CN102261298A - 直翼水流发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及直翼水流发电装置，齿轮箱固定于基座内，转动盘设于基座上方，基座上部固接导流盘，导流盘与基座留有间距，导流盘安装水流传感器；主轴与发电机的轴连动，主轴与齿轮箱转动配合，主轴上端穿过齿轮箱的上壁与转动盘固接；主轴为空心轴，沿其轴向穿伸传动轴，传动轴下端伸出主轴及齿轮箱之外，与水流方位控制器相连，上端穿过转动盘的下壁与处于转动盘内的中心齿轮连动，该端与转动盘的上壁转动配合；转动盘内通过桨叶轴均布数个桨叶齿轮，桨叶齿轮通过传动件与中心齿轮相连；桨叶轴伸出转动盘的上壁之外，并与桨叶的一端固接，桨叶的另一端转动配合于导流盘；转动盘旋转一周，桨叶绕自身轴线旋转半周。本发明可以适合高低转速运转。

Description

直翼水流发电装置
技术领域
本发明属于水流发电装置技术领域，特别涉及一种直翼水流发电装置。
背景技术
目前，水力发电主要是采用水位落差来转换成水轮机的旋转带动发电机发电。较成熟的水力发电主要有两种形式：高水头的蓄水发电和低水头的潮汐发电。蓄水发电需要拦江修坝以及修建船闸等配套工程，潮汐发电则需要对海湾进行大规模的工程改造，故目前的水力发电设施投资巨大，维护费用高，且对环境影响也比较明显。现有水轮机的类型主要有：反击式水轮机和冲击式水轮机，反击式水轮机又可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式，冲击式水轮机可分为水斗式和斜击式两类。上述水轮机形式主要适合较高水头的电站，低水头如潮汐发电的水轮机目前多采用灯泡贯流式水轮机组或全贯流式水轮机组。上述水轮机不适合在压头较小的流动水流中进行工作。
发明内容
本发明公开了一种直翼水流发电装置，其具有较高的平流水力转换效率，当水流流向发生变化时能自动调整受流方位，其不受压大的限制，适用范围广。
为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：直翼水流发电装置，包括基座、导流盘、水流传感器、齿轮箱、发电机、转动盘、水流方位控制器、主轴、传动轴、中心齿轮、桨叶轴、桨叶齿轮、桨叶，齿轮箱固定于基座内，转动盘设于基座上方，基座的上部固接导流盘，导流盘与基座留有间距，导流盘固定连接水流传感器；主轴与发电机的轴连动，主轴与齿轮箱转动配合，主轴上端穿过齿轮箱的上壁后与转动盘固接；主轴为空心轴，沿其轴向穿伸传动轴，传动轴的下端伸出主轴及齿轮箱之外，并与水流方位控制器相连，上端穿过转动盘的下壁后与处于转动盘内的中心齿轮的中部固接，且该端与转动盘的上壁转动配合；中心齿轮处于转动盘内部，以转动盘的中心轴为中心，沿圆周方向均布数个桨叶齿轮，桨叶齿轮通过桨叶轴定位于转动盘内，每个桨叶齿轮分别通过一传动件与中心齿轮相连；桨叶轴伸出转动盘的上壁之外，并与桨叶的一端固接，桨叶的另一端转动配合于导流盘；转动盘旋转一周，桨叶绕自身轴线旋转半周。
所述的直翼水流发电装置，主轴通过传动机构与发电机的轴连动。
所述的直翼水流发电装置，传动机构包括发电机齿轮、主齿轮，发电机的轴伸入齿轮箱内，并与处于齿轮箱内的发电机齿轮的中部固接，发电机齿轮与主齿轮啮合，主齿轮处于齿轮箱内，主齿轮的中部穿过并固接主轴。
所述的直翼水流发电装置，发电机采用直驱式发电机，其轴直接与主轴固接。
所述的直翼水流发电装置，传动件是过桥齿轮，过桥齿轮通过过桥齿轮轴定位于转动盘内，过桥齿轮与过桥齿轮轴通过轴承转动配合，所述过桥齿轮轴与主轴相平行。
所述的直翼水流发电装置，传动件采用齿型带或链条，中心齿轮通过齿型带或链条与桨叶齿轮相连。
所述的直翼水流发电装置，导流盘的横截面呈梭形，或者呈弓形，但弧面朝向转动盘一侧。
所述的直翼水流发电装置，基座的纵截面呈等腰梯形状；转动盘呈扁形圆柱状。
所述的直翼水流发电装置，桨叶轴与转动盘的配合处装入轴承而转动配合。
所述的直翼水流发电装置，桨叶的横截面呈S形、梭形、矩形或弓形。
本发明直翼水流发电装置可以适合高低转速运转，且自身水力转换效率较高，在任意变换方向的水流环境中也能正常工作，从而大大提高了水流发电的效率，适合利用低水头的水流进行发电。
此外，本发明直翼水流发电装置还具有结构紧凑、功率高、单位面积发电量大等特点。因此，其非常适合置于有一定流速的江河之中运用，特别是在近海和浅水缓流区，其也具有良好的应用价值和较高的发电效率。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图。
图2是实施例一转动盘内部结构示意图。
图3是实施例一桨叶的横截面图。
图4是实施例二的结构示意图。
图5是实施例三转动盘内部结构示意图。
图6是实施例四桨叶的横截面图。
图7是实施例五桨叶的横截面图。
图8是实施例六桨叶的横截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
实施例一：如图1-3所示，本实施例的直翼水流发电装置包括发电机1、齿轮箱2、发电机齿轮3、主齿轮4、主轴5、水流方位控制器6、传动轴7、转动盘8、中心齿轮9、过桥齿轮10、桨叶齿轮11、桨叶12、基座14、导流盘15、水流传感器16、桨叶轴17，基座14的纵截面呈等腰梯形状，其内形成容纳区，容纳区内置入发电机1及齿轮箱2，发电机1的轴伸入齿轮箱2内，并与处于齿轮箱2内的齿轮3的中部固接，齿轮3与主齿轮4啮合，主齿轮4也处于齿轮箱2内。主齿轮4的中部穿过主轴5，两者固接，主轴5的下端与齿轮箱2的下壁通过轴承转动配合，上端穿过齿轮箱2的上壁(两者间也通过轴承转动配合)后与处于齿轮箱2上方的转动盘8固接。
主轴5呈中空状，沿其轴向穿伸传动轴7，传动轴7的下端伸出主轴5及齿轮箱2的下壁之外，并与水流方位控制器6相连，上端穿过转动盘8的下壁(两者间可转动)后与处于转动盘8内的中心齿轮9中部固接，该上端的端部与转动盘8的上壁间通过轴承转动配合。水流方位控制器6可由电气控制系统13控制。
转动盘8处于基座14的上方，基座14的上部还固接导流盘15，导流盘的横截面呈梭形(也可以呈弓形，但弧面朝向转动盘8一侧)，导流盘15与基座14的上底相平行且留有间距，该间距大于桨叶的长度。导流盘15的外侧还固定连接水流传感器16。导流盘15可使水流流经桨叶12时得到加速。
转动盘8呈扁形圆柱状，其内形成腔体，中心齿轮9处于转动盘8的中部，以转动盘8的中心轴为中心，沿圆周方向均布数个桨叶齿轮11，桨叶齿轮11通过桨叶轴17定位于转动盘8内，桨叶轴17与转动盘8的上下壁间分别装入轴承而转动配合，桨叶轴17伸出转动盘8的上壁之外，并与桨叶12的一端固接，桨叶12的另一端转动配合于导流盘15。桨叶12采用全对称翼型结构，其横截面采用如图3所示，呈S形。每个桨叶齿轮11分别通过一过桥齿轮10与中心齿轮9啮合，过桥齿轮10通过过桥齿轮轴18定位于转动盘8内，过桥齿轮10与过桥齿轮轴18间装入轴承而转动配合。
将基座14置于水下有一定水流速度的位置，水流传感器16通过桨叶方位控制器6将自动使桨叶12处于受流面的准确位置。由于桨叶12随转动盘8旋转一周时的位置不对称性，水流流过桨叶时将产生不平衡力以推动转动盘8、主轴5、主齿轮4及发电机齿轮3旋转，从而带动发电机1产生电力。
本发明所涉水流方位控制器、电气控制系统及水流传感器均采用现有技术，因此，未作详述。
实施例二：参见图4，采用直驱式发电机1，发电机座2固定于基座14的上底，其轴直接与主轴5固接而由主轴5直接驱动，从而省却了传动机构，进一步简化发电机的结构。本实施例其它内容参考实施例一。
实施例三：参见图5，本实施例的传动件采用齿型带或链条19，中心齿轮9通过齿型带或链条19与桨叶齿轮11相连。本实施例其它内容参考实施例一或实施例二。
实施例四：参见图6，桨叶的横截面呈梭形，即带两条对称弧边的尖头状，两尖头相对称。本实施例的其它内容参考实施例一、实施例二或实施例三。
实施例五：参见图7，桨叶的横截面呈矩形。本实施例的其它内容参考实施例一、实施例二或实施例三。
实施例四：参见图8，桨叶的横截面呈弓形。本实施例的其它内容参考实施例一、实施例二或实施例三。
本发明直翼水流发电装置可以适合高低转速运转，且自身水力转换效率较高，在任意变换方向的水流中也能正常工作，从而大大提高了水流发电的效率，适合利用低水头的水流进行发电。此外，其还具有结构紧凑、功率高、单位面积发电量大等特点。因此，非常适合置于有一定流速的江河之中，特别是在近海和浅水缓流区也具有很好的应用价值和较高的发电效率。
本领域的普通技术人员应当认识到，本发明并不限于上述实施例，任何对本发明的变换、变型都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.直翼水流发电装置，其特征是包括基座、导流盘、水流传感器、齿轮箱、发电机、转动盘、水流方位控制器、主轴、传动轴、中心齿轮、桨叶轴、桨叶齿轮、桨叶，齿轮箱固定于基座内，转动盘设于基座上方，基座的上部固接导流盘，导流盘与基座留有间距，导流盘固定连接水流传感器；主轴与发电机的轴连动，主轴与齿轮箱转动配合，主轴上端穿过齿轮箱的上壁后与转动盘固接；主轴为空心轴，沿其轴向穿伸传动轴，传动轴的下端伸出主轴及齿轮箱之外，并与水流方位控制器相连，上端穿过转动盘的下壁后与处于转动盘内的中心齿轮的中部固接，且该端与转动盘的上壁转动配合；中心齿轮处于转动盘内部，以转动盘的中心轴为中心，沿圆周方向均布数个桨叶齿轮，桨叶齿轮通过桨叶轴定位于转动盘内，每个桨叶齿轮分别通过一传动件与中心齿轮相连；桨叶轴伸出转动盘的上壁之外，并与桨叶的一端固接，桨叶的另一端转动配合于导流盘；转动盘旋转一周，桨叶绕自身轴线旋转半周。
2.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：主轴通过传动机构与发电机的轴连动。
3.如权利要求2所述的直翼水流发电装置，其特征是：所述的传动机构包括发电机齿轮、主齿轮，发电机的轴伸入齿轮箱内，并与处于齿轮箱内的发电机齿轮的中部固接，发电机齿轮与主齿轮啮合，主齿轮处于齿轮箱内，主齿轮的中部穿过并固接主轴。
4.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：发电机采用直驱式发电机，其轴直接与主轴固接。
5.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：所述的传动件是过桥齿轮，过桥齿轮通过过桥齿轮轴定位于转动盘内，过桥齿轮与过桥齿轮轴通过轴承转动配合，所述过桥齿轮轴与主轴相平行。
6.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：所述的传动件采用齿型带或链条，中心齿轮通过齿型带或链条与桨叶齿轮相连。
7.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：所述导流盘的横截面呈梭形，或者呈弓形，但弧面朝向转动盘一侧。
8.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：基座的纵截面呈等腰梯形状；转动盘呈扁形圆柱状。
9.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：桨叶轴与转动盘的配合处装入轴承而转动配合。
10.如权利要求1所述的直翼水流发电装置，其特征是：桨叶的横截面呈S形、梭形、矩形或弓形。
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