CN109113914B - 高效能杠杆式水轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高效能杠杆式水轮机，包括中心轴、水箱、水箱外盖、重力聚集圈、杠杆、杠杆固定盘、杠杆齿轮、平面齿轮盘、动力齿轮盘以及传动齿轮盘，所述水箱外盖安装在水箱的外围，用以将水箱半封闭从而保证水箱内盛装的水重力被充分利用；所述重力聚集圈固定安装在水箱的两侧边上，所述杠杆用以将水箱内水的重力转化为推动杠杆固定盘转动的推力；本发明的水轮机通过水箱和水箱外盖的配合，使得所有流过的水都能对水轮机做功，采用杠杆和重力聚集圈的配合将水箱内水的重力转化为发电机的动力，既利用了水的冲击力，又利用了水的重力，水力资源能够得到充分利用，在不到3米水位落差的水流就能发电，减少投资成本，提高水能的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及水力发电领域，具体地说是指一种高效能杠杆式水轮机。
背景技术
利用水力进行发电是我国目前广泛采用的一种发电方式。水力发电机利用水力对水轮机做功进行发电，水轮机的核心部件为装有叶片的转子，利用具有一定落差的水冲击在该叶片上，带动转子转动，转子连接到变速箱从而带动发电机，转子的转动即成为发电机的动力来源。
通过长在地势较高的位置设置水库蓄水，在地势较低的位置安装水轮机，水从高处落下，对水轮机的叶片做功。
现有传统水轮机由水直接推动叶片发电，通常是利用较大的水量冲击尺寸较小的叶片，大量的水从叶片圆周外或叶片之间流过，因而大量的水力没有得到充分的利用，造成水利资源的浪费。而且，由于叶片圆周外或叶片之间没有封闭，水对叶片的冲击力相对较小，发电效率低，而且用水量大，对水能的利用率大约只有六成，其余四成水能都白白浪费掉了。
另外，现有传统水轮机必须建有较高的拦河大坝，至少有10米以上水位落差的水流才能推动水轮机叶片旋转做功，带动发电机发电，投资成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高效能杠杆式水轮机。
本发明的技术方案：
一种高效能杠杆式水轮机，其特征在于：包括中心轴、水箱、水箱盖、重力聚集圈、杠杆、杠杆固定盘、杠杆齿轮、平面齿轮盘、动力齿轮盘以及传动齿轮盘，
所述水箱安装在中心轴上用以盛装流水；
所述水箱盖安装在水箱的外围，用以将水箱半封闭从而保证水箱内盛装的水重力被充分利用；
所述重力聚集圈固定安装在水箱的两侧边上，用以将水箱内水的重力进行聚集；
所述杠杆一端通过杠杆固定装置固定在重力聚集圈上，另一端固定安装在杠杆固定盘上，用以将水箱内水的重力转化为推动杠杆固定盘转动的推力；
所述杠杆齿轮安装在杠杆的端部，杠杆的端部伸出杠杆固定盘，杠杆齿轮与中心轴上安装的平面齿轮盘相配套，所述杠杆推动杠杆固定盘顺时针转动，杠杆齿轮带动平面齿轮盘逆时针转动；
所述平面齿轮盘的外周配套连接动力齿轮盘，平面齿轮盘逆时针转动从而带动动力齿轮盘转动，所述动力齿轮盘的外沿与传动齿轮盘相配套从而驱动传动齿轮盘转动，传动齿轮盘将动力输出用以推动发电机转子转动从而产生电能。
所述杠杆的端部与杠杆齿轮连接处安装有杠杆轴承。
所述杠杆固定盘的圆心与中心轴之间安装有杠杆固定盘轴承。
所述平面齿轮盘的圆心与中心轴之间安装有平面齿轮盘轴承。
所述水箱盖为圆弧形，所述水箱盖包括水箱外盖和水箱内盖，在水箱外盖的内侧壁和水箱内盖外侧壁上分别安装有水箱外盖内垫和水箱内盖内垫，所述水箱内盖通过支撑杆连接到中心轴用以将水箱内盖支撑住。
所述杠杆固定装置包括设置在杠杆两侧的固定块，所述固定块通过螺钉固定安装在能量聚集圈上，所述固定块之间安装销钉从而将杠杆固定住。
所述平面齿轮盘包括与杠杆齿轮相啮合的平面齿轮以及与动力齿轮盘上的齿轮相啮合的动力齿轮。
所述水箱内安装有水箱隔板，所述水箱隔板呈弧形从而将水箱内的水兜住，所述水箱的底部开设有出水加压孔。
所述水箱盖与中心轴共轴线布置，水箱盖的上端面位于中心轴竖直轴线的左侧，水箱盖的下端面位于中心轴竖直轴线的右侧，水箱盖的上端面和下端面分别与中心轴竖直轴线的夹角为10～20°。
所述杠杆齿轮为锥形齿轮或者平行齿轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水轮机通过水箱和水箱盖的配合，使得所有流过的水都能对水轮机做功，杠杆和重力聚集圈以及杠杆固定盘的配合使得水箱内水的重力势能转化为平面齿轮盘的动能的转化率成倍增加，采用杠杆和重力聚集圈的配合将水箱内水的重力转化为发电机的动力，既利用了水的冲击力，又利用了水的重力，水力资源能够得到充分利用，在同等水力条件下，该水轮机的发电量比原有水轮机的发电量显著增加，大大提高了水力资源的利用率。本发明能够在不修拦河大堤的条件下，在不到3米水位落差的水流就能发电，减少投资成本，提高水能的利用率，节省水力资源。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明水箱盖结构示意图；
图3为本发明重力聚集圈、杠杆固定盘与杠杆连接示意图；
图4为本发明平面齿轮盘构示示意图；
图5为本发明水箱结构示意图。
图中标号分别表示，1-中心轴，2-水箱，3-水箱外盖，4-重力聚集圈，5-杠杆固定装置，6-杠杆，7-杠杆固定盘，8-杠杆齿轮，9-动力齿轮盘，10-杠杆轴承，11-平面齿轮盘，12-平面齿轮盘轴承，13-杠杆固定盘轴承，14-传动齿轮盘，15-水箱隔板，21-出水加压孔，31-水箱外盖内垫，32-水箱内盖内垫，33-水箱内盖，34-支撑杆，51-固定块，52-螺钉，53-销钉，110-平面齿轮，111-动力齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：
一种高效能杠杆式水轮机，包括中心轴1、水箱2、水箱外盖3、重力聚集圈4、杠杆6、杠杆固定盘7、杠杆齿轮8、平面齿轮盘11、动力齿轮盘9以及传动齿轮盘14，
所述水箱2安装在中心轴1上用以盛装流水；
所述水箱盖3安装在水箱2的外围，用以将水箱2半封闭从而保证水箱内盛装的水重力被充分利用；
所述重力聚集圈4固定安装在水箱2的两侧边上，用以将水箱2内水的重力进行聚集；
所述杠杆6一端通过杠杆固定装置5固定在重力聚集圈4上，另一端固定安装在杠杆固定盘7上，用以将水箱2内水的重力转化为推动杠杆固定盘7转动的推力；
所述杠杆齿轮8安装在杠杆6的端部，杠杆6的端部伸出杠杆固定盘7，杠杆齿轮8与中心轴1上安装的平面齿轮盘11相配套，所述杠杆推动杠杆固定盘7顺时针转动，杠杆齿轮8带动平面齿轮盘11逆时针转动；
所述平面齿轮盘11的外周配套连接动力齿轮盘9，平面齿轮盘11逆时针转动从而带动动力齿轮盘9转动，所述动力齿轮盘9的外沿与传动齿轮盘14相配套从而驱动传动齿轮盘14转动，传动齿轮盘14将动力输出用以推动发电机转子转动从而产生电能。
所述杠杆6的端部与杠杆齿轮8连接处安装有杠杆轴承10。
所述杠杆固定盘7的圆心与中心轴1之间安装有杠杆固定盘轴承13。
所述平面齿轮盘11的圆心与中心轴1之间安装有平面齿轮盘轴承12。
所述水箱盖为圆弧形，所述水箱盖包括水箱外盖3和水箱内盖33，在水箱外盖3的内侧壁和水箱内盖33外侧壁上分别安装有水箱外盖内垫31和水箱内盖内垫32，所述水箱内盖33通过支撑杆34连接到中心轴1用以将水箱内盖33支撑住。
所述杠杆固定装置5包括设置在杠杆两侧的固定块51，所述固定块51通过螺钉52固定安装在能量聚集圈4上，所述固定块51之间安装销钉53从而将杠杆6固定住。
所述平面齿轮盘11包括与杠杆齿轮8相啮合的平面齿轮110以及与动力齿轮盘9上的齿轮相啮合的动力齿轮111。
所述水箱2内安装有水箱隔板15，所述水箱隔板15呈弧形从而将水箱内的水兜住，所述水箱2的底部开设有出水加压孔21。
所述水箱盖3与中心轴1共轴线布置，水箱外盖3的上端面位于中心轴1竖直轴线的左侧，水箱外盖3的下端面位于中心轴1竖直轴线的右侧，水箱外盖3的上端面和下端面分别与中心轴1竖直轴线的夹角为10～20°。
所述杠杆齿轮8为锥形齿轮或者平行齿轮。
本发明的一种高效能杠杆式水轮机，该水轮机通过水箱和水箱外盖的配合，使得所有流过的水都能对水轮机做功，采用杠杆和重力聚集圈的配合将水箱内水的重力转化为发电机的动力，既利用了水的冲击力，又利用了水的重力，水力资源能够得到充分利用，在同等水力条件下，该水轮机的发电量比原有水轮机的发电量显著增加，大大提高了水力资源的利用率。本发明能够在不修拦河大堤的条件下，在不到3米水位落差的水流就能发电，减少投资成本，提高水能的利用率，节省水力资源。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高效能杠杆式水轮机，其特征在于：包括中心轴、水箱、水箱盖、重力聚集圈、杠杆、杠杆固定盘、杠杆齿轮、平面齿轮盘、动力齿轮盘以及传动齿轮盘，
所述水箱安装在中心轴上用以盛装流水；
所述水箱盖安装在水箱的外围，用以将水箱半封闭从而保证水箱内盛装的水重力被充分利用；
所述重力聚集圈固定安装在水箱的两侧边上，用以将水箱内水的重力进行聚集；
所述杠杆一端通过杠杆固定装置固定在重力聚集圈上，另一端固定安装在杠杆固定盘上，用以将水箱内水的重力转化为推动杠杆固定盘转动的推力；
所述杠杆齿轮安装在杠杆的端部，杠杆的端部伸出杠杆固定盘，杠杆齿轮与中心轴上安装的平面齿轮盘相配套，所述杠杆推动杠杆固定盘顺时针转动，杠杆齿轮带动平面齿轮盘逆时针转动；
所述平面齿轮盘的外周配套连接动力齿轮盘，平面齿轮盘逆时针转动从而带动动力齿轮盘转动，所述动力齿轮盘的外沿与传动齿轮盘相配套从而驱动传动齿轮盘转动，传动齿轮盘将动力输出用以推动发电机转子转动从而产生电能。
2.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述杠杆的端部与杠杆齿轮连接处安装有杠杆轴承。
3.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述杠杆固定盘的圆心与中心轴之间安装有杠杆固定盘轴承。
4.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述平面齿轮盘的圆心与中心轴之间安装有平面齿轮盘轴承。
5.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述水箱盖为圆弧形，所述水箱盖包括水箱外盖和水箱内盖，在水箱外盖的内侧壁和水箱内盖外侧壁上分别安装有水箱外盖内垫和水箱内盖内垫，所述水箱内盖通过支撑杆连接到中心轴用以将水箱内盖支撑住。
6.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述杠杆固定装置包括设置在杠杆两侧的固定块，所述固定块通过螺钉固定安装在能量聚集圈上，所述固定块之间安装销钉从而将杠杆固定住。
7.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述平面齿轮盘包括与杠杆齿轮相啮合的平面齿轮以及与动力齿轮盘上的齿轮相啮合的动力齿轮。
8.根据权利要求1所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述水箱内安装有水箱隔板，所述水箱隔板呈弧形从而将水箱内的水兜住，所述水箱的底部开设有出水加压孔。
9.根据权利要求1-8任一所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述水箱外盖与中心轴共轴线布置，水箱外盖的上端面位于中心轴竖直轴线的左侧，水箱外盖的下端面位于中心轴竖直轴线的右侧，水箱外盖的上端面和下端面分别与中心轴竖直轴线的夹角为10～20°。
10.根据权利要求1-8任一所述的高效能杠杆式水轮机，其特征在于：所述杠杆齿轮为锥形齿轮或者平行齿轮。
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