CN107100780A - 模块化水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

模块化水力发电装置，包括浮体、旋斗水轮、发电机及传动机构；浮体上设有连通至水面的敞口；旋斗水轮位于敞口中，其下端浸没在水中；发电机安装在浮体上；传动机构设在旋斗水轮和发电机之间，用于将旋斗水轮的动力传递至发电机。本发明具有结构简单，拼装方便，成本低廉的特点。浮体可根据需要拼装使用，尺寸可大可小，拆装灵活便捷，浮体漂浮于水上，可随水位升降，不影响船舶通航和水生动物洄游。

Description

模块化水力发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别是一种模块化水力发电装置。
背景技术
水力资源是可以再生的清洁能源，千百年来，一直造福于人类。古代，人们在江河溪流的岸边利用自然水流推动水车提水灌溉，或者筑坝蓄水推动水轮做功碾米磨面。现代，人们截断江河，筑起大坝，利用大落差的水流推动水轮机发电。如今，断流筑坝蓄水发电已经成为人们利用水力资源发电的主要方式。
然而，断流筑坝蓄水发电并不是人们利用水力资源发电的最佳方式，其存在以下缺陷：1、在大江大河上断流筑坝，工程浩大，基础设施建设投入巨大。2、大坝阻断天然航道和天然鱼道，不利于船舶通航及水生动物洄游。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种模块化水力发电装置。其由模块化的零部件拼装而成的浮体和安装在浮体上的发电机构组成，具有结构简单，拼装方便，成本低廉的优势，可根据需要自由调整浮体宽度，不影响防洪、通航和水生动物洄游。
本发明的技术方案是：模块化水力发电装置，包括浮体、旋斗水轮、发电机及传动机构；浮体上设有连通至水面的敞口；旋斗水轮位于敞口中，其下端浸没在水中；发电机安装在浮体上；传动机构设在旋斗水轮和发电机之间，用于将旋斗水轮的动力传递至发电机。
本发明进一步的技术方案是：传动机构包括主轴、轴承座、调速齿轮箱、齿轮A及齿轮B；旋斗水轮固定安装在主轴上，主轴两端通过轴承安装在轴承座上，齿轮B固接在主轴的端部，齿轮A固接在调速齿轮箱的输入轴上并与齿轮B啮合，调速齿轮箱的输出轴通过联轴器与发电机的机轴连接，轴承座及调速齿轮箱均固定安装在浮体上。
本发明再进一步的技术方案是：浮体包括梭形浮体、定型框架和联接板；
梭形浮体的数量不少于两个，梭形浮体呈梭形，由一块中连接板、两个三棱柱浮体和一块承载板组成；两个三棱柱浮体分别连接在中连接板两端，承载板位于中连接板上方，其两端分别与两个三棱柱浮体连接；
定型框架位于相邻的两个梭形浮体之间，其两侧边分别与梭形浮体的中连接板连接，从而将相邻的两个梭形浮体连接为一体，定型框架上设有敞口；
联接板位于相邻的两个梭形浮体之间，其两侧边分别与梭形浮体的三棱柱浮体连接，从而将相邻的两个梭形浮体连接为一体。
本发明更进一步的技术方案是：梭形浮体的两端安装有液压定位锚。
本发明更进一步的技术方案是：三棱柱浮体内部设有储物配重腔。
本发明更进一步的技术方案是：旋斗水轮包括主轴套筒和焊接在主轴套筒外的多块叶片；旋斗水轮的径向切面呈旋窝形，相邻的叶片之间形成有一个水仓。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明由模块化的零部件拼装而成的浮体和安装在浮体上的发电机构组成，具有结构简单，拼装方便，成本低廉的特点。浮体可根据需要拼装使用，尺寸可大可小，拆装灵活便捷，浮体漂浮于水上，可随水位升降，不影响船舶通航和水生动物洄游。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为联接板的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的左视图；
图5为图2的仰视图；
图6为定型框架的结构示意图；
图7为图6的左视图；
图8为图6的俯视图；
图9为图6的仰视图；
图10为梭形浮体的结构示意图；
图11为图10的俯视图；
图12为图10的右视图；
图13为旋斗水轮的结构示意图；
图14为图13的A-A剖视图；
图15为实施例2的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-14所示，模块化水力发电装置，包括浮体、旋斗水轮4、发电机7及传动机构。
浮体由两个梭形浮体1、一个定型框架2和两个联接板3组成。
梭形浮体1呈梭形，由一块中连接板11、两个三棱柱浮体12和一块承载板13组成。两个三棱柱浮体12分别焊接固定在中连接板11两端，承载板13位于中连接板11上方，其两端分别与两个三棱柱浮体12焊接固定。
定型框架2位于相邻的两个梭形浮体1之间，其两侧边分别与梭形浮体1的中连接板11通过螺栓连接，从而将相邻的两个梭形浮体1连接为一体，定型框架2上设有敞口21。
联接板3位于两个梭形浮体1之间，其两侧边分别与梭形浮体1的三棱柱浮体12连接，从而将相邻的两个梭形浮体1连接为一体。具体连接方式为，联接板3通过其下端的定位柱插入三棱柱浮体12上端边缘处的孔中而实现连接，联接板3起到加强浮体整体牢固性的作用。
传动机构包括主轴5、轴承座6、调速齿轮箱8、齿轮A9及齿轮B10。主轴5两端通过轴承安装在轴承座6上，齿轮B10固接在主轴5的端部，齿轮A9固接在调速齿轮箱8的输入轴上并与齿轮B10啮合，轴承座6及调速齿轮箱8均固定安装在承载板13上。
旋斗水轮4安装在主轴5上并位于敞口21中，其下端浸没在水中。旋斗水轮4包括主轴套筒41和焊接在主轴套筒41外的多块叶片42。旋斗水轮4的径向切面呈旋窝形，相邻的叶片42之间形成有一个水仓43。当水流冲击在水仓43的壁上时，可产生推力，从而推动旋斗水轮4转动。
发电机7固定安装在承载板13上，发电机7的机轴通过联轴器与调速齿轮箱8的输出轴连接。
优选，梭形浮体1的两端安装有液压定位锚121。
优选，三棱柱浮体12内部设有储物配重腔(图中未示出)。
实施例2：
参看图15，本实施例与实施例1相比，区别仅在于，浮体由三个梭形浮体1、两个定型框架2和四个联接板3组成。本实施例中的浮体宽度宽于实施例1中的浮体，其上承载了两套发电装置。
简述本发明的使用：选择水流速度较快的江河，根据江河宽度和实际应用需要拼装浮体，将梭形浮体1两端的液压定位锚121定位于河床上，从而实现整个浮体的定位，通过调整储物配重腔(图中未示出)内的压载控制浮体的平衡和吃水深度。
水流在通过相邻的梭形浮体1之间形成喇叭形开口时被汇聚并增速，增速的水流冲击在旋斗水轮4的水仓43中，产生推力，推动旋斗水轮4转动，旋斗水轮4依次通过主轴5、齿轮B10、齿轮A9、调速齿轮箱8带动发电机7运转，产出电能。

Claims (4)

1.模块化水力发电装置，其特征是：包括浮体和发电装置；浮体可漂浮于水上，其上设有承载板(13)和旋斗水轮入口(21)；发电装置包括旋斗水轮(4)、主轴(5)、轴承座(6)、发电机(7)、调速齿轮箱(8)、齿轮A(9)及齿轮B(10)；旋斗水轮(4)安装在主轴(5)上，并位于旋斗水轮入口(21)中；主轴(5)两端通过轴承安装在轴承座(6)上；轴承座(6)固定安装在承载板(13)上；发电机(7)固定安装在承载板(13)上，其机轴通过联轴器与调速齿轮箱(8)的输出轴连接；调速齿轮箱(8)固定安装在承载板(13)上；齿轮A(9)固接在调速齿轮箱(8)的输入轴上；齿轮B(10)固接在主轴(5)的端部并与齿轮A(9)啮合。
2.如权利要求1所述的模块化水力发电装置，其特征是：浮体包括梭形浮体(1)、定型框架(2)和联接板(3)；梭形浮体(1)整体呈梭形，其包括中连接板(11)、三角形浮体(12)和承载板(13)；三角形浮体(12)有两个，分别连接在中连接板(11)两端，承载板(13)位于中连接板(11)上方，其两端分别与两个三角形浮体(12)连接；定型框架(2)位于两个梭形浮体(1)之间，其上设有旋斗水轮入口(21)，其两侧边分别与梭形浮体(1)的中连接板(11)连接，从而将相邻的两个梭形浮体(1)连接为一体；联接板(3)位于两个梭形浮体(1)之间，其两侧边分别与梭形浮体(1)的三角形浮体(12)连接。
3.如权利要求2所述的模块化水力发电装置，其特征是：三角形浮体(12)的尖端处安装有液压定位锚(121)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的模块化水力发电装置，其特征是：旋斗水轮(4)包括主轴套筒(41)和焊接在主轴套筒(41)外的多块叶片(42)；旋斗水轮(4)的径向切面呈旋窝形，相邻的叶片(42)之间形成有一个水仓(43)。
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