CN109139344A - 一种无坝式水流涡轮发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明充分利用水流直接冲击扇叶运转，由于扇叶与河面几乎等宽，极大地利用河截面巨大冲量能量经变速后进行发电，因此提供一种无坝式水流涡轮发电系统，包括发电机、变速齿轮组、拦河中轴部分、涡轮扇叶和稳定支架，拦河中轴部分与水流方向垂直且半浮于水面上，此拦河中轴部分在位于河岸两端的稳定支架作用下保持支撑状，置于拦河中轴部分上的涡轮扇叶在水流冲击的作用下旋转，从而带动变速齿轮组运转最终使发电机工作发电。

Description

一种无坝式水流涡轮发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电系统，尤其是利用水流冲力产生动力的发电系统。
背景技术
目前利用水力发电主要是修坝式电站，其修坝的目的主要是形成高水头高落差，即高势能发电，其发电效率固然也很高，但带来缺点也很明显，其一、修坝后水位高涨，直接导致地质结构、生态、农田、文化古迹等的损失及变化，甚至移民，造成的是不可恢复的影响，其二、修建水坝成本较高，其三、落差大导致噪音大，影响周边居民及电站工作人员，其四、发电站选址有考究，不是随意在任何地方均可建电站，缺发灵活性，不够轻便，不可随意移动。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，充分利用水流直接冲击扇叶运转，由于扇叶与河面几乎等宽，极大地利用河截面巨大冲量能量经变速后进行发电，因此提供一种无坝式水流涡轮发电系统，包括发电机、变速齿轮组、拦河中轴部分、涡轮扇叶和稳定支架，拦河中轴部分与水流方向垂直且半浮于水面上，此拦河中轴部分在位于河岸两端的稳定支架作用下保持支撑状，置于拦河中轴部分上的涡轮扇叶在水流冲击的作用下旋转，从而带动变速齿轮组运转最终使发电机工作发电。
具体地，所述的拦河中轴部分由拦河中轴、飘浮深度控制装置组成，涡轮扇叶中心轴为空心，即空心轴套，拦河中轴穿过涡轮扇叶中心轴空心处，涡轮扇叶可以拦河中轴为轴心并围绕它旋转。
具体地，所述的飘浮深度控制装置固定在拦河中轴下方两端并与水面接触，拦河中轴与水面呈平行状，即水面高低可影响拦河中轴的高低，以此调节涡轮扇叶没入水中深度。
具体地，所述的涡轮扇叶由空心轴套、齿轮、防水轴承与扇叶组成，扇叶呈轴心向外延伸有规律辐射排列状构成，扇叶与空心轴套固定连接，防水轴承置于空心轴套两端。
具体地，所述的涡轮扇叶与拦河中轴通过空心轴套内的防水轴承连接。
具体地，所述的发电机、变速齿轮组均固定在拦河中轴上。
具体地，所述的拦河中轴通过滑动轴承与稳定支架连接，并可在稳定支架的滑杆中上下滑动，即与拦河中轴固定于一体的发电机、变速齿轮组、涡轮扇叶和飘浮深度控制装置可通过滑动轴承延滑杆上下滑动。
具体地，所述的飘浮深度控制装置由许多密度小于水的飘浮块及配重块构成。
具体地，所述的涡轮扇叶端部有一齿轮固定在轴心上，并与变速齿轮组咬合连接，涡轮扇叶被水流冲击旋转，使该齿轮带动变速齿轮组运转，从而带动发电机运转。
具体地，所述的涡轮扇叶没入水中深度不得超过拦河中轴，否则水流会对涡轮扇叶造成阻碍，影响发电转速与力矩。
当把以上结构的一种无坝式水流涡轮发电系统置于等宽的河流中时，飘浮深度控制装置首先对拦河中轴与河面高低进行调节，从而调节涡轮扇叶没入水中深度至合适位置，此时水流垂直冲击涡轮扇叶，使涡轮扇叶围绕拦河中轴旋转，由于涡轮扇叶上的齿轮与变速齿轮组相咬合，而变速齿轮组又与发电机相连接，经过变速齿轮组变速后，得到适应发电机的转速与力矩，最终使发电机正常发电工作，河水上涨或下落时，飘浮深度控制装置自动使涡轮扇叶上下浮动，以更好的适应水流对涡轮扇叶的最大冲击力，不会影响发电机的工作。而在实际运用中，飘浮深度控制、转速、工作状态滥测及控制可由传感器、电子线路与电脑来完成，使之更加自动化。
此方案灵活且方便移、便于安装维护、成本低廉、不需破坏自然环境为代价，彻底解决修水坝式电站的不足，特别适合有河流附近的村庄小镇就近安装使用，无需大量拉网并线，适用性更强更易于普及。
附图说明
图1是本发明提供的一种无坝式水流涡轮发电系统没入河水中剖视图。
图2是本发明提供的一种无坝式水流涡轮发电系统中拦河中轴部分剖视图。
图3是本发明提供的一种无坝式水流涡轮发电系统的转动部分涡轮扇叶剖视图。
图4是本发明提供的一种无坝式水流涡轮发电系统的转动部分涡轮扇叶右视图。
图5是本发明提供的一种无坝式水流涡轮发电系统中可上下滑动非转动部分剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1、图2所示，本发电系统主要包括发电机1、变速齿轮组2、拦河中轴部分8、涡轮扇叶3和稳定支架12，其中拦河中轴部分8与水流方向垂直且半浮于水面上，此拦河中轴部分8在位于河岸两端的稳定支架12作用下保持支撑状，置于拦河中轴部分8上的涡轮扇叶3在水流冲击的作用下旋转，从而带动变速齿轮组2运转最终使发电机1工作发电。
如图2、图3和图4所示，拦河中轴部分8由拦河中轴9、飘浮深度控制装置10组成，涡轮扇叶3中心轴为空心，即空心轴套7，拦河中轴9穿过涡轮扇叶3中心轴空心处，涡轮扇叶3可以拦河中轴9为轴心并围绕它旋转。
如图1、图2所示，飘浮深度控制装置10固定在拦河中轴9下方两端并与水面接触，拦河中轴9与水面呈平行状，即水面高低可影响拦河中轴9的高低，以此调节涡轮扇叶3没入水中深度。
如图3、图4所示，涡轮扇叶3由空心轴套7、齿轮4、防水轴承5与扇叶6组成，扇叶6呈轴心向外延伸有规律辐射排列状构成，扇叶6与空心轴套7固定连接，防水轴承5置于空心轴套7两端。
如图1所示，涡轮扇叶3与拦河中轴9通过空心轴套7内的防水轴承5连接。
如图5所示，发电机1、变速齿轮组2均固定在拦河中轴9上。
如图1所示，拦河中轴9通过滑动轴承11与稳定支架12连接，并可在稳定支架12的滑杆13中上下滑动，即与拦河中轴9固定于一体的发电机1、变速齿轮组2、涡轮扇叶3和飘浮深度控制装置10可通过滑动轴承11延滑杆13上下滑动。
如图1、图2所示，飘浮深度控制装置10由许多密度小于水的飘浮块及配重块构成。
如图1所示，涡轮扇叶3端部有一齿轮4固定在轴心上，并与变速齿轮组2咬合连接，涡轮扇叶3被水流冲击旋转，使该齿轮4带动变速齿轮组2运转，从而带动发电机1运转。
如图1所示，涡轮扇叶3没入水中深度不得超过拦河中轴9，否则水流会对涡轮扇叶3造成阻碍，影响发电转速与力矩。
如图1所示，当把以上结构的一种无坝式水流涡轮发电系统置于等宽的河流中时，飘浮深度控制装置10首先对拦河中轴9与河面高低进行调节，从而调节涡轮扇叶3没入水中深度至合适位置，此时水流垂直冲击涡轮扇叶3，使涡轮扇叶3围绕拦河中轴9旋转，由于涡轮扇叶3上的齿轮4与变速齿轮组2相咬合，而变速齿轮组2又与发电机1相连接，经过变速齿轮组2变速后，得到适应发电机1的转速与力矩，最终使发电机1正常发电工作，河水上涨或下落时，飘浮深度控制装置10自动使涡轮扇叶3上下浮动，以更好的适应水流对涡轮扇叶3的最大冲击力，不会影响发电机1的工作状态。

Claims (10)

1.一种无坝式水流涡轮发电系统，包括发电机、变速齿轮组、拦河中轴部分、涡轮扇叶和稳定支架，其特征是拦河中轴部分与水流方向垂直且半浮于水面上，此拦河中轴部分在位于河岸两端的稳定支架作用下保持支撑状，拦河中轴部分上的涡轮扇叶在水流冲击的作用下旋转，从而带动变速齿轮组运转最终使发电机工作发电。
2.根据权利要求1所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是拦河中轴部分由拦河中轴、飘浮深度控制装置组成，涡轮扇叶中心轴为空心，即空心轴套，拦河中轴穿过涡轮扇叶中心轴空心处，涡轮扇叶可以拦河中轴为轴心并围绕它旋转。
3.根据权利要求2所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是飘浮深度控制装置固定在拦河中轴下方两端并与水面接触，拦河中轴与水面呈平行状。
4.根据权利要求3所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是涡轮扇叶由空心轴套、齿轮、防水轴承与扇叶组成，扇叶呈轴心向外延伸有规律辐射排列状构成，扇叶与空心轴套固定连接，防水轴承置于空心轴套两端。
5.根据权利要求4所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是涡轮扇叶与拦河中轴通过空心轴套内的防水轴承连接。
6.根据权利要求5所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是发电机、变速齿轮组均固定在拦河中轴上。
7.根据权利要求6所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是拦河中轴通过滑动轴承与稳定支架连接，并可在稳定支架的滑杆中上下滑动。
8.根据权利要求7所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是飘浮深度控制装置由许多密度小于水的飘浮块及配重块构成。
9.根据权利要求8所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是涡轮扇叶端部有一齿轮固定在轴心上，并与变速齿轮组咬合连接。
10.根据权利要求9所述的一种无坝式水流涡轮发电系统，其特征是涡轮扇叶没入水中深度不得超过拦河中轴。
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