CN103485963B - 一种水流发电装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种水流发电装置，具有采集水流能来发电和输出动力的功能。它由封闭滚动轮、折叠式翻转板、动力输出轴、齿轮棘轮、皮带圈和发电机等构成，在水流流速较慢的地方需增加加速装置提高动力输出轴输出的转速。动力输出轴可为发电机和其它机械提供动力。它可安装在船舶和浮箱上，也可修建在江河两侧的堤岸里和浮桥式横卧在江河上。它能产生强大的动力。在江河两侧的堤岸和江面上每隔几米到十几米就能修建一个水流发电装置，像长江这样的河流，沿途可以修建成千上万个水流发电装置。它无污染，无排放，不损伤一寸绿地，不破坏一株植被，不需筑一座大坝，更不需搬迁一个居民。无任何安全隐患，易建造，好保养，并且是完全绝对的绿色能源。
Description
技术领域
本发明涉及机械与发电技术领域，特别涉及一种水流发电装置及其应用。
背景技术
随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界各国都在采取积极有效的措施改善环境、减少污染。这其中，最为重要的也最紧迫的问题就是能源问题，节能技术的研究具有重要意义。
我国西南，多高山峻岭，雨量丰沛，水能资源极其丰富，国家已经开始在多条河流进行梯级开发，开发大型传统式水电站虽然有综合效益好的优势、回报率高的优点，但是也有很多缺点：建设周期长、始建投资大、输送距离远。因此，目前急需一种更加简便、绿色的水流发电装置来代替传统意义上的大坝水电站。
发明内容
本发明的目的是提供了一种水流发电装置及其应用，该水流发电装置是，通过利用江河海洋中水流的动力来发电，这种水流发电装置一次性建成，再无耗费，发电无限，并且功率巨大，节约能源，无污染，经济效益和社会效益深远重大，是一种全绿色水流发电装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种水流发电装置，包括封闭滚动轮、翻转板、动力输出轴、齿轮棘轮、皮带圈、恒速器和发电机，其特征在于，所述发电装置设有至少一台发电机，所述发电机的驱动输出轴连接一台恒速器，发电机和恒速器通过一套齿轮棘轮连接至少一个封闭滚动轮，所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有至少1个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。
其原理是：所述封闭滚动轮外圆表面上的翻转板，在重力或水流冲击的情况下会自动张开和收起。这样没有完全张开的翻转板和完全张开的翻转板跟没有完全收起的翻转板和完全收起的翻转板又分别处在封闭滚动轮的对立面的两侧，当水流冲击到没有完全张开的翻转板和完全张开的翻转板跟没有完全收起的翻转板和完全收起的翻转板时，前者和后者受到的外来作用力大小不一样，前者从逐渐张开到完全张开受力逐渐增大到最大极限，后者从逐渐收起到完全收起受力逐渐减小到几乎为零。从而使封闭滚动轮两侧的受力失去平衡，就是这个让封闭滚动轮失去平衡的力，使封闭滚动轮转动起来，并把动力通过封闭滚动轮上的动力输出轴输送出去，通过一套驱动链轮连接，带动发电机转动发电。
进一步的，所述的固定装置为凹槽或支架中的一种，且所述固定装置与翻转板配套出现，一个翻转板设有一个固定装置。
进一步的，所述翻转板为单节翻转板或多节翻转板。在船舶和浮箱的底部式或堤岸式，翻转板只能是两节或两节以上。在船只和浮箱的两侧式或浮桥式，翻转板的节数不受限制，但是单节式会兜风一些，因为水面上的风向跟水流方向不一定总是相反的。而船舶和浮箱的底部或堤岸式，由于翻转板是在一个半椭圆形的凹槽里带动封闭滚动轮转动，翻转板和封闭滚动轮此时旋转在翻转板和封闭滚动轮跟椭圆凹槽之间的水流也在跟着翻转板和封闭滚动轮一起同向转动，没有反向的外力影响翻转板做功。因此单节翻转板、双节翻转板、三节翻转板或多节翻转板都可以应用在船只和浮箱的底部式或堤岸式。但是单节翻转板会受到翻转板和封闭滚动轮旋转时在翻转板和封闭滚动轮跟椭圆凹槽之间的水流微小的阻力，因为翻转板和封闭滚动轮旋转时在翻转板和封闭滚动轮跟椭圆凹槽之间的水流的速度比椭圆凹槽外的水流速度要小得多。故两节或两节以上的翻转板效力会更好。
进一步的，所述翻转板为条式或螺旋式固定在封闭滚动轮的表面上。
进一步的，所述翻转板的末端的一侧设有挡水板，增加水流的利用率。
进一步的，所述的水流发电装置在水流流速较慢的地方需增加加速装置提高动力轴输出的转速，使发电机动力轴能达到发电的速度，利用水流发电。
本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：
一种水流发电装置，包括封闭滚动轮、翻转板、动力输出轴、齿轮棘轮、皮带圈、恒速器和发电机，其特征在于，所述发电装置设有至少一台发电机，所述发电机的驱动输出轴连接一台恒速器，发电机和恒速器通过一套齿轮棘轮连接至少一个封闭滚动轮，所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有至少1个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。
进一步的，所述的水流发电装置安装于船舶或浮箱的底部，用固定在江河两岸的拉绳把船舶或浮箱固定在江河的水面上，利用水流发电。
进一步的，所述的水流发电装置安装于船舶或浮箱的两侧，用固定在江河两岸的拉绳把船舶或浮箱固定在江河的水面上，利用水流发电。
进一步的，所述的水流发电装置安装于江河的岸堤上，利用水流发电。
进一步的，所述的水流发电装置安装于江河两岸的两根固定滑槽杆上的漂浮架上，构成浮桥式发电装置，利用水流发电。
进一步的，本发明所有跟水直接接触的设备都应用不锈钢材制成。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、本发明所述的水流发电装置利用江河海洋中水流的动力进行发电，这种水流发电装置一次性建成，再无耗费，发电无限，并且功率巨大，节约能源，无污染，经济效益和社会效益深远重大，是一种全绿色水流发电装置；
2、本发明所述的水流发电装置应用范围广，可安装于固定在江河水面上大型船舶或浮箱的底部和两侧，或安装于江河岸堤上，还可以安装在槽式固定桩上，构成浮桥式发电装置，利用水流发电；
3、本发明所述的水流发电装置无污染，无排放，不损伤一寸绿地，不破坏一株植被，不需筑一座大坝，更不需搬迁一个居民，无任何安全隐患，易建造，好保养，易管理和价格低廉，每隔几米或十几米就可以安装一台水流发电站，也就是说每一立方米的水每流动几米或十几米就可以做一次功，像长江这样的河流，沿途可以安装成千上万个水流发电站，发电量巨大，功率巨大，是取之不尽用之不竭并且是完全绝对的绿色能源。像中国这样的用电大国，半条长江水的发电量都用不完，真正实现了古人云：不尽江水滚滚流，流的都是煤和油。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明发电装置的侧视图；
图2、图3是有加速装置的侧视图；
图4是单节翻转板水流发电装置的侧视图；
图5是双节翻转板水流发电装置的侧视图；
图6是具有挡水三角板的双节翻转板水流发电装置的侧视图；
图7是翻转板的局部放大图；
图8至图17是本发明发电装置的应用状态参考图；
图18是封闭滚动轮的侧面图。
具体实施方式
实施例
1
如图1、图2所示，一种水流发电装置，包括封闭滚动轮1、翻转板5、动力输出轴、齿轮棘轮、皮带圈、恒速器和发电机3，其特征在于，所述发电装置设有至少一台发电机，所述发电机的驱动输出轴连接一台恒速器，发电机和恒速器10通过一套齿轮棘轮连接至少一个封闭滚动轮，所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有至少1个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。
进一步的，所述的固定装置为凹槽或支架中的一种，且所述固定装置与翻转板配套出现，一个翻转板设有一个固定装置。
进一步的，所述翻转板为单节翻转板、双节翻转板、三节翻转板或多节翻转板中的一种。
进一步的，所述翻转板的末端的一侧设有挡水板5-1。
实施例
2
如图1、图2、图3、图7及图13所示，一种水流发电装置的应用，所述发电装置包括发电、封闭滚动轮1和翻转板5，所述发电装置设有一台发电机3，所述发电机的驱动轴连接一台恒速器10，和加速装置4和8，发电机和恒速器通过一套驱动链轮连接至少一个封闭滚动轮，所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有至少1个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。
如图8和图9所示，所述水流发电装置安装于大型船只底部和两侧，利用水流发电。
如图10所示，所述的水流发电装置安装于江河岸堤上，利用水流发电。
实施例
3
如图4，本实施例包括与实施例1相同的所述发电装置，本实施例是实施例1的优选方案。所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有8个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置6，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。所述翻转板为单节翻转板。
实施例
4
如图5，本实施例包括与实施例1相同的所述发电装置，本实施例是实施例1的优选方案。所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有8个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置6，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。所述翻转板为双节翻转板。
实施例
5
如图6，本实施例包括与实施例1相同的所述发电装置，本实施例是实施例1的优选方案。所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有8个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置6，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。所述翻转板为双节翻转板，所述翻转板的末端的一侧设有挡水板5-1。如图6和7所示，进一步的，所述双节翻转板两节间的夹角α在大于15°最大为180°之间，从而保证翻转板始终能够在水流的冲力和重力的作用下顺利张开并转动，给发电机提供发电的动力。
实施例
6
如图10、图11及图12所示，本实施例包括与实施例1相同的所述发电装置，本实施例是实施例1的优选方案。一种水流发电装置，包括发电机、封闭滚动轮1和翻转板5，所述发电装置设有一台发电机3，所述发电机的驱动轴连接一台恒速器10，发电机和恒速器通过一套驱动链轮连接到封闭滚动轮的轴上，在封闭滚动轮的外圆表面上安装4组翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动。所述水流发电装置安装于江河岸堤9上，利用水流发电。
实施例
7
如图14，图15、图16及图17所示，本实施例包括与实施例1相同的所述发电装置，本实施例是实施例1的优选方案。一种水流发电装置，包括发电机、封闭滚动轮1和翻转板5，所述发电装置设有一台发电机3，所述发电机的驱动轴连接一台恒速器10，发电机和恒速器通过一套驱动链轮连接到封闭滚动轮的轴上，在封闭滚动轮的外圆表面上安装4组翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述固定装置为三角凹槽11，为浮桥式水流发电装置，它是把封闭滚动轮作为漂浮器安装在漂浮架12上，漂浮架能在有滑槽的固定桩13上随着江河的水位涨落上下滑动，从而确保做功的翻转板能完全淹没在水里，封闭滚动轮横卧在江河的水面上，利用水流发电。在有航运的地段或江面比较宽广的流域，可以把它建成两段或三段，在江面上留出航道来，让船舶通行。
实施例
8
如图18，本实施例包括与实施例1相同的所述发电装置，本实施例是实施例1的优选方案。它是把条式翻转板改变成较短的翻转板5，再把较短的翻转板螺旋式的安装在封闭滚动轮上，这样封闭滚动轮轴输出的动力就会更加均匀，速度会更加稳定。
Claims (5)
1.一种水流发电装置，包括封闭滚动轮、翻转板、动力输出轴、齿轮棘轮、皮带圈、恒速器和发电机，其特征在于，所述发电装置设有至少一台发电机，所述发电机的驱动输出轴连接一台恒速器，发电机和恒速器通过一套齿轮棘轮连接至少一个封闭滚动轮，所述封闭滚动轮的外圆表面上固定有至少1个翻转板，所述翻转板通过合页固定于封闭滚动轮上，在所述合页同侧设有固定装置，所述翻转板在水流带动下转动，从而带动所述封闭滚动轮和发电机转动；所述翻转板为螺旋式固定在封闭滚动轮的表面上；所述的水流发电装置安装于江河两岸的两根固定滑槽杆上的漂浮架上，构成浮桥式发电装置，利用水流发电。
2.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，所述的固定装置为凹槽或支架中的一种，且所述固定装置与翻转板配套出现，一个翻转板设有一个固定装置。
3.根据权利要求1或2所述的水流发电装置，其特征在于，所述翻转板为单节翻转板或多节翻转板。
4.根据权利要求3所述的水流发电装置，其特征在于，所述翻转板的末端的一侧设有挡水板，增加水流的利用率。
5.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，所述的水流发电装置在水流流速较慢的地方需增加加速装置提高动力输出轴输出的转速，使发电机动力轴能达到发电的速度，利用水流发电。
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