CN104696153B - 偏心轮盘式水能发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偏心轮盘式水能发电机，偏心轮盘式水能发电机，包括左右对称两组发电机，发电机上分别设置固定装置和回转组件，连接回转组件与拨轮组件的连接轴，拨轮组件上设置了内齿轮，与固定装置上的外齿轮咬合，拨轮组件前后两面分别设置了台阶孔，与固定装置上设置的两对滚动轴承配合，用于防止拨轮组件偏摆，此时形成了两个独立的偏心回转机构，再加上中间的拨杆组件是通过叶片、拨杆臂以及拨杆连接而成，将两端的拨轮组件和连接轴串联，拨杆与连接轴两端用花键或者平键连接并固定。本发明机构巧妙，经过多次可行性分析和验证，实用性强，且制造简单，易于复制和量产，实用于大小不同规格水能发电机，发展潜力巨大。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及水能发电机。
背景技术
水力发电较其它能源优势很多，比如发展潜力大、收效快、可再生、洁净、可持续、环保、成本低等，我国水能资源富裕，其中发源于青藏高原的长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江、怒江等落差都达到5000m左右，但到目前为止其利用率才到14％左右，主要是传统的水能机最大的诟病是需要建造大坝、涵洞等，导致其受制约因素很多，如生态环境、地理条件、移民问题、国家战略安全、地表增压、海水倒灌、工程量大、工期长、成本高等。
发明内容
为了克服上述现有水力发电技术的不足，本发明提供了一种偏心轮盘式水能发电机，不需要建造大坝、涵洞，没有受制约因素或者很少，还可以因地制宜带动偏远山区振兴和发展经济，消除贫困，发展旅游业，并且可以承包本行业涉外工程等等。
本发明所采用的技术方案是：改变传统的涡轮式叶片发电机机构的束缚，采用翻转式偏心轮盘机构，使叶片始终能够以垂直于水面或水流入方向插入水体，增加了叶片与水流方向垂直接触平面，根据公式：m＝vsρ(v是水流速度，s为水流方向的垂直接触面，ρ为水的密度)，而动能只与速度v和质量m有关，可知本水能机叶片在水流速度不变的情况下比传统叶片能获得更多的动能。水轮机的水能利用率，即是水轮机的效率，可以这样理解，当一团水以速度V与本水能机叶片平面正面接触后速度减为0，然后靠水的自重和河床落差流走，当然这是当河道通过整理后的最理想状态。与传统水能机相比本水能机叶片与水的机械摩擦降到了最低，同时避免了涵洞对水能的摩擦损耗，提高了水轮机的效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是提高了水能利用系数，这是衡量水能机性能的主要指标；克服了现有技术单机容量限制，不受地形、水力资源等的限制，可根据水势随时转换单机或双机发电；降低了建厂投资，无需开山筑坝，安顿大量的移民；对生态环境无负面影响，无需库存和滞留蓄水，无泥沙淤积，基本不影响水生物回流、繁殖，保护了水源涵养地和生态功能区，维持了生物多样化；降低了地质灾害，避免因库水诱发地震；极大的消除了国家战略安全等等。
偏心轮盘式水能发电机，包括两组发电机，和设在每个发电机上的齿轮、固定装置、回转组件、拨盘组件、连接拨盘组件和回转组件的连接轴，以及连接两端连接轴和拨盘组件的拨杆组件，其特征在于：每个发电机输出轴上设有齿轮和齿轮压板，发电机输出端安装盖被设置为回转支承形式，回转支承上设有密封圈、固定轴，固定轴上设有固定板，固定板两端分别设有挡轴，挡轴上设有轴承挡套、两只滚动轴承和轴用挡圈；回转组件是有四组以上的连接轴、连接轴隔圈和转盘组成，每个连接轴上设有轴承挡圈，转盘上设有密封圈、成对使用的滚动轴承、轴承盖板，每个轴承盖板上设有O型圈等；拨盘组件是有四组以上的密封圈、成对使用的滚动轴承、轴承盖板组成，每个轴承盖板上设有O型圈、密封圈等；拨杆组件是有拨杆、拨杆臂和叶片等组成，拨杆上设有拨臂隔圈、连接键和轴用挡圈等。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：一左一右两组发电机。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：每个发电机输出轴上设有齿轮和齿轮压板。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：发电机输出端安装盖被设置为回转支承形式。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：设在每个发电机上的齿轮与设在拨盘组件上的内齿轮咬合。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：发电机的回转支承上设置了的固定装置，用于固定和矫正拨盘组件运动方式。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：固定装置上设置了固定轴，固定轴上设有固定板，固定板两端分别设有挡轴，挡轴上设有轴承挡套、两只滚动轴承和轴用挡圈。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：回转组件是有四组以上的回转轴、回转轴隔圈和转盘组成，每个回转轴上设有轴承挡圈，转盘上设有密封圈、成对使用的滚动轴承、轴承盖板，每个轴承盖板上设有O型圈等。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：拨盘机构是有四组以上的密封圈、成对使用的滚动轴承、轴承盖板组成，每个轴承盖板上设有0型圈、密封圈等。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：拨杆组件是有拨杆、拨杆臂和叶片等组成，拨杆上设有拨臂隔圈、连接键和轴用挡圈等。
进一步地，所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：发电机回转支承、回转组件、拨盘组件、回转轴以及拨杆组件组成的偏心回转机构。
采用上述技术方案的偏心轮盘机构，专门应用与水能发电行业，还可以用于大型风力发电，甚至作为船桨用于小型游艇上等。
本偏心轮盘式水能发电机可根据当地河流的流量及落差，选择不同的规格功率的发电机，发电时还会起到一定程度的缓解水源流失的作用，可用于当地的农田灌溉、水产养殖和饮用等。
上述技术方案的偏心轮盘式水能发电机，可以架设防护罩和观光通道，既方便当地民众通行，又发展了那里的旅游业，可谓一举多得。
附图说明
下面结合附图和具体设施方式来详细说明本发明：
图1为总装配图，包括主视图、A-A剖视图、B-B剖视图和等轴视图。
图2为回转组件图，包括主视图、A-A剖视图、I-局部放大图和等轴视图。
图3为连接轴图，包括主视图、左视图和等轴视图。
图4为拨盘组件图，包括主视图、A-A剖视图、I-局部放大图和等轴视图。
图5为固定装置图，包括主视图、仰视图和等轴视图。
图6为拨臂组件图，包括主视图、仰视图、右视图、I-局部放大图、II-局部放大图和等轴视图。
图7为右发电机图，包括主视图、俯视图和等轴视图。
图8为左发电机图，包括主视图、俯视图和等轴视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白，了解，下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本偏心轮盘式水能发电机，包括两组发电机6、7，和设在每个发电机上的固定装置4、回转组件1、拨盘组件3、连接拨盘组件和回转组件的连接轴2，以及连接两端连接轴和拨盘组件的拨杆组件5。
如图2所示，回转组件是有四组以上的回转轴1、回转轴隔圈2和转盘3组成，每个回转轴上设有轴承挡圈8，转盘上设有密封圈5、成对使用的滚动轴承4、轴承盖板7，每个轴承盖板上设有O型圈9和螺钉6。
如图3所示，为图1总装图上的连接轴2，一般每台发电机上设置四只以上。
如图4所示，拨盘组件上设有拨盘1，四组以上的密封圈3、成对使用的滚动轴承4、轴承压板7组成，每个轴承盖板上设有O型圈2、密封圈6和螺钉5。
如图5所示，固定装置上设有固定轴5，固定轴上设有固定板6，并且通过平垫7、弹垫8和螺母9连接，固定板两端分别设有挡轴2，挡轴上设有轴承挡套4、两只滚动轴承3和轴用挡圈1。
如图6所示，拨杆组件是有拨杆5、拨杆臂1和叶片2等组成，并且通过螺栓7、平垫8、弹垫9和螺母10连接，拨杆上设有拨臂隔圈6、平键4和轴用挡圈3等。
如图7所示，左发电机输出轴上设有齿轮5、平键6和齿轮压板7，并且通过螺栓8、平垫9和弹垫10固定，发电机体1输出端安装盖被设置为回转支承2形式，并且通过螺栓，、平垫和弹垫固定，回转支承上设有密封圈4、滚动轴承3和固定装置，固定装置用螺钉和回转支承连接。
如图8所示，右发电机与左发电机对称制作，设置相同。
当第一块叶片接受到水流的冲击时，会立刻把水的动能吸收，并转化为机械能，叶片会随水流的方向运动，固定装置就是防止因水流冲击拨杆组件、拨盘组件及连杆等克服自重向后偏摆，使其只能绕固定装置的既定轴线做圆周运动，而连接轴与拨杆组件是通过花键或平键固定的，在连接轴的带动下回转组件会绕着电机回转支承做的圆周运动，回转组件的转动起辅助作用，目的是通过拨盘组件的内齿轮和电机输出轴的外齿轮咬合将拨盘组件的运动传递到电机轴上，最终使电机发电。当第一块叶片因回转而向上提起并逐渐离开水面时，第二块叶片就会紧跟着落下，这样会叶片循环不断的带动电机旋转，如果河床按照水能机叶片的形状合理整形的话，理想状态下，每一滴水的动能都会被叶片吸收。
本发明在设计叶片时考虑到水流可能会夹带有漂浮物，为了不至于使其缠住叶片，尽量让叶片不完全没入水面以下，如果没有藤蔓类漂浮物，只要考虑当最大水势时，不要漫过拨盘组件的轴心即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种偏心轮盘式水能发电机，包括两组发电机，和设在每个发电机上的齿轮、固定装置、回转组件、拨盘组件、连接拨盘组件和回转组件的连接轴，以及分别连接两端连接轴、拨盘组件的拨杆组件，其特征在于：每个发电机输出轴上设有齿轮和齿轮压板，发电机输出端安装盖被设置为回转支承形式，回转支承上设有密封圈、固定轴，固定轴上设有固定板，固定板两端分别设有挡轴，挡轴上设有轴承挡套、两只滚动轴承和轴用挡圈；回转组件均由四组以上的回转轴、回转轴隔圈和转盘组成，每个回转轴上设有轴承挡圈，转盘上设有密封圈、轴承盖板、成对使用的滚动轴承，每个轴承盖板上设有O型圈；拨盘组件是由四组以上的密封圈、轴承盖板、成对使用的滚动轴承组成，每个轴承盖板上设有O型圈、密封圈；拨杆组件是由拨杆、拨杆臂和叶片组成，拨杆上设有拨臂隔圈、连接键和轴用挡圈。
2.根据权利要求1所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：一左一右两组发电机。
3.根据权利要求1所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：设在每个发电机上的齿轮与设在拨盘组件上的内齿轮咬合。
4.根据权利要求1所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：发电机的回转支承上设置了固定装置。
5.根据权利要求1所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：固定装置上设置了固定轴，固定轴上设有固定板，固定板两端分别设有挡轴，挡轴上设有轴承挡套、两只滚动轴承和轴用挡圈。
6.根据权利要求1所述的偏心轮盘式水能发电机，其特征在于：发电机回转支承、回转组件、拨盘组件、连接轴以及拨杆组件组成的偏心回转机构。
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