CN107965414A - 一种水能再次利用的发电装置及方法 - Google Patents

一种水能再次利用的发电装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种水能再次利用的发电装置及方法，解决传统水利大坝现存的直接排放水能再次利用发电，并减弱巨大水流对大坝根基及下游环境的损伤的问题；包括固定架、发电机和物联网控制系统；通过科学设计一种发电装置将排泄闸口的水能再次利用，并具体巧妙设计转子与永磁体定子相互逆向旋转，在相同的水流情况下，达到比传统发电机单向旋转数倍的发电效果，且通过物联网控制系统实时关注互动，在既节省了资源、损伤、时间、精力、人工、成本的同时，也为国家产出更多绿色环保的清洁电能，创造出更多的经济价值和社会价值。

Description

一种水能再次利用的发电装置及方法
技术领域
本发明涉及水能发电的装置和方法，尤其涉及一种水能再次利用的发电装置及方法。
背景技术
所有的水利大坝都设置有排泄闸口，在通过发电机组叶轮后的水流，或排泄闸口的水流都被直接排入下游了，没有再次利用，存在水能浪费的现象。直接排放的水流巨大的冲击力对大坝的根基，以及下游的环境都造成一定的损伤。
鉴于此，科学设计一种水能再次利用的发电装置及方法，将现存的直接排放的水能再次利用，转化成电能，并将水流巨大的势能转化成电能后减弱对大坝根基及下游环境的损伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过科学设计一种水能再次利用的发电装置及方法，解决传统水利大坝现存的直接排放水能再次利用发电，并减弱巨大水流对大坝根基及下游环境的损伤的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：包括固定架、发电机和物联网控制系统，所述的固定架设置于排泄闸口的两侧，与水利大坝连接成一个整体，并在所述的固定架上设置若干组水平滑槽；所述的发电机包括一个内芯、一个外轮和一对密封盖，所述的内芯包括一根中空圆管中轴，所述的中轴中空圆管内设置一组电线，在所述的中轴中段外围固定设置一段圆柱体转子，在所述的转子两端外的所述的中轴上对应固定设置一对外齿齿轮；所述的外轮包括一段与所述的转子相同长度的中空通透圆管状永磁体定子，形成一圈环形呈同心圆状完全包裹所述的转子的磁场，在所述的永磁体定子外围固定套设一段长于所述的永磁体定子长度的圆管状外壳，在所述的外壳外围轴向固定设置一圈外齿齿轮状叶轮，形成整个外轮；在所述的外壳两端的内壁分别设置一圈内齿齿轮，通过一对变速齿轮与所述的中轴上固定设置的一对外齿齿轮联动，并反向旋转；所述的外轮活动套设在所述的内芯的外围，并设置留有一定同心圆空隙；所述的一对密封盖圆周外圈设置一圈轴承，分别从所述的外轮两端内壁将所述的外轮活动设置在所述的中轴的中段，所述的密封盖与所述的外壳将所述的转子、所述的永磁体定子、所述的一对外齿齿轮、所述的一对变速齿轮、所述的两圈内齿齿轮密封闭合组合成整个发电机；所述的物联网控制系统包括所述的中央控制模块、终端控制模块、电能采集输送模块，所述的中央控制模块设置在所述的水利大坝的内部空间，通过数据线或无线网络与所述的终端控制模块连接传递信息和指令，所述的中央控制模块通过数据线或无线网络与所述的电能采集输送模块关联工作。
所述的发电机的所述的中轴两端分别活动设置于所述的固定架中一组所述的水平滑槽内，两个所述的发电机通过所述的叶轮相互啮合旋转组合成一组发电机组，形成发电装置。
所述的固定架上灵活设置若干组发电装置。
根据排泄闸口水流大小，将所述的发电装置设置在所述的固定架中所述的水平滑槽内相应位置，所述的水流冲击所述的发电机外围所述的叶轮顺时针旋转，带动一对所述的变速齿轮顺时针旋转，一对所述的变速齿轮带动所述的内芯两端一对所述的外齿齿轮逆时针旋转，所述的外轮整体顺时针旋转，所述的内芯整体逆时针旋转，所述的永磁体定子顺时针旋转，所述的转子逆时针旋转切割所述的永磁体定子的磁力线，从而产生电能，并通过所述的中轴空管内设置的电线传输到所述的电能采集输送模块。
本发明的有益效果在于通过科学设计一种发电装置将排泄闸口的水能再次利用，并具体巧妙设计转子与永磁体定子相互逆向旋转，在相同的水流情况下，达到比传统发电机单向旋转数倍的发电效果，且通过物联网控制系统实时关注互动，在既节省了资源、损伤、时间、精力、人工、成本的同时，也为国家产出更多绿色环保的清洁电能，创造出更多的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本发明的整体装配示意图；
图2为本发明的发电机的径向内部结构剖视图；
图3为本发明的发电机的轴向内部结构剖视图；
图4为本发明的物联网控制系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
具体实施例：
在此具体实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种水能再次利用的发电装置及方法，包括固定架1、发电机3和物联网控制系统18，所述的固定架1设置于排泄闸口的两侧，与水利大坝5连接成一个整体，并在所述的固定架1上设置若干组水平滑槽2；所述的发电机3包括一个内芯、一个外轮和一对密封盖16，所述的内芯包括一根中空圆管中轴12，所述的中轴12中空圆管内设置一组电线13，在所述的中轴12中段外围固定设置一段圆柱体转子10，在所述的转子10两端外的所述的中轴12上对应固定设置一对外齿齿轮11；所述的外轮包括一段与所述的转子10相同长度的中空通透圆管状永磁体定子9，形成一圈环形呈同心圆状完全包裹所述的转子10的磁场，在所述的永磁体定子9外围固定套设一段长于所述的永磁体定子9长度的圆管状外壳15，在所述的外壳15外围轴向固定设置一圈外齿齿轮状叶轮7，形成整个外轮；在所述的外壳15两端的内壁分别设置一圈内齿齿轮8，通过一对变速齿轮14与所述的中轴12上固定设置的一对外齿齿轮11联动，并反向旋转；所述的外轮15活动套设在所述的内芯的外围，并设置留有一定同心圆空隙；所述的一对密封盖16圆周外圈设置一圈轴承17，分别从所述的外轮两端内壁将所述的外轮活动设置在所述的中轴12的中段，所述的密封盖16与所述的外壳15将所述的转子10、所述的永磁体定子9、所述的一对外齿齿轮11、所述的一对变速齿轮14、所述的两圈内齿齿轮8密封闭合组合成整个发电机3；所述的物联网控制系统18包括所述的中央控制模块18b、终端控制模块18a、电能采集输送模块18c，所述的中央控制模块18b设置在所述的水利大坝5的内部空间6，通过数据线或无线网络19与所述的终端控制模块18a连接传递信息和指令，所述的中央控制模块18b通过数据线或无线网络19与所述的电能采集输送模块18c关联工作。
在此具体实施例中，如图1、图2、图3所示，所述的发电机3的所述的中轴12两端分别活动设置于所述的固定架1中一组所述的水平滑槽2内，两个所述的发电机3通过所述的叶轮7相互啮合旋转组合成一组发电机组，形成发电装置。
在此具体实施例中，如图1所示，所述的固定架1上灵活设置若干组发电装置。
在此具体实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，根据排泄闸口水流4大小，将所述的发电装置设置在所述的固定架1中所述的水平滑槽2内相应位置，所述的水流4冲击所述的发电机3外围所述的叶轮7顺时针旋转，带动一对所述的变速齿轮14顺时针旋转，一对所述的变速齿轮14带动所述的内芯两端一对所述的外齿齿轮11逆时针旋转，所述的外轮整体顺时针旋转，所述的内芯整体逆时针旋转，所述的永磁体定子9顺时针旋转，所述的转子10逆时针旋转切割所述的永磁体定子9的磁力线，从而产生电能，并通过所述的中轴12空管内设置的电线13传输到所述的电能采集输送模块18c。
本发明的有益效果在于通过科学设计一种发电装置将排泄闸口的水能再次利用，并具体巧妙设计所述的转子10与所述的永磁体定子9相互逆向旋转，在相同的水流情况下，达到比传统发电机单向旋转数倍的发电效果，且通过物联网控制系统实时关注互动，在既节省了资源、损伤、时间、精力、人工、成本的同时，也为国家产出更多绿色环保的清洁电能，创造出更多的经济价值和社会价值。
最后应说明的是：本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，而并非对本发明的实施方式的限定。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具有实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，这里无需也无法对所有的实施方式予以全例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种水能再次利用的发电装置及方法，其特征在于：包括固定架、发电机和物联网控制系统，所述的固定架设置于排泄闸口的两侧，与水利大坝连接成一个整体，并在所述的固定架上设置若干组水平滑槽；所述的发电机包括一个内芯、一个外轮和一对密封盖，所述的内芯包括一根中空圆管中轴，所述的中轴中空圆管内设置一组电线，在所述的中轴中段外围固定设置一段圆柱体转子，在所述的转子两端外的所述的中轴上对应固定设置一对外齿齿轮；所述的外轮包括一段与所述的转子相同长度的中空通透圆管状永磁体定子，形成一圈环形呈同心圆状完全包裹所述的转子的磁场，在所述的永磁体定子外围固定套设一段长于所述的永磁体定子长度的圆管状外壳，在所述的外壳外围轴向固定设置一圈外齿齿轮状叶轮，形成整个外轮；在所述的外壳两端的内壁分别设置一圈内齿齿轮，通过一对变速齿轮与所述的中轴上固定设置的一对外齿齿轮联动，并反向旋转；所述的外轮活动套设在所述的内芯的外围，并设置留有一定同心圆空隙；所述的一对密封盖圆周外圈设置一圈轴承，分别从所述的外轮两端内壁将所述的外轮活动设置在所述的中轴的中段，所述的密封盖与所述的外壳将所述的转子、所述的永磁体定子、所述的一对外齿齿轮、所述的一对变速齿轮、所述的两圈内齿齿轮密封闭合组合成整个发电机；所述的物联网控制系统包括所述的中央控制模块、终端控制模块、电能采集输送模块，所述的中央控制模块设置在所述的水利大坝的内部空间，通过数据线或无线网络与所述的终端控制模块连接传递信息和指令，所述的中央控制模块通过数据线或无线网络与所述的电能采集输送模块关联工作。
2.根据权利要求1所述的一种水能再次利用的发电装置及方法，其特征在于：所述的发电机的所述的中轴两端分别活动设置于所述的固定架中一组所述的水平滑槽内，两个所述的发电机通过所述的叶轮相互啮合旋转组合成一组发电机组，形成发电装置。
3.根据权利要求2所述的一种水能再次利用的发电装置及方法，其特征在于：所述的固定架上灵活设置若干组发电装置。
4.根据权利要求1所述的一种水能再次利用的发电装置及方法，其特征在于：根据排泄闸口水流大小，将所述的发电装置设置在所述的固定架中所述的水平滑槽内相应位置，所述的水流冲击所述的发电机外围所述的叶轮顺时针旋转，带动一对所述的变速齿轮顺时针旋转，一对所述的变速齿轮带动所述的内芯两端一对所述的外齿齿轮逆时针旋转，所述的外轮整体顺时针旋转，所述的内芯整体逆时针旋转，所述的永磁体定子顺时针旋转，所述的转子逆时针旋转切割所述的永磁体定子的磁力线，从而产生电能，并通过所述的中轴内空管内设置的电线传输到所述的电能采集输送模块。
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