，所需的壓能為8,OOOKPA，那活塞的面積應(yīng)為Area=Force/Pressure17,700/8,0002.2m2圓室的內(nèi)直徑為(2.2+0.785)1/21.67m。另一方案是取用單向球型閥(5)直接作為反沖噴口(免去了漸縮的噴口)，這配件同樣有以上所說(shuō)明的部分與同樣的功用，如液壓室、活塞、彈簧、液壓管與其單向閥、真空吸入管與其單向?qū)?、空氣室、泄氣孔、鋼合金柱和?dǎo)軌。系統(tǒng)的水補(bǔ)充方法系統(tǒng)中的水液因蒸發(fā)而有所減少，故此，我們需要周期性地從周邊天然泉源取水來(lái)補(bǔ)充(參看圖13)。經(jīng)加水管(21)，水液可直接注入主水庫(kù)(1)。主水庫(kù)是建置于發(fā)電廠(chǎng)以外，其也可以是個(gè)天然湖泊，其表面應(yīng)足夠大以降低水高溫。高溫水是系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生摩擦導(dǎo)致的，流經(jīng)變壓器和其他機(jī)械時(shí)所產(chǎn)生的高溫，是以水和大氣冷風(fēng)散發(fā)熱能。如圖ll所示，高溫水與耗水一同從底水庫(kù)流穿外流管(18)注入主水庫(kù)散熱。水溫應(yīng)適當(dāng)監(jiān)測(cè)，以避免水溫超高；如有此現(xiàn)象，則可使用其他的冷卻器。本水電系統(tǒng)的第二類(lèi)設(shè)計(jì)如圖14所示，本發(fā)明的水電系統(tǒng)有其第二類(lèi)別設(shè)計(jì)，即主泵(6)所施的壓能頭被一高位水庫(kù)(22)的勢(shì)位能頭所代替，勢(shì)位能頭Z減去向下流水管摩擦損失能頭相等于主水泵的壓能頭，其他的建筑與機(jī)械的尺寸與功能運(yùn)作是相似于前面所細(xì)述的設(shè)計(jì)。第二類(lèi)設(shè)計(jì)設(shè)有一電泵(23),此電泵連接于發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)的底水庫(kù)，用以輸送水液到高勢(shì)位水庫(kù)(22)以循環(huán)使用。系統(tǒng)中有低位水庫(kù)如同原先的主水庫(kù)(1)，用于散熱和供給水量給真空吸水管、副泵水管與再增壓泵水管道。兩類(lèi)的設(shè)計(jì)將產(chǎn)生相似的總功率的電源輸出。這水電系統(tǒng)的運(yùn)作可以用以下的表格表明其能源與質(zhì)量的使用平衡，其總可轉(zhuǎn)化能源/質(zhì)量的輸入相等于能源的輸出加上能源/質(zhì)量的損失<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>本發(fā)明是被設(shè)計(jì)為基層負(fù)載發(fā)電廠(chǎng)(BaseloadGenerator),如遇電需量下降時(shí)，過(guò)余的能源可使用于發(fā)電廠(chǎng)范圍里可操作的機(jī)組。另一選項(xiàng)，我們可以采用的是把主泵馬達(dá)的轉(zhuǎn)速下降(馬達(dá)是可變速型的VariableSpeedMotor)，使主水管的速能頭緩慢下來(lái)，從而產(chǎn)生一個(gè)較低的水錘壓，以達(dá)成一個(gè)較低的發(fā)電功率。本發(fā)明可建成為一獨(dú)立發(fā)電廠(chǎng)，它也可以建為現(xiàn)有發(fā)電廠(chǎng)的下屬發(fā)電廠(chǎng)，故此，其可以被視為能源加倍的機(jī)組系統(tǒng)。以上所形容說(shuō)明的只是為示范本發(fā)明而已，而非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。權(quán)利要求1.一個(gè)水電系統(tǒng)，具有以下的建設(shè)物與設(shè)備一座主水庫(kù)(1)設(shè)于地面上，其可以是天然湖泊或是人造水庫(kù)，它必須從基準(zhǔn)線(xiàn)上有至少三公尺的勢(shì)位能頭，它可以是淡水或海水；一條入口水管(2)形如鈴；一個(gè)電動(dòng)水泵(6),壓能頭施于下游主水管(9),其馬達(dá)是多樣速度型的；一條漸縮水管(7);一個(gè)閘閥(8)控制著水液進(jìn)入主水管(9);一條長(zhǎng)1200米的厚鋼合金制造的主水管(9)，終于發(fā)電廠(chǎng)里大約10米的高位，其內(nèi)直徑可有10cm到100cm大，其厚度為內(nèi)直徑的大約15%，該主水管是條強(qiáng)堅(jiān)無(wú)縫鋼鐵合金水管，其內(nèi)表鍍有一層厚厚的平滑合金，此內(nèi)表如遭氣蝕嚴(yán)重?fù)p破，則可以重新鍍之，該主水管的中線(xiàn)為基準(zhǔn)線(xiàn)，其間有多個(gè)膨脹式接頭(ExpansionJoint)連接著；一個(gè)釋壓閥(12)，用以保護(hù)主泵(6)，避免水沖的撞擊，被釋水液從主水管進(jìn)入主水庫(kù)(1);一列氣壓緩沖室(13A與13B)，可吸收高壓縮時(shí)產(chǎn)生的沖擊溢水量，隨后于低壓時(shí)，即可釋回所蓄的水量，緩沖室頂端有小型單向閥，該小型單向閥常態(tài)為關(guān)閉的以阻止空氣外釋?zhuān)畛蓺饪s壓能又能于低壓時(shí)使其開(kāi)啟以吸收大地氣壓的空氣；一個(gè)單向球型閥(5),它是由電動(dòng)馬達(dá)以單方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)作的，連接于主水管的末端，它的構(gòu)造像球型閥(BallValve)但卻有連續(xù)360"自轉(zhuǎn)的功能，該閥有一球型開(kāi)關(guān)的元件配上同形的閥座，具有足以均勻密封的應(yīng)力，由穿孔把球圓表面分為四部分，其中兩部分是用于把該閥開(kāi)通，而另兩部分則是用于把該閥關(guān)掉，球圓旋轉(zhuǎn)面有兩邊的轉(zhuǎn)陀螺形凹穴，以增加旋轉(zhuǎn)力矩(Torque)，該閥的"快速關(guān)閉"即關(guān)時(shí)<2L/Cp，把整條主水管內(nèi)所含的動(dòng)能、壓能與彈能轉(zhuǎn)化為1400米水錘壓能頭，即隨該閥的再開(kāi)啟，壓能再轉(zhuǎn)化為高動(dòng)能水噴射撞擊伯爾頓發(fā)電機(jī)組，該閥的旋轉(zhuǎn)時(shí)速為每四秒一自轉(zhuǎn)，開(kāi)啟時(shí)段應(yīng)使高水壓釋回原有的低流速，閥孔的直徑是主水管內(nèi)直徑的兩倍，該閥有堅(jiān)固抗衡的基礎(chǔ)建設(shè)；一個(gè)漸縮反沖噴口(29)設(shè)于閥(5)的即下游；一組伯爾頓發(fā)電機(jī)組(Peltonturbine-generator)(14與15),其斗盤(pán)接受高動(dòng)能的水噴射，其軸連接于主發(fā)電機(jī)(15)以產(chǎn)生電能，該主發(fā)電機(jī)上設(shè)有飛輪以蓄存機(jī)械能于轉(zhuǎn)軸(Rotor)，使它維持穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)速度，該發(fā)電機(jī)組的功率為至少五萬(wàn)千瓦或以上；一個(gè)底水庫(kù)(17),設(shè)于發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)，接納耗水；一條外流管(18)輸送耗水，耗水經(jīng)用地吸力流回主水庫(kù)(1);一列壓差真空吸水管(19-A，19-B，19-C)連接主水管(9)于主水庫(kù)(1)，每條吸水管的直徑是和主水管直徑一樣大，其水源于主水庫(kù)，當(dāng)后水錘釋放大量水噴射后所形成的低壓真空吸力，壓差是由主水庫(kù)至少三米的勢(shì)位能頭再加上大地氣壓10.3米的水壓力能頭，其將大量吸進(jìn)水液使水液涌入主水管，這是為避免嚴(yán)重的氣蝕破損，水流是由單向閥(20-A，20-B，20-C)控制的，該單向閥放置于主水管的下部；一個(gè)副泵(24)，從主水庫(kù)(1)引水進(jìn)入主水管以充實(shí)下一回水錘壓所需的五米的壓能頭；一條副泵水管(25)連接副泵(24)于主水管(1),其內(nèi)直徑只有主水管內(nèi)直徑的一半；一副單向球型閥(26),其與主球型閥(5)有一樣的尺寸與速度，它控制著從主水庫(kù)經(jīng)過(guò)副泵水管流入主水管的水量，它有一單向閥(26-A)處于其下游，為避免水錘壓的消減，此兩個(gè)球型閥(5和26)具有相對(duì)的開(kāi)關(guān)運(yùn)作的位值；一組開(kāi)動(dòng)/再增壓發(fā)電機(jī)(3)，用以供應(yīng)主水泵、球型岡等所需的開(kāi)始動(dòng)能，它也是閉路能源圏以外再加增壓能的輸入能源；一個(gè)再增壓泵(27)，用以周期性地增加輸入壓能于閉路能源團(tuán)，以達(dá)到所設(shè)計(jì)的維持輸出電能的標(biāo)準(zhǔn)；一條加水管(21)，每當(dāng)水量因蒸發(fā)而有所減少時(shí)，則應(yīng)加入水液以保持一定的勢(shì)位能頭，水液是從周邊天然水源處引進(jìn)的。2.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，被設(shè)計(jì)為主動(dòng)地使主球型閥(5)以"快速關(guān)閉"引起連續(xù)的高水錘壓，使整條主水管內(nèi)的水流所擁有的動(dòng)能、壓能與彈性力能瞬間全轉(zhuǎn)化為一高壓能，其中彈性力能是由水液分子間固有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的，該高壓能的值為水液密數(shù)乘以其流速與其壓波速的積數(shù)，這是根據(jù)能源永恒原理與水的原有本質(zhì)的，即水的比重和其彈性模數(shù)Ev能產(chǎn)生1476m/s的壓波速，從而從一至少5米的穩(wěn)流速能頭可轉(zhuǎn)化沖高到1400米的壓能頭；隨后該閥又全開(kāi)，再現(xiàn)壓能頭轉(zhuǎn)化為高動(dòng)能的水噴射，從主水管沖出撞擊伯爾頓發(fā)電機(jī)組以產(chǎn)生電能。3.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一股巨大的壓差(PressureDifferential)真空吸力，當(dāng)主水管(9)內(nèi)所壓縮的水液大量噴射出時(shí)，即形成上游處一股巨大的真空吸力，壓力的差距是由主水庫(kù)至少三米的勢(shì)位能頭再加上大地氣壓的10.3米，由此引進(jìn)大量的水液涌入主水管以促成壓力的均衡，也同時(shí)起了充涌大量的帶快速能頭的水以持續(xù)下一回的水錘運(yùn)作的作用，此運(yùn)作是^L據(jù)"能源永恒原理"的，即當(dāng)水壓能轉(zhuǎn)化為水動(dòng)能時(shí)，壓能就隨之急降，如同在文杜利管(VenturiTube)的脖子處所產(chǎn)生的現(xiàn)象，這急降壓力拉動(dòng)一波水液的轉(zhuǎn)移，從主水庫(kù)(1)輸送水液進(jìn)入主水管(9),此輸送功能好比一臺(tái)電動(dòng)泵，只不過(guò)沒(méi)有使用任何的電功率。4.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一副泵(24)，該副泵的能源來(lái)自電動(dòng)馬達(dá)，該副泵用以從主水庫(kù)引水進(jìn)入主水管，^:其間的水份量與壓能適合于應(yīng)對(duì)下一回的水錘壓。5.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一條副泵水管(25)，該副泵水管連接副泵于主水管(9)，其內(nèi)直徑是主水管內(nèi)直徑的一半。6.如權(quán)利要求l所述的水電系統(tǒng)，具有一副單向球型閥(26),該副單向球型閥跟主單向球型閥(5)有同樣的尺寸與旋轉(zhuǎn)速度，這兩個(gè)閥(5與26)的旋轉(zhuǎn)方式是這樣的即副球型閥先于主球型閥(5)一小瞬間開(kāi)啟，其全關(guān)也是先于主球型閥(5)以避免水錘壓的消失。7.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一漸縮反沖噴口(29)，該反沖噴口位于主球型閥(5)的下游方，噴射反沖力推動(dòng)一才艮鋼棒以施其工。8.如權(quán)利要求7所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，還包括一反沖棒，該反沖棒為一活塞(31),該活塞處于液壓力室(30)內(nèi)，其運(yùn)作使壓液輸入液壓管(34)以施其工，噴口是用鋼柱(29-c)支撐著，并延導(dǎo)軌(29-d)往反運(yùn)作，噴口設(shè)有彈簧(29-e)用以蓄積與釋放力能以推回噴口到原有位置，噴口還有一個(gè)排氣孔(29-b)用以讓空氣可自由出入空氣室(29-a)。9.如權(quán)利要求8所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，壓力室(30)具有一條吸入水管(32)用以在真空低壓時(shí)吸入底水庫(kù)的水，并具有一條外流的液壓管(34)用以在高壓時(shí)供應(yīng)壓液以施其工，這兩條管(32和34)分別由單向閥(33和35)控制。10.如權(quán)利要求8所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，液壓管(34)所產(chǎn)生的液壓用以增加壓能和水液于主水管(9)。11.如權(quán)利要求7所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，往復(fù)活塞(31)施動(dòng)一個(gè)直線(xiàn)運(yùn)作以連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)作配件(LineartoRotary)，該配件的旋轉(zhuǎn)盤(pán)連接于一個(gè)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸(Rotor)以產(chǎn)生電能。12.如權(quán)利要求7所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，活塞棒施壓其力能于一淡化海水的壓室，壓室使用過(guò)濾膜去除鹽份，過(guò)濾除鹽膜須要壓力為8，OOOKPA。13.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求12中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，取用單向球型閥(5)直接作為反沖噴口，從而免去了漸縮的噴口，這配件同樣具有以上所說(shuō)明的部分和功用，如液壓室、活塞、彈簧、液壓管與其單向閥、真空吸入管與其單向閥、空氣室、泄氣孔、鋼合金柱和導(dǎo)軌。14.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一列緩沖室(13)，該緩沖室的頂端設(shè)有常態(tài)時(shí)關(guān)閉的單向閥(4)，用以蓄積氣壓能于緩沖室上部，該氣壓能是在高壓時(shí)段水面向上漲緊而產(chǎn)生的，此蓄積的壓能又在下段的低壓時(shí)釋放于主水管內(nèi)為壓力源，這氣壓能呈現(xiàn)一種液與氣體邊界間互動(dòng)的力能，此力能的產(chǎn)生是沒(méi)有使用電能的，再者，當(dāng)緩沖室內(nèi)的壓力降到比外界大地氣壓更低時(shí)，瞬間，單向閥(4)就會(huì)開(kāi)啟，讓大地氣壓的空氣更將室內(nèi)的水位壓下；如此，使水壓力施進(jìn)主水管而不消耗任何電能。15.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一伯爾頓水輪發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量至少為(50MW)五萬(wàn)千瓦或以上，具有慣性飛輪用以蓄積與釋回機(jī)械力能，該飛輪具有足夠的質(zhì)量來(lái)維持平衡轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)速度，故一旋轉(zhuǎn)力能使用飛輪蓄藏其能量及將該能量釋回于轉(zhuǎn)子。16.如權(quán)利要求1所述的水電系統(tǒng)，具有一主水泵(6)，其壓能頭有130米到400米或以上的程度，其馬達(dá)的能力足夠大以產(chǎn)生在主水管的穩(wěn)流時(shí)至少5米的速能頭，此速能頭和主水管內(nèi)壓能測(cè)線(xiàn)的壓能頭一起成為該系統(tǒng)最初的力能用以產(chǎn)生水錘壓，使該系統(tǒng)能進(jìn)行能源的轉(zhuǎn)化，其中使用的馬達(dá)為多速樣型的。17.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，它形成一獨(dú)特的能源轉(zhuǎn)化圏，即包含多樣能源的輸入，而卻只有單一集結(jié)的能源輸出，即電能。18.如權(quán)利要求l到權(quán)利要求17中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，具有一臺(tái)開(kāi)動(dòng)/再增壓發(fā)電機(jī)組(3)，任何的移動(dòng)能源系統(tǒng)，如果持續(xù)地受到摩擦力和地心吸力的影響，其動(dòng)能效應(yīng)會(huì)漸漸緩慢下來(lái)，故此有需要周期性地促增能源，這是通過(guò)從能源圏以外設(shè)置再增壓泵(27)以恢復(fù)能源圈的再平衡實(shí)現(xiàn)的。19.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求18中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，具有第二條的主水管，其尺寸、設(shè)備與功能都跟主水管(9)一致，其位置跟主水管(9)相對(duì)應(yīng)。20.如權(quán)利要求2到權(quán)利要求19中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，具有兩個(gè)相同的單向球型閥，它們以輪流開(kāi)關(guān)的方式交替蓄積與釋放后水錘壓噴射以保持發(fā)電機(jī)組運(yùn)作的高效率。21.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求20中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，具有一股相續(xù)可轉(zhuǎn)化的力能，以八種不同形態(tài)輸入，其中只有一種是需要電能源的，即(a)電泵的壓能頭，其他的七種皆是天然界與物理力界產(chǎn)生的力能與其轉(zhuǎn)化形態(tài)，如(b)地心吸力引發(fā)于主水庫(kù)與底水庫(kù)的水勢(shì)位頭，其也是促成大地氣壓10.3米的水壓頭和水液的特有重量；(c)水噴射速能頭，是后水錘壓轉(zhuǎn)化而來(lái)的；(d)引發(fā)的壓差真空吸力，是大量水噴射后產(chǎn)生的，所產(chǎn)生的真空吸力將大量的水液從高壓處轉(zhuǎn)移沖入低壓處；(e)—股同等又相反方向的反沖力，即當(dāng)水噴射沖出主水管時(shí)所產(chǎn)生的反沖力能，這是依據(jù)牛頓的第三運(yùn)動(dòng)定律的；(f)高壓時(shí)段蓄積于緩沖室中的氣壓能；(g)呈現(xiàn)于大地氣壓的氣壓能頭向緩沖室中的低壓水所施的壓力能；(h)發(fā)電機(jī)主軸(Rotor)具有的周轉(zhuǎn)慣性力能。22.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求21中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，其運(yùn)作的能源與質(zhì)量的使用平衡可以這樣表示即，其總可轉(zhuǎn)化能源/質(zhì)量的輸入相等于能源的輸出加上能源/質(zhì)量的損失，其中可轉(zhuǎn)化能源/質(zhì)量的輸入包括地心吸力引發(fā)于主水庫(kù)與底水庫(kù)的勢(shì)位頭；1200米的水噴射速能頭，是后水錘壓轉(zhuǎn)化而來(lái)的，其中壓力能包含著從液體分子間固有動(dòng)能轉(zhuǎn)化來(lái)的部分；水噴射的反沖力；真空吸力，即后噴射產(chǎn)生于主水管內(nèi)，將大量的高壓水吸入低壓處；緩沖室中所蓄的氣壓能，即產(chǎn)生于水漲的高壓時(shí)段；轉(zhuǎn)子運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的慣性力能；10.3米水壓的大地氣壓力沖入緩沖室而施于下降的水液表面；電的機(jī)械能，即用于主水泵、副泵、周期性再增壓泵及球型單向閥的；以及周期性引進(jìn)主水庫(kù)的外界水液，能源的輸出包括所產(chǎn)生的電能，至少為50MW,能源/質(zhì)量的損失包括摩擦損失的能頭；能源轉(zhuǎn)化為熱能而消耗的部分；管壁膨脹所耗能源；以及水分子的蒸發(fā)消失。23.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求22中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，具有這樣的能源運(yùn)作即有"單一集結(jié)的輸出能源"，該"單一集結(jié)的輸出能源"的值大過(guò)電機(jī)械能輸入量，該能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可相比于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，后者的單一能源輸入為天然界的風(fēng)力，所輸出的為單一的電能，有不同于該水電系統(tǒng)，該水電系統(tǒng)的多樣輸入能源亦大部份為天然界的力能，此外加上一項(xiàng)電能的輸入，而該水電系統(tǒng)總輸出的為"單一集結(jié)的電能"，并且該水電系統(tǒng)不是僅靠一項(xiàng)的輸入能源，而是靠多樣的能源輸入，來(lái)產(chǎn)生單一集結(jié)的總輸出電能，該多樣的能源輸入中大部分為天然界與物理界的力能，此電能輸出量大于單項(xiàng)的電化馬達(dá)能源輸入量。24.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求23中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，具有一閉路的水液圏，水液從一個(gè)地面主水庫(kù)(1),經(jīng)主水泵(6)施壓而涌進(jìn)一條1200米長(zhǎng)的主水管(9)，其間流過(guò)釋壓閥(12)、緩沖室(13-A與13-B)、真空吸水管(19-A，19-B與19-C)、再增壓水管，流到末端為一單向球型閥(5),該單向球型閥置位于電廠(chǎng)(11)里的高處，持續(xù)旋轉(zhuǎn)的球型閥(5)把快流的水柱以"快速關(guān)閉"狀態(tài)全關(guān)，使整條水柱內(nèi)所含的動(dòng)能與壓能瞬間轉(zhuǎn)化為一個(gè)具有高壓能的水錘，隨即，該閥再全打開(kāi)，高壓水又轉(zhuǎn)化為高動(dòng)能的水噴射沖出主水管(9)撞擊伯爾頓水輪發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生電能，耗水降落于底水庫(kù)(17)，從底水庫(kù)，水液由地心吸力經(jīng)外流管(18)流返主水庫(kù)(1)完成水循環(huán)，如此持續(xù)操作。25.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求24中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，具有另一個(gè)次閉路水液圈，當(dāng)單向球型閥(5)全開(kāi)時(shí)，巨量的水噴射出主水管(9)而產(chǎn)生一股真空吸力，此吸力將使大量的水液從主水庫(kù)(1)流經(jīng)真空吸水管(19_A,1—B與19-C)直注主水管(9)，回避流過(guò)主水泵與上游的主水管，該流經(jīng)真空吸水管的水液再加上液壓管(29)帶來(lái)的壓液與副泵(24)帶來(lái)的水份，一同涌到伯爾頓水輪機(jī)，再到底水庫(kù)，然后由地心吸力引回主水庫(kù)(1)完成次閉路水液團(tuán)，如此持續(xù)操作。26.如權(quán)利要求1到權(quán)利要求25中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，主水泵(6)的壓能頭被一高位水庫(kù)(22)的勢(shì)位能頭所代替，該高位水庫(kù)設(shè)置于山坡上，勢(shì)位能頭Z減去向下流水管摩擦損失能頭相等于主水泵(6)的壓能頭。27.如權(quán)利要求26所述的水電系統(tǒng)，具有一臺(tái)電泵(23)用以運(yùn)送底水庫(kù)(17)的水液到高位水庫(kù)(22)中以使其循環(huán)操作。28.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求27中任一項(xiàng)所述的水電系統(tǒng)，其特征在于，所使用的液體可以是水以外的液體，例如汞、油等。全文摘要本發(fā)明是一個(gè)多樣的能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，它使用液體、空氣和電磁場(chǎng)為介材以產(chǎn)生電源。所運(yùn)用的力能有1.水噴射動(dòng)力，這是后水錘壓(Post-waterHammer)從主水管釋放而來(lái)的；2.真空吸力，其是當(dāng)大量高壓水噴射后形成于主水管內(nèi)的壓差真空吸力，其從水庫(kù)吸取水液直注入主水管；3.噴射反沖力；4.重力引起的水高勢(shì)位能頭；5.緩沖室所產(chǎn)生的氣壓縮力；6.旋轉(zhuǎn)的慣性力；7.大地氣壓能；8.電泵的壓能頭。輸出的則是單一集結(jié)的電能。此系統(tǒng)有閉路能源環(huán)和一條再增能源路線(xiàn)。文檔編號(hào)F03B17/00GK101311525SQ20071019599公開(kāi)日2008年11月26日申請(qǐng)日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者莊扶西申請(qǐng)人:莊扶西