CN102338018B

CN102338018B - 用于河流的水力发电装置

Info

Publication number: CN102338018B
Application number: CN2011103222147A
Authority: CN
Inventors: 刘洪听
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: CN102338018A

Abstract

一种水力发电装置，包括固定座，支撑座，水轮以及发电机；其中固定座固定设置在河床上，固定座内部设有可上下移动的升降装置，并能带动支撑座上下运动；水轮包括水轮轴，水轮轴支承在支撑座内，并能够由蜗杆带动而上下运动，所述水轮还包括套设在水轮轴上的轮毂、呈辐射状设置在轮毂外侧的轮辐以及与轮辐连接的V型水槽；发电机设置在支撑座内，包括变速机构，变速机构为相互啮合的大、小齿轮，其中水轮轴与变速机构的大齿轮相连，小齿轮带动发电机轴转动以输出电能；轮辐为中空结构，其内部设置可根据轮辐转动而随之上下运动的重力球，其外部套设随轮辐转动而上下运动的重力杆。

Description

用于河流的水力发电装置

技术领域

本发明涉及一种水力发电装置，尤其是涉及一种用在平缓河流中的水力发电装置。

背景技术

目前的水力发电设备众多，但人们多是利用筑坝形成的流水落差来冲击水轮，进而将水流的重力势能通过叶轮的机械能转变成电能，而筑坝不仅投资成本巨大，而且还受到地理条件的约束。同时，由于很多河流流速过于平缓，通过常规的水力发电装置效率较低，故河流中的自然流水也未得到充分利用。

现有技术中出现了一些利用自然河流进行发电的装置，例如申请号为200920209173.9的实用新型专利申请，提出了一种自然流水发电机组，其通过设置在河流两侧的基座以及安装在基座上的水轮机，利用自然水流进行发电。但是这种发电机组不能对叶轮的吃水深度进行调整，或者调整需要的成本很大。

申请号为200810140314.6的发明专利申请，提出了一种利用河流进行发电的叶轮装置，其具有设置在河流中的门式支撑架，并安装竖直滑轨，滑轨上安装轴承座并连接叶轮，叶轮设置在浮体上，可以根据水位的变化通过浮体和滑轨调节叶轮的吃水深度。其发电使用的是普通的叶片叶轮的结构，没有任何加速装置，因而发电效率较低。

自然环境中水流较为平缓的河流很多，多数因水流速度过慢或水位因季节不同而变动较大而无法得到利用，因此，如何在平缓水流中提高叶轮的转速进而提高发电效率成为了利用这种平缓水流的关键问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种应用在平缓河流中的水力发电装置，其既能够方便的对水轮叶轮的位置进行调节，以适应不同的来流或者水位，又能够根据叶轮的轮辐结构设置来增加转速，进而提升发电的效率。

为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种水力发电装置，包括固定座，支撑座，水轮以及发电机；

其中所述固定座固定设置在河床上，所述固定座内部设有可上下移动的升降装置，该升降装置为蜗杆，所述蜗杆由设置在固定座上的驱动电机带动的蜗轮驱动下上下运动，蜗杆上端与支撑座连接，并能带动支撑座上下运动；

所述水轮包括水轮轴，所述水轮轴支承在支撑座内，并能够由蜗杆带动而上下运动，所述水轮还包括套设在水轮轴上的轮毂、呈辐射状设置在轮毂外侧的轮辐以及与轮辐连接的V型水槽，所述水轮设置在固定座的一侧或者两侧；

所述发电机设置在支撑座内，包括变速机构，变速机构为相互啮合的大、小齿轮，其中水轮轴与变速机构的大齿轮相连，小齿轮带动发电机轴转动以输出电能；

其特征在于，所述轮辐为中空结构，其内部设置可根据轮辐转动而随之上下运动的重力球，其外部套设随轮辐转动而上下运动的重力杆。

本发明的进一步改进在于，所述轮辐的横截面为圆形，两端设置有弹性挡块，以承档重力球。

本发明的进一步改进在于，所述电动机输出轴还连接有整流器，并与蓄电池连接。

本发明的进一步改进在于，所述V型水槽的形状可调。

本发明的进一步改进在于，所述轮辐的个数为10个。

本发明的有益效果在于：

(1)通过可以调节的升降装置，能够在平缓河流中，当水位上升或下降时，根据水位调节V型水槽的吃水量。

(2)通过设置在轮辐内外的重力球以及重力杆，能够通过重物的重力势能进一步增加轮辐的转速，进而带动水轮加速旋转。

(3)本发明结构简单，但是加速效果好，且V型水槽能够根据水流流速调节形状，能够进一步提高叶轮的转速，进而提升了发电效率。

附图说明

图1为本发明的水力发电装置应用在平缓河流的示意图。

图2为图1的侧面剖视图。

其中附图标记：

1-固定座，2-支撑座，3-水轮，4-河床，5-升降装置(蜗杆)，6-蜗轮，7-驱动电机，8-大齿轮，9-小齿轮，10-发电机装置，11-发电机轴，12-水流；

31-水轮轴，32-轮毂，33-轮辐，34-V型水槽，35-重力球，36-重力杆，37-弹性挡块

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

首先参照图1，本发明的水力发电装置包括固定座1，支撑座2，水轮3，固定座1底部固定设置在河床4上，可以采取打深桩的方式将固定座1埋入河床4内。固定座1内部设置可上下移动的升降装置5，其中该升降装置为蜗杆，其由设置在固定座1上的蜗轮驱动，蜗轮由同样设置在固定座上的驱动电机驱动，蜗杆顶端连接支撑座，支撑座支承水轮轴以及发电机。当水位变化需要调节时，驱动电机带动蜗轮转动，在蜗轮的旋转作用下，蜗杆在固定座内部上下移动，因此带动支撑座2上下运动，并带动水轮3上下运动以适应不同的水位变化。

水轮3包括水轮轴31，轮毂32以及轮辐33，所述轮辐可以为8根、10根或者12根，图1中设置为10根，所述轮辐的末端连接水槽34，水槽为V型结构，可以理解的是，水槽的形状可以调节，当水流12的速度很快时，V型水槽可以调整为L型阻水板的结构。由于平缓水流速度过低，普通的水轮结构转速很慢，设置水槽的目的是在平缓的水流中增加水轮的转速。但仅仅通过设置水槽还是不足以加速水轮的转动，因此，本发明的改进在于，轮辐33为中空结构，减轻了水轮的整体重量，并在中空的轮辐33的内部设置重力球35。轮辐横截面为圆形，并在轮辐外面套设重力杆36，如图1所示，在水轮中心水平线上方的5个轮辐上由于重力的作用，重力球和重力杆均靠近轮毂，在下方的5个轮辐上，重力球和重力杆均远离轮毂而靠近水槽的位置，在重力的作用下，重力球和重力杆的向下运动从而产生惯性力，而向下的这个惯性力则能够进一步加速水轮的转动，因此提升了发电效率。

参照图2，并结合图1，图2是图1的侧视图，其显示了升降装置5以及支撑座内的发电机结构和弹性挡块37。其中升降装置5为蜗杆结构，蜗轮6与蜗杆连接，驱动电机7设置在固定座1上，并驱动涡轮6转动。发电机设置在支撑座内，包括变速机构，变速机构为相互啮合的大、小齿轮，其中水轮轴与变速机构的大齿轮相连，小齿轮带动发电机轴转动以输出电能；支撑座2与水轮轴31通过大齿轮8连接，水轮在水流的作用下转动，并带动大齿轮旋转，大齿轮8与小齿轮9上下啮合，小齿轮9与发电机轴11连接，以此带动发电机装置10运转。发电机输出的电能经整流器储存至蓄电池内，附图中并未示出。

轮辐33横截面为圆形，同时轮辐内的两端还设置弹性挡块37，当轮辐33向下转动时，重力球和重力杆在重力的作用下向下加速运动，并同时冲击弹性挡块，在受到弹性作用后弹起，并能够二次落下，因此更能加速轮辐的转动。

继续参照附图2，可以理解的是，水轮结构设置在固定装置的一侧或者两侧，当设置在固定座两侧时，左右水轮共用一个水轮轴，来带动大齿轮转动，变速机构可以为一组，也可以为左右两组。

可以理解的是，升降装置5也可以有其他的选择，例如为齿条结构，那么则可以通过驱动电机驱动的齿轮结构来带动齿条的上下运动。

可以理解的是，轮辐的形状并没有特别限定，直立轮辐加工制造简便为首选，同时轮辐可以为截面是圆形的流线型结构，轮辐与轮毂的连接关系也可以由辐射状进行改变，以适应流线型的结构。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种形式上的修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种水力发电装置，包括固定座，支撑座，水轮以及发电机；

2.根据权利要求1的水力发电装置，其特征在于，所述轮辐的横截面为圆形，两端设置有弹性挡块，以承档重力球。

3.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述V型水槽的形状可调。

4.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述轮辐的个数为10个。