CN103527389B - 水流贮能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水流贮能发电装置,包括发电机、支撑导轮和带动支撑导轮转动的链条,所述支撑导轮至少为2个,沿水流方向安装成一排,每相邻的两个支撑导轮通过一根链条连接,所述链条上固定有多个水斗,所述支撑导轮中心穿设有主轴,所述发电机的输入端与位于两端的支撑导轮中任意一个的主轴相连。本发明装设于主河道或渠道,其利用水流本身具有的动能发电,不需修建拦水坝、引流管道、压力管道、运送设备的专用通道等,对生态环境的破坏性影响极小、发电功率稳定、受天气等因素的影响小;本发明可根据流水所具有动能和发电机功率确定水斗的总数量和链条的总长度或设置多组水能收集装置,克服了现有水轮发电机的水能不足以支撑发电等缺点。

Description

水流贮能发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种发电装置,尤其涉及一种水流贮能发电装置。
背景技术
[0002]水能是很好的清洁能源,应用其发电对低碳发展有着举足轻重的作用。然而,筑坝蓄水发电对地区板块应力有着严重影响,极易造成地质灾害;此外,对生态环境也有着巨大影响,特别是需要回游的鱼类无法返回最初出生地,难以实现物种的延续。因此,如何充分利用清洁能源的同时还尽可能小地影响大自然是值得需要考虑的问题。
[0003]目前,在一些河道、沟渠中,水流流动时也具有一定的惯性和动能,水流这部分能量也可以加以利用,带动发电机进行发电。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的不足,本发明提供一种水流贮能发电装置,该水流贮能装置能够在无需筑坝蓄水的情况下收集水流本身具有的能量进行发电。
[0005]为实现上述目的,本发明的水流贮能发电装置,包括发电机,还包括支撑导轮和带动支撑导轮转动的链条,上述支撑导轮至少为2个,沿水流方向安装成一排,每相邻的两个支撑导轮通过一根链条连接,上述链条上固定有多个水斗,上述支撑导轮中心穿设有主轴,其中,上述发电机的输入端与位于两端的支撑导轮中任意一个的主轴相连,即发电机的输入端与位于水流最上游或最下游的支撑导轮的主轴相连(仅与其中一个支撑导轮相连),该支撑导轮的主轴一端连接在支撑导轮中心,一端与发电机的输入端相连。现有技术中,多采用水轮发电,一般通过在水轮的外缘上设置水斗利用水流动能或势能冲刷水斗、利用水的重力及水轮的惯性,使水轮转动带动发电机发电,虽然该方案也实现了无需筑坝利用水能发电,但发明人经过仔细研究发现其局限也非常大:由于该水轮的大小是固定的,其可以设置的水斗个数也非常有限,应用在水流较小、较缓的地方,其水斗收集的能量较小,无法支撑水轮旋转带动发电机发电。发明人经过长期的研究和试验提出了本方案,本方案中创新性地采用链条传递水能:将水斗固定在链条上,水斗收集的能量由链条传递给支撑导轮,支撑导轮再带动发电机发电。支撑导轮的位置可以任意选择,再选用合适长度的链条与之配合,链条越长,其上可以安装越多的水斗,收集更多的水流能量。在水流较小、较缓的地方,根据水流所具有的动能和发电机功率,可采用较长的链条和设置较多的水斗,满足发电要求,此外,还可以设置多个支撑导轮进行串接,每相邻的两个支撑导轮形成一级水能收集装置,多个支撑导轮串接后形成多级水能收集装置,这些水能收集装置收集的水流动能均用于带动与发电机相连的支撑导轮转动从而带动发电机发电;而在水势较大、水流较急的地方则可以根据流水所具有动能和发电机功率将水能收集装置的级数减少、或每级使用的水斗数量减少等。作为本领域的普通技术人员,其在考虑增加水流能量的收集时,一般仅会考虑到增大水轮半径、增设水斗等手段,由于水轮为圆形,其增大的程度毕竟有限,且其转动时在水中的水斗不足四分之一,其水流动能收集的效果并不会随着水轮半径的增大而明显增加,而本发明的发明人创新性地采用链条,链条理论上可以无限增长,而且无论任何时候,链条上的水斗基本一半位于水中,增加链条长度和水斗个数,其收集水能的能力将会明显增加,而且采用多个支撑导轮和链条串接还可以进行多级能量收集,而水轮则不具备多级串接功能。基于上述,本方案具有突出的实质性特点和非常明显的效果。
[0006]作为本发明的进一步改进,上述水斗下方还设置有底板和连杆,其中,底板固定在链条上,水斗通过连杆固定在底板上,本方案中采用底板可以更加方便地将水斗固定在链条上。
[0007]进一步,上述水斗呈板状或桨状或开口容器状,其中,开口容器是指便于水进入和倒出的容器,其开口一般较大,例如但不限于桶。
[0008]进一步,上述水流贮能发电装置还包括底座,上述支撑导轮安装在底座上。
[0009]进一步,上述水流贮能发电装置还包括安装支撑导轮的支架,上述支撑导轮固定在支架上,上述支架固定在底座上。
[0010]进一步,上述支撑导轮包括与链条咬合的传动链轮和控制传动链轮单向转动的棘轮,上述棘轮安装在传动链轮内部,且与传动链轮内啮合,使传动链轮在主轴上只能作单向转动,保证安装过程中的可靠性和安全性。
[0011]进一步,上述支架上还设置有用于调整支撑导轮高度的螺帽,上述支架包括凹字形板和螺杆,凹字形板的两个侧面板向上设置,且两个侧面板上都开设安装主轴的通孔;螺杆连接在凹字形板的水平板下端,上述螺帽螺纹连接在螺杆上。本方案中,底座上设置有螺杆安装孔,螺杆下端固定在该安装孔内,上端连接在凹字形板的水平板下端,螺帽的半径大于安装孔的半径,螺帽连接在螺杆外面且位于安装孔上方,改变螺帽在螺杆上的固定位置,就可以调整支架固定在底座上的位置,螺帽离凹字形板越远,则支架安装得越高,反之越近,因此螺帽可以调整支架、及其上的支撑导轮、链条的整体高度,从而改变水斗与水的接触面积,确保发电机的转速稳定。
[0012]进一步,上述水流贮能发电装置还包括防止链条摆动的长条板,该长条板的安装方向与链条方向相同,且沿链条运动方向开设有凹槽,上述链条位于凹槽内。该长条板两端可以安装在两个支撑导轮上或底座上,也可以从岸边安装另外设置支撑装置安装。
[0013]进一步,每根链条上固定6个水斗,6个水斗均匀分布在链条上。
[0014]相对于现有技术,本发明具有如下优点和有益效果:
[0015] 1、本发明不需修建拦水坝,引流管道、压力管道、运送设备的专用通道等,对生态环境的破坏性影响极小;
[0016] 2、本发明可根据流水所具有动能和发电机功率,确定水斗的总数量和链条的总长度或设置多组水能收集装置,克服了现有水轮发电机的水能不足以支撑发电等缺点,充分收集与利用水体具有的能量发电;
[0017] 3、本发明可在雨水季节充分利用水流具有的能量,收集发电送入大电网,可在一定程度上减少热力发电厂的发电量,减少碳排放;
[0018] 4、本发明装设于主河道或渠道,发电功率稳定,受天气等因素的影响小。
附图说明
[0019]图1为本发明的结构示意图;
[0020]图2(a)为实施例2中水斗的连接示意图;
[0021] 图2(b)为图2(a)的左视图;
[0022]图2(c)为实施例2中底板的结构不意图;
[0023]图2(d)为实施例2中底板的俯视图;
[0024]图3(a)是支架的结构示意图;
[0025]图3(b)是支架的安装示意图;
[0026]图4为实施例4的结构示意图;
[0027]图5(a)为实施例5中链条与凹槽的结构示意图;
[0028]图5(b)为实施例5中链条与凹槽的连接示意图。
[0029]图例说明:1、发电机;2、底座;3、支撑导轮;31、主轴;4、链条;5、水斗;51、底板;52、连杆;6、支架;7、螺帽;8、长条板。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例及附图,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不仅限于此。
[0031]【实施例1】
[0032]如图1所示,本实施例的水流贮能发电装置,包括发电机1、底座2、安装在底座2上的支撑导轮3和带动支撑导轮3转动的链条4:支撑导轮3至少为2个,沿水流方向安装成一排,每相邻的两个支撑导轮3通过一根链条4连接,支撑导轮3设置有链条4配合的齿,且中心穿设有主轴31,上述发电机I的输入端与位于水流最上游或最下游的支撑导轮3的主轴31相连;链条4上固定有多个水斗5。链条4由不易磨损的钢质材料制成,能安装水斗5,链条4与支撑导轮3上的齿配合将水斗5获取的水能传递给支撑导轮3,与发电机I相连的支撑导轮3再带动发电机I发电。本实施例中,支撑导轮3的位置可以任意选择,再选用合适长度的链条4与之配合,链条4越长,其上可以安装越多的水斗5,收集更多的水流能量。如果支撑导轮3的数量大于或等于3个时,每两个支撑导轮3构成一级水能收集装置,多级水能收集装置串接后,所有水斗5收集的能量均用于带动与发电机I相连的支撑导轮3转动从而带动发电机I发电。在水流较小、较缓的地方,根据水流所具有的动能和发电机功率,可采用较长的链条4和设置较多的水斗5或设置多级水能收集装置,满足发电要求,而在水势较大、水流较急的地方则可以根据流水所具有动能和发电机功率适当将能量收集装置的级数减少、或每级使用的水斗5数量减少等。
[0033]【实施例2】
[0034]在实施例1的基础上,本实施例中的水流贮能发电装置包括2个支撑导轮3,两个支撑导轮3之间连接一根链条4,链条4上均匀设置6个水斗5,处于水流下游的支撑导轮3与电机I的输入端相连。
[0035] 如图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)所示,本实施例中的水斗5下方还设置有底板51和连杆52,其中,底板51固定在链条4上,水斗5通过连杆52固定在底板51上,上述水斗5为桶,实际应用中,水斗5也可以根据设置成呈板状或桨状或其他的开口容器状。图2(a)为水斗5、底板51、连杆52的连接示意图,图2(b)为图2(a)的左视图;图2(c)为底板51的结构示意图,图2(d)为底板51的俯视图,底板51上设置有四个螺孔,其通过这四个螺孔安装在链条4上,水流的动能和惯性带动水斗5移动时,水斗5带动链条传动实现水流的能量收集。
[0036]【实施例3】
[0037]在实施例1或实施例2的基础上,本实施例中的水流贮能发电装置还包括安装支撑导轮3的支架6,上述支撑导轮3通过支架6固定在底座2上。图3(a)是支架6的结构示意图,支架6包括凹字形板61和螺杆62,支架6上设置有用于调整支撑导轮3高度的螺帽7。其中,凹字形板61的两个侧面板向上设置,且两个侧面板上都开设安装主轴31的通孔,支撑导轮3则通过这两个通孔安装在两个侧面板之间;底座2上设置有安装螺杆62的安装孔,螺杆62上端连接在凹字形板61的水平板下端,下端连接在安装孔内,上述螺帽7的直径大于安装孔直径,且螺帽7螺纹连接在螺杆62上。图3(b)是支架6的安装示意图,改变螺帽7在螺杆62上的固定位置,就可以调整支架6固定在底座2上的位置,螺帽7下旋则离凹字形板越远,支架6安装得越高,反之越近,因此螺帽7可以调整支架6、及支架6上的支撑导轮3、链条4的整体高度,从而改变水斗5与水的接触面积,确保发电机的转速稳定。
[0038]【实施例4】
[0039]如图4所示,在上述实施例的基础上,本实施例中的水流贮能发电装置,包括4个支撑导轮3,采用3根链条4相连,构成三级水能收集装置,每根链条4上连接6个水斗5,6个水斗5均匀分布在链条4上,处于水流下游的支撑导轮3与电机I的输入端相连。
[0040]此外,支撑导轮3包括与链条4咬合的传动链轮和控制传动链轮单向转动的棘轮,上述棘轮安装在传动链轮内部,且与传动链轮内啮合,使传动链轮在主轴上只能作单向转动,保证安装过程中的可靠性和安全性。
[0041 ]【实施例5】
[0042]如图5(a)所示,在上述实施例的基础上,本实施例中的水流贮能发电装置还包括防止链条4摆动的长条板8,该长条板8的安装方向与链条4方向相同,且沿链条4运动方向开设有凹槽,上述链条4位于凹槽内,即凹槽两边的槽板位于链条4两侧,防止链条4摆动,链条4与长条板8的具体配合方式可采用常规的固定方式,例如图5(b)所示的一种方式,该凹槽的横截面呈“T”形,其中,链条4的销轴与“T”形凹槽的横边平行,且销轴两端伸入“T”形凹槽的横边两端。该长条板8可以固定在底座2或支架6上,也可以在岸边采用支撑装置固定。
[0043]以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.水流贮能发电装置,包括发电机(1),其特征在于,还包括支撑导轮(3)和带动支撑导轮(3)转动的链条(4),所述支撑导轮(3)至少为2个,沿水流方向安装成一排,每相邻的两个支撑导轮(3)通过一根链条(4)连接,所述链条(4)上固定有多个水斗(5),所述支撑导轮(3)中心穿设有主轴(31),所述发电机(I)的输入端与位于两端的支撑导轮(3)中任意一个的主轴(31)相连; 还包括底座(2)、安装支撑导轮(3)的支架(6),所述支撑导轮(3)固定在支架(6)上,所述支架(6)固定在底座(2)上; 所述支架(6)上还设置有用于调整支撑导轮(3)高度的螺帽(7),所述支架(6)包括凹字形板(61)和螺杆(62),所述凹字形板(61)的两个侧面板向上设置,且两个侧面板上都开设安装主轴(31)的通孔;所述螺杆(62)连接在凹字形板(61)的水平板下端,所述螺帽(7)螺纹连接在螺杆(62)上。
2.根据权利要求1所述的水流贮能发电装置,其特征在于,所述水斗(5)下方还设置有底板(51)和连杆(52),其中,底板(51)固定在链条(4)上,水斗(5)通过连杆(52)固定在底板(51)上。
3.根据权利要求1所述的水流贮能发电装置,其特征在于,所述水斗(5)呈开口容器状。
4.根据权利要求1所述的水流贮能发电装置,其特征在于,所述支撑导轮(3)包括与链条(4)咬合的传动链轮和控制传动链轮单向转动的棘轮,所述棘轮安装在传动链轮内部,且与传动链轮内啮合。
5.根据权利要求1至3任一所述的水流贮能发电装置,其特征在于,还包括防止链条(4)摆动的长条板(8),该长条板(8)的安装方向与链条(4)方向相同,且沿链条(4)运动方向开设有凹槽,所述链条(4)位于凹槽内。
6.根据权利要求1至3任一所述的水流贮能发电装置,其特征在于,每根链条(4)上固定6个水斗(5),6个水斗(5)均匀分布在链条(4)上。
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