CN103790755B - 一种水上发电设备及发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水力发电技术领域，公开了一种水上发电设备，其包括叶轮机、发电机和升降装置，所述发电机与叶轮机连接，用于将叶轮机通过水流冲击产生的机械能转化为电能，所述升降装置与叶轮机固定连接，用于根据水位高低带动所述叶轮机上下移动，所述叶轮机包括叶轮、传动轴和半轴，所述叶轮的数量为两个，分别连接在所述传动轴的两端，所述半轴的一端与所述传动轴连接，所述半轴的另一端与所述升降装置固定连接，本发明还公开了一种发电系统，其包括多个上述所述的水上发电设备，多个所述水上发电设备沿有水流的水域设置。本发明能够充分利用水资源发电的水上发电设备，并且装拆方便、利于环保，无需建电站。

Description

一种水上发电设备及发电系统

技术领域

本发明涉及水力发电技术领域，特别是涉及一种利用叶轮发电的水上发电设备及发电系统。

背景技术

目前水力发电有大型、中型和小型水力发电，大型水力发电投资巨大，且容易受到地理环境的限制；中、小型水力发电也需要在一定规模的河流上筑坝建电站。而我国山川溪流众多，但仅限于地理条件还达不到中、小型水力发电站的要求，这些众多的自然河流自古至今都未得到充分的利用，白白浪费了大量水资源。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种能够充分利用水资源发电的水上发电设备，并且装拆方便、利于环保，无需建电站。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水上发电设备，其包括叶轮机、发电机和升降装置，所述发电机与叶轮机连接，用于将叶轮机通过水流冲击产生的机械能转化为电能，所述升降装置与叶轮机固定连接，用于根据水位高低带动所述叶轮机上下移动。

其中，所述叶轮机包括叶轮、传动轴和半轴，所述叶轮的数量为两个，分别连接在所述传动轴的两端，所述半轴的一端与所述传动轴连接，所述半轴的另一端与所述升降装置固定连接。

进一步地，所述叶轮机还包括增速机，所述增速机与所述传动轴连接，用于给所述叶轮增速。

进一步地，所述叶轮上设有多个叶片，多个所述叶片均布在所述叶轮的中心轴的圆周上。

其中，所述升降装置包括气缸或液压缸，以及支杆和底座，所述气缸或液压缸的活塞杆的伸出端连接在所述支杆上，用于带动所述支杆上下移动，所述气缸或液压缸的缸筒的端部与所述支杆的下端分别铰接在所述底座上，所述支杆的上端与所述半轴的端部固定连接。

进一步地，所述底座通过连接件固定连接在地面上。

进一步地，该发电设备还包括电机，所述电机与所述气缸或液压缸连接，用于驱动所述气缸或液压缸运动。

进一步地，所述气缸或液压缸可带动支杆提升3-6米。

其中，该发电设备还包括整流器、逆变器和滤波器，所述发电机通过整流器与所述逆变器连接，并经过所述滤波器滤波后并入电网。

本发明还提供一种发电系统，其包括多个如上述技术方案所述的水上发电设备，所述多个水上发电设备沿有水流的水域设置。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种水上发电设备，包括叶轮机、发电机和升降装置，所述升降装置可以根据河水流速的快慢及水位的变化，来控制、调节叶轮机的吃水高、低距离，并利用发电机与叶轮机连接，用于发电，结构简单，操作简便，利于环保，无需建电站。

附图说明

图1为本发明一种水上发电设备的结构示意图。

图中：1：叶轮机；11：叶轮；111：叶片；112：外圈；12：传动轴；13：半轴；2：升降装置；21：支杆；22：液压缸；23：底座；3：发电机；4：电动机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，为本发明提供的一种水上发电设备，适用于江、河、堰、湖、沟及渠有水流速的水域，其包括叶轮机1、发电机3和升降装置2，所述发电机3与叶轮机1连接，在水流冲击的过程中，所述叶轮机1的叶轮转动，产生机械能，所述发电机3用于将叶轮机1通过水流冲击产生的机械能转化为电能，进行发电，并连入电网，所述升降装置2与叶轮机1固定连接，用于根据水位高低带动所述叶轮机1上下移动，控制调节所述叶轮机1的吃水深度，结构简单，操作简便。

所述叶轮机1的具体包括叶轮11、传动轴12和半轴13，所述半轴13也称驱动轴，所述叶轮的数量为两个，分别通过螺栓等连接件连接在所述传动轴12的两端，所述叶轮11与传动轴12和半轴13的连接关系与汽车后桥与车轮的连接关系相同，所述传动轴12用于带动两个所述叶轮11同步转动，所述半轴13的一端与所述传动轴12连接，用于传递所述传动轴12的扭矩，所述半轴13的另一端与所述升降装置2通过螺栓等连接件固定连接，可以有效地传递叶轮11通过转动产生的机械能。

由于水流带动叶轮11转动，经常达不到理想的转速，因此所述叶轮机1还包括增速机，所述增速机与所述传动轴12连接，用于给所述叶轮11增速以达到需要发电的转速。

所述叶轮11上设有多个叶片111，优选为五个叶片111，多个所述叶片111均布在所述叶轮11的中心轴的圆周上，所述叶片111可以采用焊接的方式与所述叶轮11的中心轴连接，所述叶轮11还包括外圈112，多个叶片111的外端部与所述外圈112的内缘焊接，所述叶轮11的直径可以根据河水的深度来确定，叶轮11的直径一般在3米左右，在正常发电情况下，河水的水位位于所述叶轮11的中心轴附近。

所述升降装置2包括液压缸22、支杆21和底座23，所述液压缸22也可以替换为气缸，所述液压缸22或气缸的活塞杆的伸出端铰接在所述支杆21上，位于所述支杆21的轴向下方，用于带动所述支杆21上下移动，所述液压缸22或气缸的缸筒的端部与所述支杆21的下端分别铰接在所述底座23上，所述支杆21的上端与所述半轴13的端部通过螺栓等连接件固定连接，所述底座23通过地脚螺栓固定连接在河岸两侧的地面上，所述地面可预先浇铸水泥，以增强所述底座23与地面的连接力，以能够承受所述升降装置2带动叶轮机1上下移动对所述底座23产生的作用力。

另外，该发电设备还包括电动机4或电机，所述电动机4或电机与所述液压缸22或气缸连接，用于驱动所述液压缸22或气缸运动，所述液压缸22或气缸可带动支杆21提升3-6米，如遇洪水季节，可带动所述叶轮提升超出水面3-6米，安全可靠，操作快捷。

该发电设备还包括整流器、逆变器和滤波器，所述发电机3通过整流器与所述逆变器连接，并经过所述滤波器滤波后并入电网。只要水的流速在每秒2米以上的河、堰、渠、沟内均能发电，由发电机3发出来的电压是380V，经过整流进入逆变器，再通过滤波出来的电压能到达国标的50赫兹，并可以选择并入220v或380v国家电网，还可并入10千伏电网。

本发明还提供一种发电系统，其包括多个如上述技术方案所述的水上发电设备，所述多个水上发电设备沿有水流的水域设置。该发电设备在一公里河道的两岸可安装100台以上，不影响河道的水流，在洪水季节，所述叶轮机1可以随意提高到高于河岸2.5m以上，既利于捕捞漂浮物，又能保持河道水流的安全畅通，使用方便。

本发明能够充分利用我国广泛的水资源，不修坝、不修堤、不安管道，利于环保，不影响生态，不污染河体水源，完全能够充分利用白白流失的水资源，充分挖掘水的内在潜能，充分利用水的流速变为机械能，再由机械能转化为热能、电能，用于发电，响应国家节能减排的号召。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水上发电设备，其特征在于，其包括叶轮机、发电机和升降装置，所述发电机与叶轮机连接，用于将叶轮机通过水流冲击产生的机械能转化为电能，所述升降装置与叶轮机固定连接，用于根据水位高低带动所述叶轮机上下移动；

所述叶轮机包括叶轮、传动轴和半轴，所述叶轮的数量为两个，分别连接在所述传动轴的两端，所述半轴的一端与所述传动轴连接，所述半轴的另一端与所述升降装置固定连接；

所述升降装置包括气缸或液压缸，以及支杆和底座，所述气缸或液压缸的活塞杆的伸出端连接在所述支杆上，用于带动所述支杆上下移动，所述气缸或液压缸的缸筒的端部与所述支杆的下端分别铰接在所述底座上，所述支杆的上端与所述半轴的端部固定连接。

2.如权利要求1所述的水上发电设备，其特征在于，所述叶轮机还包括增速机，所述增速机与所述传动轴连接，用于给所述叶轮增速。

3.如权利要求2所述的水上发电设备，其特征在于，所述叶轮上设有多个叶片，多个所述叶片均布在所述叶轮的中心轴的圆周上。

4.如权利要求1所述的水上发电设备，其特征在于，所述底座通过连接件固定连接在地面上。

5.如权利要求1所述的水上发电设备，其特征在于，其还包括电机，所述电机与所述气缸或液压缸连接，用于驱动所述气缸或液压缸运动。

6.如权利要求5所述的水上发电设备，其特征在于，所述气缸/液压缸可带动支杆提升3-6米。

7.如权利要求1所述的水上发电设备，其特征在于，其还包括整流器、逆变器和滤波器，所述发电机通过整流器与所述逆变器连接，并经过所述滤波器滤波后并入电网。

8.一种发电系统，其特征在于，其包括多个如权利要求1-7任一项所述的水上发电设备，多个所述水上发电设备沿有水流的水域设置。