CN102226438B - 集水式防护网水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明集水式防护网水力发电装置是一种能漂浮在河流上，在河流的任何地方都能使用的，有二级集水功能的，能在河流上层结冰的河道中使用的水力发电装置，集水式防护网(4)的多个集水通道(4-7)使水流(1)加速流入集水板集水通道(6)中，集水板集水通道(6)使水流(1)进一步加速，使水流(1)的冲击力提高，转子(8-1)、转子(8-2)的叶片全潜入水流(1)中做水平旋转，转子(8-1)、转子(8-2)有3层叶片，第1层叶片被冻住，第2层、第3层叶片在水流(1)的冲击下旋转发电，第1层、第2层叶片被冻住，第3层叶片在水流(1)的冲击下旋转发电，在长江、珠江、黄河、松花江、黑龙江中安装本发明的水力发电装置可节约大量煤、原油，减少有害气体的排放，改善环境。

Description

集水式防护网水力发电装置
目前世界上发电装置多种多样，有火力发电，火力发电需要大量煤和原油，产生大量二氧化碳，二氧化硫等有害气体。煤和原油是有限资源总有一天会用完。核发电是清洁能源，但其有放射性危害，核废料的处理也很麻烦。风力发电和太阳能发电是清洁能源，但受气候条件的影响电力不稳定，给并网使用造成困难，使用范围受到影响。河流筑坝发电投资大，要占用大量土地，对环境也有一定影响，也不是所有地方都能建筑水坝发电。像中国的长江、珠江、黄河、松花江、黑龙江等大江大河每天有大量水能源白白流走，特别是北方冬天河流结冰不能跑船，河水在冰下白白流走，长年流淌的河水是世界上最稳定的、最经济的、最环保的能源。目前有一种发电装置平河式水力发电装置专利申请号92204581X，是一种很好的发电装置，其结构简单，能漂浮在河流上的一种发电装置，其水轮机(转子)在水中做立式旋转，其双叶轮是向同一方向旋转，其水轮机(转子)是半潜结构，也就是水轮机(转子)一半在水上，一半在水下，所以不能在河流上层结冰的河道中使用。该发电装置只能在河边使用，使用范围受到影响，风力对水轮机(转子)水上部分也有影响，会使水轮机(转子)旋转速度不稳定，其集水道是开放式的对水流的利用率小，其防护装置只有防护功能没有集水功能。
本发明集水式防护网水力发电装置是一种能漂浮在河流上并在河流的任何地方都能使用的水力发电装置，具有二级集水功能，能在河流上层结冰的河道水流1中使用的水力发电装置。本发明的转子8-1、转子8-2的叶片全部潜入水流1中，不受风力影响，旋转速度稳定，在长江、珠江、黄河、松花江、黑龙江等大江、大河等河流中，在不妨碍航道、码头的情况下安装本发电装置可以节约大量煤、原油，减少有害气体排放，改善环境。
本发明集水式防护网4多个集水通道4-7使水流1加速后流入集水板集水通道6中，集水板集水通道6进一步使水流1加速，使水流1的冲击力提高，使水流过慢的水流1有了使用价值，集水式防护网的多个三角形空心集水条4-1、多个三角形空心集水条4-2有集水功能，有防止大型漂流物进入集水板集水通道6内，起到保护转子8-1、转子8-2的功能，三角形空心集水条的锐角向外，抗撞击能力强，集水式防护网4的多个三角形空心集水条4-1、多个三角形空心集水条4-2固定在空心管支架4-3上，空心固定柱4-5、空心固定柱4-6固定在空心管支架4-3的两侧上，空心固定柱4-5插在固定套5-3中间，空心固定柱4-6插在固定套5-4中间，固定套5-3、固定套5-4固定在浮桶5的前两侧上，底部防护板4-4固定在集水式防护网4的底部，集水式防护网4能从浮桶5上取下来修理，多个三角形空心集水条4-1、多个三角形空心集水条4-2、空心管支架4-3、空心固定柱4-5、空心固定柱4-6的总浮力大于集水式防护网4的总重量，集水式防护网4的上部浮在水面上，减轻浮桶5的压力。集水板集水通道6是由集水板6-1、集水板6-2、集水板6-3、集水板6-4组成，集水板6-3固定在浮桶5的底部，集水板集水通道6的四面是密封的，有利于水流1的动能的利用，集水板6-1与集水板6-2进水口端之间的距离大于转子8-1、转子8-2的两个转子直径的和，集水板6-1与集水板6-2出水口端之间的距离小于转子中心轴8-1-1与转子中心轴8-2-1之间的距离，加速的水流1只能冲击叶片8-1-8-1、叶片8-1-8-2、叶片8-1-8-3和叶片8-2-8-1、叶片8-2-8-2、叶片8-2-8-3的正面，挡水板7-1的前端与集水板6-1的进水口端固定在一起，挡水板7-1挡住水流1不能冲击叶片8-1-8-1、叶片8-1-8-2、叶片8-1-8-3的背面，挡水板7-2的前端与集水板6-2进水口端固定在一起，挡水板7-2挡住水流1不能冲击叶片8-2-8-1、叶片8-2-8-2、叶片8-2-8-3的背面，减少了水流1对转子8-1、转子8-2的阻力，挡水板通道7是由挡水板7-1、挡水板7-2，挡水板7-3、挡水板7-4组成，挡水板7-3固定在浮桶5的底部，挡水板通道7的四面是密封的，水流1从挡水板通道7外面流过会对挡水板通道7内部产生负压，有利于水流1从挡水板通道7内流出，集水板6-1与挡水板7-1、集水板6-2与挡水板7-2的组合结构使全潜式转子8-1、转子8-2在河流中才有使用价值，转子8-1、转子8-2的叶片全潜入加速的水流1中做水平旋转，转子8-1的叶片在加速的水流1冲击下做逆时针水平旋转，转子8-2的叶片在加速的水流1冲击下做顺时针水平旋转，伞形轮8-1-9固定在转子中心轴8-1-1上端，转子中心轴8-1-1的伞形轮8-1-9连接在差速器9的伞形轮9-1上，伞形轮8-2-9固定在转子中心轴8-2-1的上端，转子中心轴8-2-1的伞形轮8-2-9连接在差速器9的伞形轮9-2上，差速器9另一端连接在离合器10上，离合器10另一端连接在变速器11上，变速器11另一端连接在发电机12的中心轴上使发电机12转子旋转发电。转子8-1、转子8-2有3层叶片，1层多个叶片8-1-8-1固定在多个叶片连接杆8-1-7-1的一端上，多个叶片连接杆8-1-7-1的另一端固定在圆盘8-1-3-1的外圆上，圆盘8-1-3-1的内圆套在斜缺口圆盘8-1-2-1的外圆上，斜缺口圆盘8-1-2-1的内圆固定在转子中心轴8-1-1的外圆上，固定柱8-1-4-1的一端固定在圆盘8-1-3-1的平面上，活动挡块8-1-5-1的一端的圆孔套在固定柱8-1-4-1另一端的外圆上，活动挡块8-1-5-1另一端插在斜缺口圆盘8-1-2-1的斜形缺口内，弹簧片8-1-6-1的一端固定在圆盘8-1-3-1的平面上，另一端压在活动挡块8-1-5-1的上面，2层多个叶片8-1-8-2固定在多个叶片连接杆8-1-7-2的一端上，多个叶片连接杆8-1-7-2的另一端固定在圆盘8-1-3-2的外圆上，圆盘8-1-3-2的内圆套在斜形缺口圆盘8-1-2-2的外圆上，斜缺口圆盘8-1-2-2的内圆固定在转子中心轴8-1-1的外圆上，固定柱8-1-4-2的一端固定在圆盘8-1-3-2的平面上，活动挡块8-1-5-2的一端的圆孔套在固定柱8-1-4-2另一端的外圆上，活动挡块8-1-5-2的另一端插在斜缺口圆盘8-1-2-2的斜缺口内，弹簧片8-1-6-2的一端固定在圆盘8-1-3-2的平面上，另一端压在活动挡块8-1-5-2的上面，3层多个叶片8-1-8-3固定在多个叶片连接杆8-1-7-3的一端，多个叶片连接杆8-1-7-3的另一端固定在圆盘8-1-3-3的外圆上，圆盘8-1-3-3的内圆套在斜缺口圆盘8-1-2-3的外圆上，斜缺口圆盘8-1-2-3的内圆固定在转子中心轴8-1-1的外圆上，固定柱8-1-4-3的一端固定在圆盘8-1-3-3的平面上，活动挡块8-1-5-3的一端的圆孔套在固定柱8-1-4-3另一端的外圆上，活动挡块8-1-5-3另一端插在斜缺口圆盘8-1-2-3的斜形缺口内，弹簧片8-1-6-3的一端固定在圆盘8-1-3-3的平面上，另一端压在活动挡块8-1-5-3的上面，1层多个叶片8-2-8-1固定在多个叶片连接杆8-2-7-1的一端上，多个叶片连接杆8-2-7-1的另一端固定在圆盘8-2-3-1的外圆上，圆盘8-2-3-1的内圆套在斜缺口圆盘8-2-2-1的外圆上，斜缺口圆盘8-2-2-1的内圆固定在转子中心轴8-2-1的外圆上，固定柱8-2-4-1的一端固定在圆盘8-2-3-1的平面上，活动挡块8-2-5-1的一端的圆孔套在固定柱8-2-4-1另一端的外圆上，活动挡块8-2-5-1的另一端插在斜缺口圆盘8-2-2-1的斜形缺口内，弹簧片8-2-6-1的一端固定在圆盘8-2-3-1的平面上，另一端压在活动挡块8-2-5-1的上面，2层多个叶片8-2-8-2固定在多个叶片连接杆8-2-7-2的一端上，多个叶片连接杆8-2-7-2的另一端固定在圆盘8-2-3-2的外圆上，圆盘8-2-3-2的内圆套在斜缺口圆盘8-2-2-2的外圆上，斜缺口圆盘8-2-2-2的内圆固定在转子中心轴8-2-1的外圆上，固定柱8-2-4-2的一端固定在圆盘8-2-3-2的平面上，活动挡块8-2-5-2的一端的圆孔套在固定柱8-2-4-2另一端的外圆上，活动挡块8-2-5-2另一端插在斜缺口圆盘8-2-2-2的斜形缺口内，弹簧片8-2-6-2的一端固定在圆盘8-2-3-2的平面上，另一端压在活动挡块8-2-5-2的上面，3层多个叶片8-2-8-3固定在多个叶片连接杆8-2-7-3的一端上，多个叶片连接杆8-2-7-3的另一端固定在圆盘8-2-3-3的外圆上，圆盘8-2-3-3的内圆套在斜缺口圆盘8-2-2-3的外圆上，斜缺口圆盘8-2-2-3的内圆固定在转子中心轴8-2-1的外圆上，固定柱8-2-4-3的一端固定在圆盘8-2-3-3的平面上，活动挡块8-2-5-3的一端的圆孔套在固定柱8-2-4-3另一端的外圆上，活动挡块8-2-5-3的另一端插在斜缺口圆盘8-2-2-3的斜形缺口内，弹簧片8-2-6-3的一端固定在圆盘8-2-3-3的平面上，另一端压在活动挡块8-2-5-3的上面，无油轴承13的外圆固定在浮桶5上，内圆套在转子中心轴8-1-1、转子中心轴8-2-1的外圆上，无油顶力轴承14的一端固定在挡水板7-4上面，内圆套在转子中心轴8-1-1、转子中心轴8-2-1的底端，河流上层结冰把1层叶片8-1-8-1、叶片8-2-8-1冻住，2层叶片8-1-8-2、3层叶片8-1-8-3、2层叶片8-2-8-2，3层叶片8-2-8-3在加速了的水流1的冲击下带动转子中心轴8-1-1、转子中心轴8-2-1旋转发电，河流上层结冰把1层叶片8-1-8-1、2层叶片8-1-8-2、1层叶片8-2-8-1、2层叶片8-2-8-2冻住，3层叶片8-1-8-3、3层叶片8-2-8-3在加速了的水流1冲击下带动转子中心轴8-1-1、转子中心轴8-2-1转动发电，1层叶片8-1-8-1、叶片8-2-8-1与2层叶片8-1-8-2、叶片8-2-8-2的长度要大于该河每年结冰最大厚度，当加速的水流1冲击叶片转动时活动挡块在弹簧的压迫下插入斜缺口圆盘的斜形缺口内带动转子中心轴旋转，当1层叶片被冻住1层圆盘上的活动挡块从1层斜缺口圆盘的斜形缺口内退出，1层斜缺口圆盘在1层圆盘内旋转，当1、2层叶片冻住1、2层斜缺口圆盘在1、2层圆盘内旋转，浮桶5漂浮在河流水面上，浮桶5的浮力要大于集水式防护网水力发电装置的总重量，浮桶5上面的平面上有发电机12、变速箱11、差速器9，浮桶5底部有转子8-1、转子8-2、集水板6-1、集水板6-2、集水板6-3、集水板6-4、挡水板7-1、挡水板7-2、挡水板7-3、挡水板7-4，浮桶5的前部与集水式防护网4连接，连接栓5-1的一端固定在浮桶5的侧面上，另一端连接在缆绳3-1的一端，缆绳3-1的另一端连接在固定桩2-1的上端，固定桩2-1的下端固定在河床上，连接栓5-2的一端固定在浮桶5的另一侧面上，另一端连接缆绳3-2的一端，缆绳3-2的另一端连接在固定桩2-2的上端，固定栓2-2的下端固定在河床上，转子8-1、转子8-2不同旋转方向由差速器9调整成同一旋转方向。
图例：水流1，固定桩2-1、固定桩2-2、缆绳3-1、缆绳3-2、集水式防护网4、三角形空心集水条4-1、三角形空心集水条4-2、空心管支架4-3、底部护板4-4、空心固定柱4-5、空心固定柱4-6、集水通道4-7、浮桶5、连接栓5-1、连接栓5-2、固定套5-3、固定套5-4、集水板集水通道6、集水板6-1、集水板6-2、集水板6-3、集水板6-4、挡水板通道7、挡水板7-1、挡水板7-2、挡水板7-3、挡水板7-4、转子8-1、转子中心轴8-1-1、斜缺口圆盘8-1-2-1、圆盘8-1-3-1、固定柱8-1-4-1，活动挡块8-1-5-1、弹簧片8-1-6-1、叶片连接杆8-1-7-1、叶片8-1-8-1、斜缺口圆盘8-1-2-2、圆盘8-1-3-2、固定柱8-1-4-2，活动挡块8-1-5-2、弹簧片8-1-6-2、叶片连接杆8-1-7-2、叶片8-1-8-2、斜缺口圆盘8-1-2-3、圆盘8-1-3-3、固定柱8-1-4-3，活动挡块8-1-5-3、弹簧片8-1-6-3、叶片连接杆8-1-7-3、叶片8-1-8-3、转子8-2、转子中心轴8-2-1、斜缺口圆盘8-2-2-1、圆盘8-2-3-1、固定柱8-2-4-1，活动挡块8-2-5-1、弹簧片8-2-6-1、叶片连接杆8-2-7-1、叶片8-2-8-1、斜缺口圆盘8-2-2-2、圆盘8-2-3-2、固定柱8-2-4-2，活动挡块8-2-5-2、弹簧片8-2-6-2、叶片连接杆8-2-7-2、叶片8-2-8-2、斜缺口圆盘8-2-2-3、圆盘8-2-3-3、固定柱8-2-4-3，活动挡块8-2-5-3、弹簧片8-2-6-3、叶片连接杆8-2-7-3、叶片8-2-8-3、伞形轮8-1-9、伞形轮9-1、伞形轮8-2-9、伞形轮9-2、差速器9、离合器10、变速器11、发电机12、无油轴承13、无油顶力轴承14。
附图：
图1俯视平面布置图、图2正视图、图3右视图、图4左视图、图5仰视图、图6A-A剖视图、图7B-B剖视图、图8C-C剖视图、图9D-D剖视图、图10E-E剖视图、图11放大图、图12放大图。

Claims (1)

1.一种集水式防护网水力发电装置，是一种能漂浮在河流上并在河流的任何地方都能使用的，能在河水上层结冰的河流中使用的水力发电装置，其特征：①具有二级集水功能，转子8-1、转子8-2的叶片全部潜入水流(1)中，转子8-1的叶片在水流(1)冲击下做逆时针水平旋转，转子8-2的叶片在水流(1)的冲击下做顺时针水平旋转，集水式防护网(4)多个集水通道(4-7)使水流(1)加速后流入集水板集水通道(6)中，集水板集水通道(6)进一步使水流(1)加速，使水流(1)的冲击力提高，集水式防护网的多个三角形空心集水条4-1、多个三角形空心集水条4-2有集水功能，有防止大型漂流物进入集水板集水通道(6)内，起到保护转子8-1、转子8-2的功能，多个三角形空心集水条4-1、多个三角形空心集水条4-2固定在空心管支架(4-3)上，空心固定柱4-5、空心固定柱4-6固定在空心管支架(4-3)的两侧上，空心固定柱4-5插在固定套5-3中间，空心固定柱4-6插在固定套5-4中间，固定套5-3、固定套5-4固定在浮桶(5)的前两侧上，底部防护板(4-4)固定在集水式防护网(4)的底部，多个三角形空心集水条4-1、多个三角形空心集水条4-2、空心管支架(4-3)、空心固定柱4-5、空心固定柱4-6的总浮力大于集水式防护网(4)的总重量，集水板集水通道(6)是由集水板6-1、集水板6-2、集水板6-3、集水板6-4组成，集水板6-3固定在浮桶(5)的底部，集水板集水通道(6)的四面是密封的，集水板6-1与集水板6-2进水口端之间的距离大于转子8-1、转子8-2的两个转子直径的和，集水板6-1与集水板6-2出水口端之间的距离小于转子中心轴8-1-1与转子中心轴8-2-1之间的距离，挡水板7-1的前端与集水板6-1的进水口端固定在一起，挡水板7-2的前端与集水板6-2进水口端固定在一起，挡水板通道(7)是由挡水板7-1、挡水板7-2，挡水板7-3、挡水板7-4组成，挡水板7-3固定在浮桶(5)的底部，挡水板通道(7)的四面是密封的，②转子8-1、转子8-2有3层叶片，第1层多个叶片8-1-8-1固定在多个叶片连接杆8-1-7-1的一端上，多个叶片连接杆8-1-7-1的另一端固定在圆盘8-1-3-1的外圆上，圆盘8-1-3-1的内圆套在斜缺口圆盘8-1-2-1的外圆上，斜缺口圆盘8-1-2-1的内圆固定在转子中心轴8-1-1的外圆上，固定柱8-1-4-1的一端固定在圆盘8-1-3-1的平面上，活动挡块8-1-5-1的一端的圆孔套在固定柱8-1-4-1另一端的外圆上，活动挡块8-1-5-1另一端插在斜缺口圆盘8-1-2-1的斜形缺口内，弹簧片8-1-6-1的一端固定在圆盘8-1-3-1的平面上，另一端压在活动挡块8-1-5-1的上面，第2层多个叶片8-1-8-2固定在多个叶片连接杆8-1-7-2的一端上，多个叶片连接杆8-1-7-2的另一端固定在圆盘8-1-3-2的外圆上，圆盘8-1-3-2的内圆套在斜缺口圆盘8-1-2-2的外圆上，斜缺口圆盘8-1-2-2的内圆固定在转子中心轴8-1-1的外圆上，固定柱8-1-4-2的一端固定在圆盘8-1-3-2的平面上，活动挡块8-1-5-2的一端的圆孔套在固定柱8-1-4-2另一端的外圆上，活动挡块8-1-5-2的另一端插在斜缺口圆盘8-1-2-2的斜形缺口内，弹簧片8-1-6-2的一端固定在圆盘8-1-3-2的平面上，另一端压在活动挡块8-1-5-2的上面，第3层多个叶片8-1-8-3固定在多个叶片连接杆8-1-7-3的一端，多个叶片连接杆8-1-7-3的另一端固定在圆盘8-1-3-3的外圆上，圆盘8-1-3-3的内圆套在斜缺口圆盘8-1-2-3的外圆上，斜缺口圆盘8-1-2-3的内圆固定在转子中心轴8-1-1的外圆上，固定柱8-1-4-3的一端固定在圆盘8-1-3-3的平面上，活动挡块8-1-5-3的一端的圆孔套在固定柱8-1-4-3另一端的外圆上，活动挡块8-1-5-3另一端插在斜缺口圆盘8-1-2-3的斜形缺口内，弹簧片8-1-6-3的一端固定在圆盘8-1-3-3的平面上，另一端压在活动挡块8-1-5-3的上面，第1层多个叶片8-2-8-1固定在多个叶片连接杆8-2-7-1的一端上，多个叶片连接杆8-2-7-1的另一端固定在圆盘8-2-3-1的外圆上，圆盘8-2-3-1的内圆套在斜缺口圆盘8-2-2-1的外圆上，斜缺口圆盘8-2-2-1的内圆固定在转子中心轴8-2-1的外圆上，固定柱8-2-4-1的一端固定在圆盘8-2-3-1的平面上，活动挡块8-2-5-1的一端的圆孔套在固定柱8-2-4-1另一端的外圆上，活动挡块8-2-5-1的另一端插在斜缺口圆盘8-2-2-1的斜形缺口内，弹簧片8-2-6-1的一端固定在圆盘8-2-3-1的平面上，另一端压在活动挡块8-2-5-1的上面，第2层多个叶片8-2-8-2固定在多个叶片连接杆8-2-7-2的一端上，多个叶片连接杆8-2-7-2的另一端固定在圆盘8-2-3-2的外圆上，圆盘8-2-3-2的内圆套在斜缺口圆盘8-2-2-2的外圆上，斜缺口圆盘8-2-2-2的内圆固定在转子中心轴8-2-1的外圆上，固定柱8-2-4-2的一端固定在圆盘8-2-3-2的平面上，活动挡块8-2-5-2的一端的圆孔套在固定柱8-2-4-2另一端的外圆上，活动挡块8-2-5-2另一端插在斜缺口圆盘8-2-2-2的斜形缺口内，弹簧片8-2-6-2的一端固定在圆盘8-2-3-2的平面上，另一端压在活动挡块8-2-5-2的上面，第3层多个叶片8-2-8-3固定在多个叶片连接杆8-2-7-3的一端上，多个叶片连接杆8-2-7-3的另一端固定在圆盘8-2-3-3的外圆上，圆盘8-2-3-3的内圆套在斜缺口圆盘8-2-2-3的外圆上，斜缺口圆盘8-2-2-3的内圆固定在转子中心轴8-2-1的外圆上，固定柱8-2-4-3的一端固定在圆盘8-2-3-3的平面上，活动挡块8-2-5-3的一端的圆孔套在固定柱8-2-4-3另一端的外圆上，活动挡块8-2-5-3的另一端插在斜缺口圆盘8-2-2-3的斜形缺口内，弹簧片8-2-6-3的一端固定在圆盘8-2-3-3的平面上，另一端压在活动挡块8-2-5-3的上面，第1层叶片被冻住，第2层、第3层叶片在水流冲击下继续带动转子中心轴旋转发电，第1层、第2层被冻住，第3层叶片继续带带动转子中心轴旋转发电，当加速的水流(1)冲击叶片转动时活动挡块在弹簧的压迫下插入斜缺口圆盘的斜形缺口内带动转子中心轴旋转，当第1层叶片被冻住第1层圆盘上的活动挡块从第1层斜缺口圆盘的斜形缺口内退出，第1层斜缺口圆盘在第1层圆盘内旋转，当第1、第2层叶片冻住第1、第2层斜缺口圆盘在第1、第2层圆盘内旋转，第1层、第2层叶片长度之和大于该河流每年结冰最大厚度，③转子8-1、转子8-2不同旋转方向由差速器(9)调整成同一旋转方向。
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