CN105569911A - 转盘式水力发电方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种转盘式水力发电方法及装置，其特征是所述的方法包括以下步骤：首先，进行选址，通过人工方法在具有一定流速的河道中形成一个能使水流速度增加的水坝，或在自然河道中寻找一个水流速度增加的河段，或直接选择流速达到一定速度的河道；其次，在所选址一侧安装发电机，使发电机的输入轴通过增速机构与转轴相连；第三，在增速机构的输入轴上端安装若干阻力杆，在每根阻力杆的一端安装一个能翻转的阻力板，该阻力板的迎水面进入所选位址河道后受水力冲击带动阻力杆转动，当该阻力板在水力作用下离开水面时能在阻挡结构的阻挡下自动翻转以便绕过不与水接触的无水圆弧段。本发明具有投资少，绿色环保的优点。

Description

转盘式水力发电方法及装置

技术领域

本发明涉及一种发电技术，尤其是一种水力发电技术，具体地说是一种不用在河道中筑坝切断水流、不会影响生态的转盘式水力发电方法及装置。

背景技术

众所周知，水力发电是一种绿色能源，对环境污染最小。但现有的水力发电对水文要求较高，而且受水轮机结构限制，必须在河道中建筑大坝，利用上下游水位差形成的冲击力驱动水轮机转动，这种方法一是投资大（如三峡工程），二是会对水中的生态造成影响，尤其是影响鱼类的回游和繁殖，会影响生物多样性和平衡发展，因此必须严格控制和反复论证。而我国大部分地区的河道虽有一定流速，但地理条件、流量不能达到兴建水电站的标准，有的甚至会因环境保护要求而不允许修建水电站，至使大量的水能白白浪费，而火电又是造成空气污染的主要元凶，因此发明一种无需修筑切断河道就能利用水流进行发电的新型水力发电装置对补充电力供应，减少火电供给具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是现有的水力发电均需要在江河中修筑水坝切断水流形成高水位落差才能发电而造成投资大、影响水中生态的问题，发明一种无需切断河流，直接利用水的动能驱动能翻转的阻水板推动阻力杆转动从而驱动发电机发电的转盘式水力发电方法及装置，实现水能的普遍利用和绿色发展，并最终替代火力发电。

本发明的技术方案之一是：

一种转盘式水力发电方法，其特征是包括以下步骤：

首先，进行选址，通过人工方法在具有一定流速的河道中形成一个能使水流速度增加的水坝，或在自然河道中寻找一个水流速度增加的河段，或直接选择流速达到一定速度的河道；

其次，在所选址一侧安装发电机，使发电机的输入轴通过增速机构与转轴相连；

第三，在增速机构的输入轴上端安装若干阻力杆，在每根阻力杆的一端安装一个能翻转的阻力板，该阻力板的迎水面进入所选位址河道后受水力冲击带动阻力杆转动，当该阻力板在水力作用下离开水面时能在阻挡结构的阻挡下自动翻转以便绕过不与水接触的无水圆弧段。

所述的水坝呈单圆弧形结构或双圆弧形结构，双圆弧形结构时，两个圆弧分别从河道两侧向中心凸出。

所述的水坝由河道两侧的多段圆弧平滑过渡相连而成，两侧的多段圆弧形成一个S形水道。

所述的水坝采用堆土、水泥坝或钢坝以压缩河道宽度，增加流速。

所述的阻力板的长度应与所选址的河道宽度相匹配，阻力板的高度应与所述河道的水深相匹配。

所述的阻力杆之间通过连杆相连成一个整体以实现各阻力杆的同步转动。

所述的阻力板的迎水面呈凹弧形结构。

所述的同一河道上的多台发电机联网组成水力发电系统。

本发明的技术方案之二是：

一种水力发电装置，其特征是它由一个以上的安装在河道一侧的发电单元组成，每个发电单元由发电机、增速器、转轴、阻力杆、阻水板和阻水板翻转结构组成，阻水板安装在阻力杆的一端上并能单向绕阻力杆转动，阻力杆垂直安装在转轴上，转轴与增速器的输入轴相连续，增速器的输出轴与发电机的输入轴相连，阻水板翻转结构沿转轴外围布置，其高度以不影响阻力杆及阻水片转动为宜。

所述的阻力杆之间通过连杆连成一体以实现同步转动。

所述的阻水片的迎水面呈凹弧形结构。

所述的阻水板翻转结构为高度不超过阻力杆最低点的建筑构件、导轨或二者的结合。

所述的水力发电单元安装在水中的船或浮箱上，在船或浮箱周围用锚链固定，并能根据水位进行上下浮动。

所述的阻力杆竖向安装，竖向安装时，阻水板与由阻力杆组成的转盘支架成90o折角。

本发明的有益效果：

本发明无需建立大坝，充分利用水资源，无需动力，对环境没有破坏影响。

本发明投资少，建站灵活，可充分利用现有的大江、大河，也可使各个支流发挥应有的作用。

由于水流速度较小，因此本发明不会对经过的鱼类造成伤害，不论是回流还是向下游，鱼类均可通过阻水板转动间隙或水底通过电站。鱼类即使撞击阻水板所造成的伤害也微乎其微。

附图说明

图1是本发明的结构示意图之一。

图2是本发明的结构示意图之二。

图3是本发明的结构示意图之三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

一种转盘式水力发电方法，它包括以下步骤：

首先，进行选址，选择具有一定流速（最好是1米/秒以上）的河道，最好是在河道流速增加段，或具有瘦腰收缩段（河道突然受缩然后再加宽段）作为安装发电机组的位置；

其次，在所选河道一侧安装发电机，使发电机的输入轴通过增速机构与转轴相连；

第三，在增速机构的输入轴上端安装若干阻力杆（三根以上，如四根），在每根阻力杆的一端安装一个能翻转的阻力板，该阻力板的迎水面（可为平板、凹弧状或槽型）进入所选位址河道后受水力冲击带动阻力杆转动，当该阻力板在水力作用下离开水面时能在阻挡结构（可采用修建不超过水平旋转的阻力杆的最低点的弧形平台建筑，也可通过搭建轨道，在平台建筑和轨道上最好加上流轮，以利用阻力板的移动）的阻挡下自动翻转以便绕过不与水接触的无水圆弧段。具体实施时阻力板的长度应与所选址的河道宽度相匹配，阻力板的高度应与所述河道的水深相匹配，阻力杆之间最好通过连杆相连成一个整体以实现各阻力杆的同步转动。为了提高发电效率，提高水能利用率，可在同一河道上安装多台相同结构的发电机机组并联网组成水力发电系统。

实施例二。

如图1所示。

一种转盘式水力发电方法，它包括以下步骤：

首先，通过人工方法在具有一定流速的河道中形成一个能使水流速度增加的半圆形水坝1，使通过该段的河水突然加速并在通过该段水坝的最窄处加速，形成落差；水坝可用堆土、水泥坝、钢坝等其他能压缩河道宽度，增加流速的挡水措施；

其次，在所水坝的一侧（如圆心位置）安装发电机，使发电机的输入轴通过增速机构与转轴相连；

第三，在增速机构的输入轴2上端安装若干阻力杆3（三根以上，如四根），在每根阻力杆3的一端安装一个能单向翻转的阻力板4，该阻力板4的迎水面（可为平板、凹弧状或槽型）进入所选位址河道后受水力冲击带动阻力杆3转动，当该阻力板4在水力作用下离开水面时能在阻挡结构5（可采用修建不超过水平旋转的阻力杆的最低点的弧形平台建筑，也可通过搭建轨道，在平台建筑和轨道上最好加上流轮，以利用阻力板的移动）的阻挡下自动翻转以便绕过不与水接触的无水圆弧段。具体实施时阻力板4的长度应与所选址的河道宽度相匹配，阻力板4的高度应与所述河道的水深相匹配，阻力杆3之间最好通过连杆6相连成一个整体以实现各阻力杆3的同步转动。为了提高发电效率，提高水能利用率，可在同一河道上安装本实施例的多台相同结构的发电机机组并联网组成水力发电系统。也可与实施例一的发电机组组成发电系统。

实施例三。

如图2所示。

本实施例与实施例二的区别是所修建的使水流增加的水坝由相对的两段圆弧组成，两段圆弧分别从河道两侧凸出，在河道中间形成流速增加段。其余与实施例二相同。

实施例四。

如图3所示。

本实施例与实施例二的区别是所修建的使水流增加的水坝由多段对的圆弧段组成，形成的水道呈S弯形，流速增加段的距离较长，能充分发挥水能作用，且同时有二个阻力板受力量，能明显提高效率，但土建投资略有增加。其余与实施例二相同。

实施例五。

如图1、2或3所示。

一种水力发电装置，它由一个以上的安装在河道一侧的实施例一至四的发电单元组成，每个发电单元由发电机、增速器、转轴2、阻力杆3、阻水板4和阻水板翻转结构5组成，阻水板4安装在阻力杆3的一端上并能单向绕阻力杆3转动，阻力杆3垂直安装在转轴2上，转轴2与增速器的输入轴相连续，增速器的输出轴与发电机的输入轴相连，阻水板翻转结构5沿转轴外围布置，其高度以不影响阻力杆及阻水片转动为宜。具体实施时多根阻力杆3之间可通过连杆6连成一体以实现同步转动；阻水片4的迎水面可呈凹弧形结构、平板式或槽形结构以增大推力。所述的阻水板翻转结构5可采用高度不超过阻力杆最低点的建筑构件、导轨或二者的结合，为了减少阻水板在阻水板翻转结构5上的移动阻力，可在阻水板翻转结构5加上滚轮或其它不会污染环境的润滑材料。

实施例六。

本实施例与实施例五的区别在于发电机组安装在水中，安装发电机组的基础可可设置成船形或浮箱，在船或浮箱周围可用锚链固定，并可根据水位进行上下浮动。

实施例七。

本实施例与实施例六的区别在于在特定条件下，如峡谷等，阻力杆及由阻力杆组成的转盘支架也可竖向安装，竖向安装时，阻水板与转盘支架成90o折角。

本发明的工作原理是：

1，首先寻找有较大流量及流速的江河、溪流等自然水资源，根据地形建造各种类型的挡水坝，使原来较大的流水面积压缩成较小的流水面积，使水位落差自然升高，流速加快，增加水的势能，也可在正压缩通水面积的下部，建一定高度的阻水坝使水位落差进一步增大，增加水的势能，阻水坝的特点是留有部分流水通道，形成水的重力势能。

2，在建有阻水坝的地方，建造正圆转盘式的水力发电机组，发电机组系统可建成固定式和浮动升降式。

3，在阻力杆的顶端部建造可翻转式的阻水板，阻水板可根据受力状况可建成平板式，弧形或槽形等形式。

4，在转盘正圆的弧线上，均匀分布至少4个以上的阻水杆，各阻水杆可独立连接转盘中心的转轴，也可所有阻水杆连接在一起连接到转盘中心的转轴，

5，可根据地形建成多个串联的发电机组。

6，这种水力发电系统优势无需建立大坝，充分利用水资源，无需动力，对环境没有破坏影响。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (14)

1.一种转盘式水力发电方法，其特征是包括以下步骤：

首先，进行选址，通过人工方法在具有一定流速的河道中形成一个能使水流速度增加的水坝，或在自然河道中寻找一个水流速度增加的河段，或直接选择流速达到一定速度的河道；

其次，在所选址一侧安装发电机，使发电机的输入轴通过增速机构与转轴相连；

第三，在增速机构的输入轴上端安装若干阻力杆，在每根阻力杆的一端安装一个能翻转的阻力板，该阻力板的迎水面进入所选位址河道后受水力冲击带动阻力杆转动，当该阻力板在水力作用下离开水面时能在阻挡结构的阻挡下自动翻转以便绕过不与水接触的无水圆弧段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的水坝呈单圆弧形结构或双圆弧形结构，双圆弧形结构时，两个圆弧分别从河道两侧向中心凸出。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的水坝由河道两侧的多段圆弧平滑过渡相连而成，两侧的多段圆弧形成一个S形水道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的阻力板的长度应与所选址的河道宽度相匹配，阻力板的高度应与所述河道的水深相匹配。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的阻力杆之间通过连杆相连成一个整体以实现各阻力杆的同步转动。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是所述的阻力板的迎水面呈凹弧形结构。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的同一河道上的多台发电机联网组成水力发电系统。

8.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征是所述的水坝采用堆土、水泥坝或钢坝以压缩河道宽度，增加流速。

9.一种水力发电装置，其特征是它由一个以上的安装在河道一侧的发电单元组成，每个发电单元由发电机、增速器、转轴、阻力杆、阻水板和阻水板翻转结构组成，阻水板安装在阻力杆的一端上并能单向绕阻力杆转动，阻力杆垂直安装在转轴上，转轴与增速器的输入轴相连续，增速器的输出轴与发电机的输入轴相连，阻水板翻转结构沿转轴外围布置，其高度以不影响阻力杆及阻水片转动为宜；所述的河道中形成有一个能使水流速度增加的水坝，或为具有水流速度自然增加的河道或流速达到一定速度的河道。

10.根据权利要求9所述的水力发电装置，其特征是所述的阻力杆之间通过连杆连成一体以实现同步转动。

11.根据权利要求9所述的水力发电装置，其特征是所述的阻水片的迎水面呈凹弧形结构。

12.根据权利要求9所述的水力发电装置，其特征是所述的阻水板翻转结构为高度不超过阻力杆最低点的建筑构件、导轨或二者的结合。

13.一种权利要求9所述的水力发电装置，其特征是所述的水力发电单元安装在水中的船或浮箱上，在船或浮箱周围用锚链固定，并能根据水位进行上下浮动。

14.一种权利要求9或13所述的水力发电装置，其特征是所述的阻力杆竖向安装，竖向安装时，阻水板与由阻力杆组成的转盘支架成90o折角。