CN106499565B - 可调节水流能驱动发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可调节水流能驱动发电装置，包括充能扇组件和固定机构两个部分，而充能扇组件包括滑轮I、固定滑轮支架、充能扇罩、滚珠齿轮、滚珠支架、小齿轮II、发电机、小齿轮III、充能扇下底盘、电磁电刷、支撑盘、大齿轮II、六角螺母、小套筒、普通平键、垫片、电动机II、小齿轮IV、连接楔形块、叶片和连接套筒。本发明利用地下水资源，提供了一种新颖的水资源利用思路，为解决目前困扰人们的能源短缺问题提供了一条新途径，使被人们忘掉的水力资源发挥了有效利用。本发明结构简单低、成本低，能自动调节迎水扇叶的位置调节充能扇的转速，因而可输出比较稳定的电压，而且在弱流和强流下都能连续运行发电。

Description

可调节水流能驱动发电装置
技术领域
本发明涉及一种水力发电装置，尤其涉及一种可调节水流能驱动发电装置。
背景技术
当今时代，各种自然资源不断减少，低碳经济和可循环经济正成为主旋律，而充分利用各种能源应开启新思路。如何充分利用水能，同时更好地保护环境，实现可持续发展，已成为中国水电建设乃至能源战略调整的必然选择。通常意义上水力资源的利用是依靠河流的落差，在落差上游安装水轮机来发电。而每个城市都拥有庞大的地下管道，这些遍布城市的管道里存在着令人忽视的水力资源。
发明内容
本发明的目的是为了一种可调节水流能驱动发电装置，特别是一种城市自来水管道的发电装置，结构简单低、成本低，能自动调节迎水扇叶的位置调节充能扇的转速，因而可输出比较稳定的电压，而且在弱流和强流下都能连续运行发电。
本发明的目的是这样实现的：包括固定机构和充能扇组件，所述固定机构包括双层壳体、安装在双层壳体下端的电动机I、安装在电动机I输出轴上的小齿轮I、安装在双层壳体中间的大齿轮I、对称设置在大齿轮I上端面上的凸轮盘，所述小齿轮I和大齿轮I啮合，所述双层壳体的外表面对称设置有三个可伸缩的伸缩块，每个伸缩块外侧通过滑轮支架安装有滑轮II，每个伸缩块的内侧连接有与凸轮配合的滑动杆；
所述充能扇组件包括充能扇叶、充能扇下底盘、设置在充能扇下底盘上的充能扇罩、与充能扇罩内表面固连的滚珠支架、安装在滚珠支架上的滚珠齿轮、位于充能扇下底盘与滚珠支架之间的支撑盘、均匀安装在支撑盘上的固定轴、设置在固定轴上的并与滚珠齿轮啮合的小齿轮III、与支撑盘下端固连的大齿轮II、与大齿轮II啮合的小齿轮II、安装在支撑盘上的电动机II、安装在电动机II输出轴上的小齿轮IV，且小齿轮IV也与滚珠齿轮啮合，所述小齿轮II安装在发电机的轴上，发电机安装在充能扇下底盘的下端，且小齿轮III的个数、固定轴的个数、充能扇叶的个数相等，每个充能扇叶包括与对应固定轴上端连接的连接套筒、与连接套筒外表面固连的叶片、与叶片端部固连的连接楔形块，每个充能扇叶的连接楔形块之间通过楔形配合；所述充能扇下底盘与双层壳体的上端通过连接杆连接。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.小齿轮III的个数、固定轴的个数、充能扇叶的个数均为7个。
2.所述充能扇下底盘上还设置有电磁电刷。
3.所述充能扇罩的外表面对称设置有三个滑轮I。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明专利采用充能扇组件，可以实现自动充能。充能扇扇叶采用7个，极大的加快充能速度。充能扇的主体可以收起和张开，便于停止模式和充能模式的随时切换。充能扇的自动充能功能。本发明专利结构简单、操作方便且成本低。结构简单，采用充能扇充电。圆形设计便于安装在管道内。工作模式可以切换，可以在激流下切换转速，保护发电装置，增加可靠性。本发明专利可以利用让人忽视的城市管道水力资源，进行发电。这些在城市管道中的自来水的输送一般都是靠一定的压力输送，它们储存在水塔里，然后利用管道输送给城市里的居民。在各种资源越来越少的今天，充分利用这种被遗忘的水力资源具有十分重要的意义。本发明专利可以利用城市管道的水力资源发电，可以为水泵提供一定的动力，降低电力的消耗，降低成本。这种管道充电装置可安装在城市的大部分管道中。本发明专利能自动调节迎水扇叶的位置调节充能扇的转速，因而可输出比较稳定的电压，而且在弱流和强流下都能连续运行发电。
附图说明
图1为自调节充电装置三维结构简图。
图2为充能扇组件三维结构简图。
图3为充能扇组件剖三维结构剖视图。
图4为充能扇组件剖三维结构剖视放大图。
图5为固定机构三维结构简图。
图6为最大转速状态充能扇三维结构简图。
图7为最小转速状态充能扇三维结构简图。
图8a和图8b均为充能扇扇叶组件结构图。
图9为可调节水流能驱动发电装置管道安装结构图。
图中：1.滑轮I，2.固定滑轮支架，3.小齿轮I，4.电动机I，5.连接杆，6.凸轮盘，7.大齿轮I，8.双层壳体，9.充能扇罩，10.滚珠齿轮，11.滚珠支架，12.小齿轮II，13.发电机，14.小齿轮III，15.充能扇下底盘，16.电磁电刷，17.支撑盘，18.大齿轮II，19.六角螺母，20.小套筒，21.普通平键，22.垫片，23.伸缩块，24.滑轮II，25.滑动杆，26.滑轮支架，27.电动机II，28.小齿轮IV，29.连接楔形块，30.连接套筒和31.叶片。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图9，本发明所述的可调节水流能驱动发电装置包括充能扇组件和固定机构两个部分，二者通过连接杆焊接在一起，整个装置采用中空设计，便于水流的通过，且整个装置可安装在管道的内壁上。所述的充能扇组件包括滑轮I 1，固定滑轮支架2，充能扇罩9，滚珠齿轮10，滚珠支架11，小齿轮II 12，发电机13，小齿轮III 14，充能扇下底盘15，电磁电刷16，支撑盘17，大齿轮II 18，六角螺母19，小套筒20，普通平键21，垫片22，电动机II27，小齿轮IV 28，连接楔形块29，叶片31和连接套筒30；所述的充能扇组件中的充能扇安装在支撑盘上部，充能扇通过楔角实现扇叶组件与扇叶组件之间的连接，扇叶又通过连接套筒连接小齿轮III和支撑盘，支撑盘与小齿轮III通过六角螺母19锁紧连接套筒30连接，大齿轮II安装在支撑盘与充能扇下底盘的中间，充能扇罩安装在充能扇的外部；电磁电刷用于整理旋转时的的电线。
充能扇由7个充能扇叶构成，充能扇的扇叶组件采用叶片、连接套筒和连接楔形块一体设计，连接楔形块前端互相啮合的部分采用楔形设计，也即通过楔角实现充能扇叶与充能扇叶之间的连接，充能扇叶又通过连接套筒连接小齿轮III和支撑盘，支撑盘与小齿轮III通过六角螺母锁紧连接套筒连接，滚珠齿轮安装在滚珠支架上，大齿轮II安装在支撑盘与充能扇下底盘的中间。
结合图9说明本发明的整体安装固定过程：在电机未启动时直接依靠滑轮放入管道内，电动机I 4启动，带动小齿轮I 3转动，从而带动大齿轮I 7转动。而大齿轮I 7和凸轮盘6通过焊接固定在一起，从而凸轮盘实现转动，凸轮盘推动滑动杆25，使滑轮24压紧管道内壁，从而实现固定。
结合图1和图2说明本发明的充能过程：充能过程主要依靠充能扇叶，包含两个过程，充满扇闭合和张开。
1.充能过程：扇叶为闭合状态，此时充能扇组件中的电动机II27固定，使得小齿轮IV 28不能自转，当流体穿过扇叶叶片时，会带动扇叶组件旋转，这时不会发生自转的小齿轮IV 28会带动滚珠齿轮10以相同转速转动，而起始时小齿轮IV 28与小齿轮III 14转速一样，滚珠齿轮10就会和小齿轮III 14一样以相同转速转动，小齿轮III 14就不会自转只会公转，而小齿轮III 14与支撑盘17通过连接套筒30连接为一体，充能扇旋转就会带动支撑盘17旋转，支撑盘又与大齿轮II 18相连，大齿轮II 18与小齿轮II 12啮合，从而大齿轮II18转动，小齿轮II 12转动，从而使发电机13发电，电力再输送给水泵或应用于其他。
2.调速过程：当水流的流速过大时，充能扇组件中的电动机27正转，使小齿轮IV转动，进而带动滚珠齿轮10转动，小齿轮III 14也随之转动，从而使扇叶组件顺时针转动，调节迎水扇叶的位置，迎水半径减小，从而使充能扇转速降低；当水流的流速小时，充能扇组件中的电动机27反转，使齿轮IV转动，带动滚珠齿轮10转动，小齿轮III 14也随之转动，从而使扇叶组件逆时针转动，调节迎水扇叶的位置，迎水半径增大，从而使充能扇转速增加。调速过程中有两个极点一个是顺时针转动到最大，此时转速最低如图7所示；一个是逆时针转动到最大，此时转速最大，如图6所示。
综上，本发明涉及一种可调节水流能驱动发电装置。可调节水流能驱动发电装置，包括充能扇组件和固定机构两个部分，而充能扇组件包括滑轮I、固定滑轮支架、充能扇罩、滚珠齿轮、滚珠支架、小齿轮II、发电机、小齿轮III、充能扇下底盘、电磁电刷、支撑盘、大齿轮II、六角螺母、小套筒、普通平键、垫片、电动机II、小齿轮IV、连接楔形块、叶片和连接套筒。可调节水流能驱动发电装置中的充能扇扇叶组件安装在支撑盘上部，充能扇由7个扇叶组件构成，通过楔角实现扇叶组件与扇叶组件之间的连接。扇叶组件采用叶片、连接套筒和连接楔形块一体设计，连接楔形块前端互相啮合的部分采用楔形设计，又通过连接套筒连接小齿轮III和支撑盘，而支撑盘与小齿轮III通过六角螺母锁紧连接套筒连接，大齿轮II安装在支撑盘与充能扇下底盘的中间。本发明利用地下水资源，提供了一种新颖的水资源利用思路，为解决目前困扰人们的能源短缺问题提供了一条新途径，使被人们忘掉的水力资源发挥了有效利用。本发明结构简单低、成本低，能自动调节迎水扇叶的位置调节充能扇的转速，因而可输出比较稳定的电压，而且在弱流和强流下都能连续运行发电。

Claims (5)

1.可调节水流能驱动发电装置，其特征在于：包括固定机构和充能扇组件，所述固定机构包括双层壳体、安装在双层壳体下端的电动机I、安装在电动机I输出轴上的小齿轮I、安装在双层壳体中间的大齿轮I、对称设置在大齿轮I上端面上的凸轮盘，所述小齿轮I和大齿轮I啮合，所述双层壳体的外表面对称设置有三个可伸缩的伸缩块，每个伸缩块外侧通过滑轮支架安装有滑轮II，每个伸缩块的内侧连接有与凸轮盘配合的滑动杆；
所述充能扇组件包括充能扇叶、充能扇下底盘、设置在充能扇下底盘上的充能扇罩、与充能扇罩内表面固连的滚珠支架、安装在滚珠支架上的滚珠齿轮、位于充能扇下底盘与滚珠支架之间的支撑盘、均匀安装在支撑盘上的固定轴、设置在固定轴上的并与滚珠齿轮啮合的小齿轮III、与支撑盘下端固连的大齿轮II、与大齿轮II啮合的小齿轮II、安装在支撑盘上的电动机II、安装在电动机II输出轴上的小齿轮IV，且小齿轮IV也与滚珠齿轮啮合，所述小齿轮II安装在发电机的轴上，发电机安装在充能扇下底盘的下端，且小齿轮III的个数、固定轴的个数、充能扇叶的个数相等，每个充能扇叶包括与对应固定轴上端连接的连接套筒、与连接套筒外表面固连的叶片、与叶片端部固连的连接楔形块，每个充能扇叶的连接楔形块之间通过楔形配合；所述充能扇下底盘与双层壳体的上端通过连接杆连接。
2.根据权利要求1所述的可调节水流能驱动发电装置，其特征在于：小齿轮III的个数、固定轴的个数、充能扇叶的个数均为7个。
3.根据权利要求1或2所述的可调节水流能驱动发电装置，其特征在于：充能扇下底盘上还设置有电磁电刷。
4.根据权利要求1或2所述的可调节水流能驱动发电装置，其特征在于：所述充能扇罩的外表面对称设置有三个滑轮I。
5.根据权利要求3所述的可调节水流能驱动发电装置，其特征在于：所述充能扇罩的外表面对称设置有三个滑轮I。
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