CN104165115B - 一种水力发电装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水力发电装置及其方法。将叶片依次安装在水轮机围板的凹槽处，水轮机围板通过围板螺栓与水轮机侧板及轴座总成固定，水轮机侧板及轴座总成通过花键与转轴连接，转轴依次穿过轴承盖、上轴承、和下轴承，坝体，转轴的输出端与离合器连接，离合器同时与增速器输入轴连接，增速器输出轴与发电机连接。本发明工作时，流水直接推动叶片进而带动水轮机转动，产生力矩通过转轴、离合器和增速器输入到发电机，发电机发电。本发明可直接利用江河、溪流、洋流、潮汐等自然流水动力发电，不需建立拦水建坝发电，可节省大量人力物力，安装简便，水能利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及发电装置，尤其涉及一种水力发电装置及其方法。
背景技术
随着能源危机越来越严重，水力发电作为一种清洁能源备受重视。水能是人类可利用的最古老的可再生能源之一。从流水中获取能源发电的方式很多，有大坝式、引水式、潮汐等水电站。我国目前大多属于拦水建坝式电站，即在江河拦水建坝获得高势能的水流，然后通过水轮机将部分势能转换成水轮机动能，再借水轮机动能，推动发电机发电。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。
我国经三次大的水力资源全国性普查，水能资源理论蕴藏量694400MW，技术可开发的水能资源541640MW、经济可开发的水能资源401795MW。到目前中国水电总装机容量已达到2.3亿千瓦，水电资源开发利用率提高到34%。但还有大量的水力资源靠传统方式很难有效利用。水电事业的快速发展，为国民经济和社会发展做出了重要贡献，也带动了装备制造业的繁荣。
然而社会经济发展、能源需求飙升，传统拦水建坝的水力资源有限，同时拦水建坝带来的附加移民成本上升、自然生态改变、环境之争等问题也日趋显现。使传统电站的发展逐渐陷入‘建’与‘停’的两难。立足于自然水力资源的高效利用，迫切需要多种建设周期短、成本低、效率高、亲自然的能源转换方式。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种水力发电装置及其方法。
水力发电装置包括水轮机围板、水轮机侧板及轴承座总成、围板螺栓、上轴瓦、轴承盖、转轴、下轴瓦、坝体、叶片、离合器、增速器和发电机；叶片依次安装在水轮机围板的凹槽处，水轮机围板通过围板螺栓与水轮机侧板及轴座总成固定，水轮机侧板及轴座总成通过花键与转轴连接，转轴依次穿过轴承盖、上轴瓦、下轴瓦和坝体，转轴的输出端与离合器连接，离合器与增速器输入轴连接，增速器输出轴与发电机连接。
所述的叶片工作时因为受力影响能在侧板的辐射条幅凹槽处来回运动。
所述的水轮机侧板及轴承座总成采用内空外辐射凹槽结构。
所述的上轴瓦、下轴瓦是一种有定位唇且一侧有翻边结构的轴瓦。
所述的水力发电装置的发电方法包括以下步骤：
1）闭合离合器，打开发电机；
2）流水直接推动叶片进而带动水轮机转动，产生力矩通过转轴、离合器、增速器输入到发电机；
3）发电机输出电能。
本发明的叶片工作时因为受力影响能在侧板的辐射条幅凹槽处来回运动。保证部分叶轮不与水流接触时可以完全收缩在水轮机内部，从而减小空气阻力。同时为了保证水轮机的足够的转动惯量的同时尽量轻量化，采用内空外辐射凹槽结构的水轮机侧板及轴承座总成。本发明结构简单，安装简便，水能转化效率高，可直接利用江河、溪流、洋流、潮汐等自然流水动力发电，不需建立拦水建坝发电，可节省大量人力物力，安装简便，水能利用率高。是一种建设周期短、成本低、效率高、亲自然的能源转换方法。
附图说明
图1为水力发电装置叶片全部伸开时的示意图；
图2为本发明水力发电装置叶片工作时的示意图；
图3为本发明水力发电装置上轴瓦4、下轴瓦7的示意图；
图中，水轮机围板1、水轮机侧板及轴承座总成2，围板螺栓3、上轴瓦4、轴承盖5、转轴6、下轴瓦7、坝体8、叶片9、离合器10、增速器11和发电机12。
具体实施方式
如图1所示，一种水力发电装置包括水轮机围板1、水轮机侧板及轴承座总成2、围板螺栓3、上轴瓦4、轴承盖5、转轴6、下轴瓦7、坝体8、叶片9、离合器10、增速器11和发电机12；叶片9依次安装在水轮机围板1的凹槽处，水轮机围板1通过围板螺栓3与水轮机侧板及轴座总成2固定，水轮机侧板及轴座总成2通过花键与转轴6连接，转轴6依次穿过轴承盖5、上轴瓦4、下轴瓦7和坝体8，转轴6的输出端与离合器10连接，离合器10与增速器11输入轴连接，增速器11输出轴与发电机12连接。
如图2所示，水力发电装置叶片9因为受力影响能在侧板的辐射条幅凹槽处来回运动。保证部分叶轮不与水流接触时可以完全收缩在水轮机内部，从而减小空气阻力。保证部分叶轮不与水流接触时可以完全收缩在水轮机内部，从而减小空气阻力。
如图3所示，水力发电装置的上轴瓦4、下轴瓦7是一种有定位唇且一侧有翻边结构的轴瓦。该轴瓦即可依靠定位唇实现自身定位，同时一侧的翻边可以防止转轴轴向窜动并保证一定有一定的轴向间隙。
水力发电装置的发电方法，包括以下步骤：
1）闭合离合器10，打开发电机12；
2）流水直接推动叶片9进而带动水轮机转动，产生力矩通过转轴6、离合器10、增速器11输入到发电机12；
3）发电机12输出电能。
Claims (4)
1.一种水力发电装置，其特征在于包括水轮机围板（1）、水轮机侧板及轴承座总成（2）、围板螺栓（3）、上轴瓦（4）、轴承盖（5）、转轴（6）、下轴瓦（7）、坝体（8）、叶片（9）、离合器（10）、增速器（11）和发电机（12）；叶片（9）依次安装在水轮机围板（1）的凹槽处，水轮机围板（1）通过围板螺栓（3）与水轮机侧板及轴承座总成（2）固定，水轮机侧板及轴座总成（2）通过花键与转轴（6）连接，转轴（6）依次穿过轴承盖（5）、上轴瓦（4）、下轴瓦（7）和坝体（8），转轴（6）的输出端与离合器（10）连接，离合器（10）与增速器（11）输入轴连接，增速器（11）输出轴与发电机（12）连接，
所述的叶片（9）工作时因为受力影响能在侧板的辐射条幅凹槽处来回运动。
2.根据权利要求1所述的一种水力发电装置，其特征在于所述的水轮机侧板及轴承座总成（2）采用内空外辐射凹槽结构。
3.根据权利要求1所述的一种水力发电装置，其特征在于所述的上轴瓦（4）、下轴瓦（7）是一种有定位唇且一侧有翻边结构的轴瓦。
4.一种实施如权利要求1所述的水力发电装置的发电方法，其特征在于包括以下步骤：
1）闭合离合器（10），打开发电机（12）；
2）流水直接推动叶片（9）进而带动水轮机转动，产生力矩通过转轴（6）、离合器（10）、增速器（11）输入到发电机（12）；
3）发电机（12）输出电能。
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