CN101608594A - 水流能发电机 - Google Patents

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Abstract

一种水流能发电机，在两根立柱上设安装滑块的轨道，轨道上设能上下移动的滑块，滑块上设水轮，水轮上设通过连杆与滑块联接的聚能导流板，水轮通过传动机构与发电机相联。本发明采用了水轮机，随水位变化水轮能浮在水面上，利用水的动能和势能使水轮机旋转，从而带动发电机旋转发电，能随河流水位高低变化自动提升水轮机的高度，增加了发电机的稳定性，不影响泄洪排洪，不需要修筑拦水大坝，可以安装在大江大河、支流的河道上，沿河道每隔一段距离可以安装一台，也可以安装在拦坝水电站出的高速水流出口位置。

Description

水流能发电机
技术领域
本发明属于水力发电设备技术领域，具体涉及到水流能发电机。
背景技术
能源问题已经成为制约经济发展的主要瓶颈，当前人们赖以生存的主要能源-石化能源不断减少，已经不能满足社会经济发展的需求，大量使用石化能源产生的环境污染已经危及到人类社会及经济的可持续发展，且已成为当前全球急待解决的突出问题。资源与经济可持续发展的矛盾不断加剧。水能发电这种无污染的清洁发电在国民经济中的地位愈来愈重要。开发新能源及可再生能源已引起世界各国的高度重视。水力发电相对太阳能、风能等新能源发电具有装机容量大、输出稳定、成本低廉等优点。在我国已建成并投入使用的大型水力发电站有松花江水电站、黄河三峡水电站、黄河小浪底水电站、黄河青铜峡水电站，正在建设中的长江三峡水电站为我国的清洁能源发电作出了巨大的贡献。传统的水力发电站要借助河道及地形地貌拦河筑坝，修建水坝投资大、建筑周期长，影响上下游的生态平衡及周边居住环境的安全，并造成大量的移民问题，而且对水坝的高度和蓄水量要求较高，这也是传统水力发电站不可能在江河上随处建设的原因。
现有的轮式水流发电机专利采用单排平板式轮辐，水的阻力大，转速不稳定，水轮固定在一定高度，在枯水季节及洪水季节都不能正常运转。
在水力发电技术领域，当前需迫切解决的一个技术问题是提供一种适宜在河流较小、水流速较低、水位随季节变化较大、不需要建造拦水大坝的水流发电设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述轮式水流发电机的缺点，提供一种设计合理、结构简单、产品成本低、不需建筑拦河水坝、河流水位变化较大时能发电的水流能发电机。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：在两根立柱上设置有安装滑块的轨道，轨道上设置有能上下移动的滑块，滑块上设置有水轮，水轮上设置通过连杆与滑块联接的聚能导流板，水轮通过传动机构与发电机相联。
本发明的水轮为：浮筒上设置安装在滑块上的水轮轴，浮筒的外表面圆周至少设置有2组轮毂，每组轮毂至少有6个与轴线平行沿径向排列的轮毂，一组轮毂与相邻一组轮毂径向交错排列，每个轮毂上设置有1个叶片。
本发明的立柱上加工有一个沿高度方向的轨道槽。
本发明的滑块两侧加工有轨道槽，滑块设置在立柱的轨道槽内。
本发明的浮筒是一个两端封闭的筒体，水轮轴设置在浮筒的轴线位置。
本发明的轮毂与浮筒联接的表面为半径与浮筒外壁半径相同的圆弧面。
本发明的叶片外端为圆弧形，圆弧半径R为叶片总长度的2/5～3/5。
本发明采用了水轮机，随水位变化水轮能浮在水面上，利用水的动能和势能使水轮机旋转，从而带动发电机旋转发电，能随河流水位高低变化自动提升水轮机的高度，增加了发电机的稳定性，不影响泄洪排洪，不需要修筑拦水大坝，可以安装在大江大河、支流的河道上，沿河道每隔一段距离可以安装一台，也可以安装在拦坝水电站出的高速水流出口位置。
附图说明
图1是本发明一个实施例结构示意图。
图2是图1中水轮1的结构示意图。
图3是图2中叶片1-3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1、2、3中，本实施例的水流能发电机6由水轮1、立柱2、主动皮带轮3、皮带4、从动皮带轮5、发电机6、调节轮架7、调节轮8、滑块9、连接杆10、聚能导流板11联接构成。
两根立柱2沿长度方向上加工有轨道槽，在两根立柱2的轨道槽各安装有一个滑块9，滑块9两侧加工有轨道槽，滑块9可在立柱2的轨道槽内上下移动，滑块9的中心位置安装有水轮1，即相对于水轮1在立柱2上上下移动。
聚能导流板11的左右两端分别用两根连接杆10以及螺纹紧固联接件固定安装在立柱2的滑块9上，聚能导流板11的形状为平面板，也可加工成流线形板，还可加工成迎水流方向为圆弧形的板，聚能导流板11随着水轮1在水面上下浮动带动滑块9在立柱2上上下移动而相对于立柱2上下移动，聚能导流板11位于水轮1迎水方向的一侧，聚能导流板11用于消除迎水面水流的浪涌，并将水导流到水轮1上。在水轮1上用联接件固定联接有主动皮带轮3，主动皮带轮3通过皮带4与安装在发电机6上的从动皮带轮5相联，水轮1旋转，通过皮带4传动带动发电机6旋转，输出电流。在发电机6的壳体上用联接轴活动联接安装有调节轮架7，调节轮架7上安装有调节轮8，调节轮8位于皮带4内，调节轮8用于调节皮带4的松紧，使得皮带4紧贴在主动皮带轮3和从动皮带轮5外，提高了发电机6输入功率的效率。主动皮带轮3、从动皮带轮5、皮带4调节轮8构成本实施例的传动机构，传动机构也可采用机械设计中的链轮链条传动机构，齿轮传动机构。
在图1、2、3中，本实施例的水轮1由浮筒1-1、轮毂1-2、叶片1-3、水轮轴1-4联接构成。浮筒1-1为圆柱形，浮筒1-1的浮力大于水轮1的总重量。在浮筒1-1的中心安装有水轮轴1-4，水轮轴1-4安装在滑块9的中心位置，水轮轴1-4与滑块9之间安装有轴承，在浮筒1-1的外表面圆周用螺纹紧固联接件固定联接有4组轮毂1-2，一组轮毂1-2与相邻一组轮毂1-2径向交错排列，每组有与轴线平行的12个沿径向排列的轮毂1-2，轮毂1-2与浮筒1-1联接的表面为半径与浮筒1-1外壁半径相同的圆弧面，在每个轮毂1-2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有1个叶片1-3，叶片1-3与轮毂1-2的这种联接方式，受损的叶片1-3可进行及时更换，降低了维修成本。每组叶片1-3与相邻组叶片1-3的交错排列，减小了水轮1的阻力，稳定了水轮1的转速，叶片1-3用钢材或铝合金材料或其它高强度有机材料制成，叶片1-3的形状是外端为圆弧的弯曲板，圆弧的半径R为叶片1-3总长度的1/2，这种结构的叶片1-3减小了水流的阻力并提高了水轮1的稳定性。浮筒1-1随着水面上下波动而在上下浮动，滑块9在立柱2的槽形孔内上下移动，使得水轮1在水面上上下浮动运转。
实施例2
在本实施例中，水轮1的浮筒1-1的外表面圆周用螺纹紧固联接件固定联接有4组轮毂1-2，一组轮毂1-2与相邻一组轮毂1-2径向交错排列，每组有与轴线平行的12个沿径向排列的轮毂1-2，在每个轮毂1-2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有1个叶片1-3，叶片1-3的形状是外端为圆弧的弯曲板，圆弧的半径R为叶片1-3总长度的2/5，水轮1的其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3
在本实施例中，水轮1的浮筒1-1的外表面圆周用螺纹紧固联接件固定联接有4组轮毂1-2，一组轮毂1-2与相邻一组轮毂1-2径向交错排列，每组有与轴线平行的12个沿径向排列的轮毂1-2，在每个轮毂1-2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有1个叶片1-3，叶片1-3外端为圆弧形，圆弧的半径R为叶片1-3总长度的3/5，水轮1的其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例4
在以上的实施例1～3中，水轮1的浮筒1-1的外表面圆周用螺纹紧固联接件固定联接有2组轮毂1-2，一组轮毂1-2与相邻一组轮毂1-2径向交错排列，每组有与轴线平行的16个沿径向排列的轮毂1-2，在每个轮毂1-2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有1个叶片1-3。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例5
在以上的实施例1～3中，水轮1的浮筒1-1的外表面圆周用螺纹紧固联接件固定联接有24组轮毂1-2，一组轮毂1-2与相邻一组轮毂1-2径向交错排列，每组有与轴线平行的6个沿径向排列的轮毂1-2，在每个轮毂1-2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有1个叶片1-3。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
根据上述原理，还可设计出另外一种具体结构的水流能发电机6，但均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种水流能发电机，其特征在于：在两根立柱(2)上设置有安装滑块(9)的轨道，轨道上设置有能上下移动的滑块(9)，滑块(9)上设置有水轮(1)，水轮(1)上设置通过连杆与滑块(9)联接的聚能导流板(11)，水轮(1)通过传动机构与发电机(6)相联。
2、按照权利要求1所述水流能发电机，其特征在于所说的水轮(1)为：浮筒(1-1)上设置安装在滑块(9)上的水轮轴(1-4)，浮筒(1-1)的外表面圆周至少设置有2组轮毂(1-2)，每组轮毂(1-2)至少有6个与轴线平行沿径向排列的轮毂(1-2)，一组轮毂(1-2)与相邻一组轮毂(1-2)径向交错排列，每个轮毂(1-2)上设置有1个叶片(1-3)。
3、按照权利要求1所述的水流能发电机，其特征在于：所说的立柱(2)上加工有一个沿高度方向的轨道槽。
4、按照权利要求1所述水流能发电机，其特征在于：所说的滑块(9)两侧加工有轨道槽，滑块(9)设置在立柱(2)的轨道槽内。
5、按照权利要求2所述的水流能发电机，其特征在于：所说的浮筒(1-1)是一个两端封闭的筒体，水轮轴(1-4)设置在浮筒(1-1)的轴线位置。
6、按照权利要求2所述的水流能发电机，其特征在于：所说的轮毂(1-2)与浮筒(1-1)联接的表面为半径与浮筒(1-1)外壁半径相同的圆弧面。
7、按照权利要求2所述的水流能发电机，其特征在于：所说的叶片(1-3)外端为圆弧形，圆弧半径R为叶片(1-3)总长度的2/5～3/5。
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