CN103161650B - 一种水轮发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水轮发电装置，包括水轮塔基、发电机机房、发电机、水轮、转轴皮带和皮带轮，以及发电储能控制系统，所述水轮塔基上建有发电机机房，发电机机房内设有发电机和发电储能控制系统，本发明采用双水轮转动发电，能成倍增大发电量，并且可以提高水轮转动力矩；所述电机转轴上设有转速传感器，水轮转速由转速传感器监测，该监测值送给发电储能控制系统，由其判断发电机的工作状态，从而分配供电和储能；所述水轮发电装置设置在风塔建筑外围，与风塔发电系统结合，其发出的电用于驱动强力送风机。本发明克服了现有技术存在的缺陷，具有结构简单、安装使用方便、水能利用率高等特点，不仅美化了建筑环境，还能为建筑部分用电负载供电。

Description

一种水轮发电装置
技术领域
本发明涉及一种利用水力发电的装置，具体而言，涉及一种配置在风塔建筑外围、用于驱动强力送风机的水轮发电装置。
背景技术
随着人们对新能源的开发，综合利用水能发电有重要意义。水力发电站利用水流产生的动能带动发电机组进行发电，现有的水轮发电机是通过水冲击水轮，水轮旋转带动发电机发电。
例如申请号为200710086447.5标题为“变速水轮发电机”的中国专利申请，该申请所公开的发电系统安装复杂，占用空间大。又例如是申请号为95235346.6、标题为“水轮发电机”的中国申请，其公开了一种水力发电设备，以上两种结构都是单水轮，存在水能利用率低的问题，且它们没有设置储能设备，不能对所发的电量进行合理利用和控制。水轮转速的反馈对于发电机工作和发电储能控制系统也很重要，现有的水轮发电机没有对其进行处理和利用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明公开了一种水轮发电装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种水轮发电装置，包括水轮塔基、水轮、发电机机房、发电机、转轴、皮带和皮带轮，水流经所述水轮塔基，所述水轮塔基上建有发电机机房，发电机机房内设有发电机和发电储能控制系统，与发电机连接的电机转轴两端分别设有皮带轮，机房顶部固定有水轮转轴，其一端穿过水轮，另一端固定在混凝土梯台顶部；所述皮带连接水轮转轴的皮带轮和电机转轴两端的皮带轮。
本发明提供的水轮发电装置克服了现有技术中存在的上述缺陷，具有结构简单、安装使用方便、水能利用率高等特点，不仅美化了建筑环境，还能为建筑部分用电负载供电。
优选的是，所述水轮发电装置采用双水轮转动发电，机房顶部两端对称固定水轮转轴，双水轮的同时转动能成倍增大发电量，并且可以提高水轮转动力矩。
优选的是，所述电机转轴上设有转速传感器，水轮转速由转速传感器监测。
优选的是，所述转速传感器为光电开关或霍尔传感器。
优选的是，所述发电储能控制系统将水轮转动的机械能转化的电能供给耗电负载，多余的电能储存到能量储存装置；根据转速传感器测得的水轮转速控制水轮发电装置电量供应。
优选的是，所述水轮发电装置设置在风塔建筑外围，与风塔发电系统结合，其发出的电用于驱动强力送风机。
优选的是，所述在风塔四周设置的水轮发电装置的配置个数可以为4组或8组。
附图说明
图1是根据本发明提出的水轮发电装置的优选实施例的前视剖面图。
图2是图1所示水轮发电装置的侧视剖面图。
图3是图1所示水轮发电装置的俯视图。
图4是图1所示水轮发电装置的安装于电机转轴的水轮转速传感器局部放大示意图。
图5是图1所示水轮发电装置配置在风塔建筑四周的俯视平面图。
图中标注说明：水轮塔基1，发电机机房2，发电机3，水轮4，水轮转轴5，转轴皮带轮6，皮带7，电机转轴8，转速传感器9，风塔建筑配置水轮发电装置10。
具体实施方式
在图1和图2所示的优选实施例中，本发明的水轮发电装置包括水轮塔基1、发电机机房2、发电机3、水轮4、转轴5和8、皮带7和皮带轮6，以及转速传感器9。
所述水轮塔基上建有发电机机房2，发电机机房内设有发电机3和发电储能控制系统，与发电机连接的电机转轴两端分别设有皮带轮6，机房顶部固定有水轮转轴5，其一端穿过水轮4，另一端固定在混凝土梯台顶部；所述皮带7连接水轮转轴5的皮带轮和电机转轴8两端的皮带轮。
本实施例中的发电机机房能将发电系统与水轮结构隔离开，有效地保护发电机发电系统的正常工作，并且对于水轮的安装提供很好的支撑。
如图2所示，所述水轮发电装置10采用双水轮转动发电，发电机机房2顶部两端对称固定水轮转轴5，水冲击双水轮4转动，水轮转轴的转动通过皮带传动使得电机转轴转动，发电机将上述转动机械能转化为电能输出或储存，双水轮的同时转动能成倍增大发电量，并且可以提高水轮转动力矩，更有效的利用水能。
双水轮与电机转轴连接可以电机转轴8同轴安装，也可以采用异轴安装。
所述电机转轴上设有转速传感器，水轮转速由转速传感器监测，该监测值送给发电储能控制系统，由其判断发电机的工作状态，从而分配供电和储能。
水轮转速传感器安装位置如图4所示。如果电机转轴采用异轴安装时，需要在两个电机转轴上均设置转速传感器，分别采集对应水轮的转速脉冲信号，由发电储能控制系统进行处理。
所述位置传感器可以为光电开关，转轴上可以设置一黑色的窄带标记，转轴每转一周就可以检测到一个脉冲信号，根据定时计数计算
转轴的转速。
所述位置传感器还可以为霍尔传感器，转轴上可以设置一磁块点，转轴旋转时，磁块点转到霍尔传感器位置，就可检测到脉冲信号，根据定时计数计算转轴的转速。
所述发电储能控制系统将水轮转动的机械能转化的电能供给耗电负载，多余的电能储存到能量储存装置；根据转速传感器测得的水轮转速控制水轮发电装置电量供应。
如图5所示，风塔建筑外围有一环形水系，位于地平面之下，在
河床之上建有风水轮台基，水流经所述水轮塔基1，风塔四周设置的水轮发电装置的配置个数可以为4组或8组，既可以发电，同时可用来美化环境，起到双重的作用。
所述水轮发电装置设置在风塔建筑外围，与风塔发电系统结合，其发出的电用于驱动强力送风机。

Claims (3)

1.一种水轮发电装置，包括水轮（4）、发电机（3）、转轴、皮带（7）和皮带轮（6），其特征在于：还包括水轮塔基（1），水流经所述水轮塔基，所述水轮塔基上建有发电机机房（2），发电机机房内设有发电机（3）和发电储能控制系统，与发电机(3)连接的电机转轴（8）两端分别设有皮带轮（6），机房顶部固定有水轮转轴（5），其一端穿过所述水轮（4），另一端固定在混凝土梯台顶部；所述皮带（7）连接水轮转轴（5）的皮带轮和电机转轴（8）两端的皮带轮；所述水轮发电装置采用双水轮转动发电，机房顶部两端对称固定有水轮转轴（5）；所述发电储能控制系统将水轮转动的机械能转化的电能供给耗电负载，多余的电能储存到能量储存装置；根据转速传感器测得的水轮转速控制水轮发电装置电量供应；所述水轮发电装置设置在风塔建筑外围，与风塔发电系统结合，其发出的电用于驱动强力送风机；所述在风塔四周设置的水轮发电装置的配置个数为4组或8组。
2.如权利要求1所述的水轮发电装置，其特征在于：所述电机转轴（8）上设有转速传感器（9），水轮转速由转速传感器监测。
3.如权利要求2所述的水轮发电装置，其特征在于：所述转速传感器为光电开关或霍尔传感器。
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