CN1091810A

CN1091810A - 新型低水头水力发电装置

Info

Publication number: CN1091810A
Application number: CN 92102130
Authority: CN
Inventors: 周彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1994-09-07

Abstract

本发明涉及新型低水头水力发电装置，最适合在各大中小河流水位变幅大(暴涨暴落)的河段修建低水头径流电站使用。

Description

本发明涉及一系列水力发电装置，特别是适合低（中）水头条件下的一系列水力发电装置。

据本发明人所知，现有的各种水力发电装置（或称水力发电设备，包括冲击式的水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机、反击式的混流式水轮机、轴流式水轮机、斜流式水轮机、贯流式水轮机和上述各种机组所配套的发电机及有关附属设备组成的机组）有两方面的缺点：一.无法利用极低水头（0.5m或2m以下水头）的水力运行发电;二.不能随上下游水位在升降移动状态下运行发电。现有的各种水力发电装置的其它方面的缺点无法一一列举。

本发明的目的（任务）是为了克服现有的各种水力发电装置所存在的上述缺点，研究发明出一系列适合利用极低水头的（固定的或升降移动或浮动）水力发电装置，特别适合于低水头、大（中）流量、水位变幅大的暴涨暴落河流建径流式水电厂使用的水力发电装置。

本发明的一系列低水头水力发电装置是在整体结合可随上下游水位升降移动（或浮动或整体移动）的这一相同主题构思的基础上研究发明出来的。本发明的一系列低水头水力发电装置从主要结构移动形式上暂分为三大类型：

一.垂直升降型低水头水力发电装置;

二.斜面升降型低水头水力发电装置;

三.船型低水头水力发电装置。

本发明的上述三大类型低水头水力发电装置各自（细分）又有多种型式、垂直升降型低水头水力发电装置包括有：a.垂直升降型盘叶轮式水力发电装置，b.垂直升降型贯流式水力发电装置，c.在现有的立轴的轴流式（混流式、斜流式）水力发电装置（也可把力发电装置称为水力发电设备或水力发电机组）。斜面升降型低水水力发电装置包括有：a.斜面升降型圆盘叶轮式水力发电装置，斜面升降型贯流式水力发电装置。船型低水头水力发电装置包括有：a.船型圆盘叶轮式水力发电装置，b.船型贯流式水力发电装置此外，本发明的水力发电装置还可有几种组合型机组。例如：垂直升降型轴伸虹吸贯流式水力发电装置，斜面升降型船型贯流式（或圆盘叶轮式）水力发电装置，微型（小型）圆盘叶轮式（或贯流式）可移动整装机组。在本说明书所记载的各种水力发电装置的基础上作小修改但在功能特性方面没有重大的或无实质变化的改进后的机组，也属于本发明的水力发电装置包括的机型范围。下面分别记载它们的功能结构技术特征并作实施应用举例。

一.垂直升降型低水头水力发电装置（下面均省去低水头三字

本发明的垂直升降型圆盘叶轮式水力发电装置的技术特征是，个装置由机架、圆盘叶轮、增速齿轮组、动力离合器、调速器、传皮带轮及皮带、发电机、液压升降机构、起重装置、垂直滑动钢轨钢轨槽、定位小轮、与发电输电有关的电器设备、机前闸门、自动控制设备、各种轴承、各种螺钉及零配件组成。但对具体的某一个号的机组来说，也可以没有上述的某些部件，增设其它部件。

本发明的垂直升降型圆盘叶轮式水力发电装置是将整个机组安在一个永久性井形机坑内运行使用的。垂直升降机架的上部是活厂房，厂房内装发电机、配电盘、调速器、励磁机及操纵装置等。垂直升降机架的下部装有一个圆盘转动叶轮，圆盘叶轮的转动大轴两头都是密封防水机舱供安装增速齿轮组、刹车装置、重力平衡物等。垂直升降机架的左右两侧各安装有一组液压升降装置，机架的两侧或底部必要时可装置有一根或多根升降定位卡杆，定位卡杆的的侧面有卡口或杆中有孔，定位卡杆也可制成有大螺纹的光滑圆柱形。当整个水力发电装置通过液压装置或吊车升降至某个高程用卡盘卡住定位而对整个装置起到承保险作用。本发明的各类型的圆盘叶轮（转轮）的具体结构在说明下面另作记述。液压升降装置视机组的大小及不同电站的实际情况需要其最大升降行程分别为1m～10m不等。液压升降装置至少有两个以上的液压缸垂直升降机架在导流道进水口前方可装有或不装有机前门。增速齿轮组一般采用正齿轮（即直齿圆柱齿轮）也可采用斜齿轮、圆锥齿轮，还可采用万向联轴节和上述各种齿轮结合组成增速齿轮组。本发明的垂直升降圆盘叶轮式水力发电装置的圆盘叶轮尺寸是外径0.6m×宽0.3m～外径10m×宽14m，但以外径3m×宽2m～外径6m×宽8m的圆盘叶轮较适用（相对适合单机功率为75Kw～200Kw的机组使用）。由于水流质点对圆盘叶轮的冲击速度（在0.7m～5m水头时）为1m/S～4.6m/S（这与导流道的坡度设计有关，7m水头时流速约为6.3m/S-即6.3米/秒）。圆盘处轮的转速可达12转/分～60转/分，因此增速齿轮组要设2对～6对大小齿轮使转速增至500转/分～1500转/分才能带动发电机运行发电。本发明的垂直升降型圆盘叶轮式水力发电装置可以整个机组在垂直升降时不停地运行发电，也可暂停运行发电将整个机组升降至某一高后再运行发电。

本发明的垂直升降贯流式水力发电装置的主要结构技术特征是：垂直升降机架的下部是全贯流式或半贯流式水轮机。但最好是轴伸万向联轴节转动正齿轮组增速的贯流式水力发电装置。这种机组的上部分是发电机，机组的上部四周均为密封的防水壁板（钢板），发电机就位于这样的一个盒形活动厂房内运行（必要时盒形活动厂房上方可设有顶板），垂直升降机架的底部或两侧是安装液压升降装置的密封舱，高压油（水）泵就装在密封舱内，液压缸可向上装或倒装，若液压缸筒倒装则筒口和柱塞均在下面并且液压缸筒的上端与密封舱底部连接，柱塞和液压缸外套筒向下伸至永久性支承面上，导流道进水口可设平板式或蝶阀式机前闸门，本发明的垂直升降型贯流式水力发电装置有的（较小型的）将增速齿轮组装在盒形活动厂房内，中型以上的机组在盒形厂房和水轮机之间另设有一个齿轮舱（密封舱）。本发明的垂直升降型贯流式机组的最大升降行程（视不同型号）为1m～3m。与现有的老式（不能在升降过程中运行）的贯流式水轮发电机组比较，本发明的几种垂直升降型水力发电装置能通过调节整个机组的升降高程而适应较大的上下游水位变幅并使机组时刻处于最佳运行状态，最适合在水位暴涨暴落的中小河流建径流式水电站使用。

本发明的垂直升降型轴流定桨式（或转桨式）水力发电装置的结构技术特征是：整个装置的主要部件轴流式水轮机，转动轴、增速齿轮组、调速器、发电机及有关运行控制设备都安装在一个圆筒形升降机架内（或正多边形机架内），圆筒形机架的上段是向上开口的圆筒形活动厂房（或顶上有盖板但上面四周开口），圆筒形升降机架的中段装水轮机顶盖和导流叶进水口以及金属蜗壳和转轮，圆筒形机架的下段是可随整个机架升降的金属尾水管。本发明的垂直升降型轴流式水力发电机组的液压升降装置的设置一般是：一.当圆筒形升降机架的上段的直径是转轮直径的2.5倍～4倍时液压装置设在圆筒形机内侧为宜，二.当圆筒形升降机架的直径是转轮直径的1.6倍～2.8倍时液压装置设在圆筒形机架外侧为宜。本发明的中小型的垂直升降型抽流式水力发电机组（全重120吨以下）能靠电动吊车起吊的也可否设液压升降装置。圆筒形机架的内侧或外侧设有几条有卡口或有螺纹的保险支柱（包括有活动卡盘）。整个机组的最大升降行程（视不

型号机组）为1.4m～10m为宜。圆筒形机架的外侧与永久性圆

机坑（或多边形筒状机架和永久性多边形机坑）内侧，对应设有垂直的凹凸滑动钢轨和钢槽。因中低水头水轮机转速较低，可在圆筒形机架（或多边形机架）的中上段（即水轮机顶盖和发电机下层之间）增速齿轮舱和增速齿轮组，调速器等。导叶自动控制（或手动控制）机构也装在该舱内。如是中水头机组若水轮机转速达375转/分以上也可不设增速齿轮组而将发电机与水轮机联轴（立轴）安装。为了防止水流入圆筒形（或多边形）机架内，可在圆筒形机架（或多边形机架），的上中段外侧设多圈金属或橡胶等材料制成的止水圈将机架外侧壁的水通过小水管引流到下游。本发明的垂直升降型轴流式水力发电装置可根据实际需要设置各种属现有技术的电器控制设备（有的在本明书下面作记述，有的不作记述）。

上述三种垂直升降型水力发电装置的机架外侧与永久性机坑内侧壁之间装有垂直升降定向导轨（钢轨和钢槽）及小轮。永久性厂房顶部设有电动吊车或其它起重设备。

本发明的垂直升降型混流式（斜流式）水力发电装置的结构与本发明的垂直升降型轴流式水力发电装置的结构大部分都相似，不同的是转轮和引水室，本发明的垂直升降型轴流式机组的引水室一般是单层并做得相对较高（但也可做成多层的引水室），而本发明的垂直升降型混流式或斜流式机组的引水室最好建成2层～3层（单层也可），当整个机组的圆筒形（或多边形）机架的进水口正对合某一层永久性引水室时其余各层引水室实际已被圆筒形（或多边形）机架的侧壁封闭。对于中型江河建中低水头的径流式电站若上下游水位变幅大（水位变幅6m～20m，流量变幅为10倍～70倍）采用本发明的垂直升降型轴流式机组比不能升降的老式轴流式机组更有利于运行发电。

二.斜面升降型低水头水力发电装置

本发明的斜面升降型圆盘叶轮式水力发电装置分为单圆盘叶轮式（一个圆盘叶轮带动一台发电机）和双圆盘叶轮式（两个圆盘叶轮带动一台发电机）两种。本发明的斜面升降型圆盘叶轮式水力发电装置又分为斜面轨道滑动升降和斜面钢轮滑动升降两种升降形式。本发明的斜面升降型圆盘叶轮式水力发电装置的结构技术特征是：由圆盘叶轮、斜面升降机架、增速齿轮组、调速器、动力离合器、发电机、励磁机、配电盘、减速刹车装置。滑动（滚动）斜面升降装置。活动厂房、装在机组上的输电设备（包括几组平行绕圈式导线收放盘）以及各种附属配件、各种螺钉等组成。其中圆盘叶轮安装于后部位置相对较低。装发电机的活动厂房的地板比圆盘叶轮转动大轴两头的机舱地极高0.5m～3m，单圆盘叶轮式机组的增速齿轮组装在机组的左侧或右侧机舱。双圆盘叶轮式机组的增速齿轮组安装在机组的中后部机舱内。圆盘叶轮靠水流冲击获得动能转动经过动力离合器、增速齿轮组、调速器（有的机组还经皮带轮）最后带动发电机运行。本发明的各个类型机组一般采用现有技术的动力离合器，也可采用应急跳式齿轮或平行推离式齿轮代替动力离合器、垂直跳离式齿轮与相合的两个齿轮其轴心构成的夹角以30°～120°为宜（夹角小则容易跳离而迅速切断动力）。平行推离式中介齿轮与相合的两个齿轮轴心构成的夹角以180°～60°为宜。应急切断动力后可关闸使导流道停水后并刹住圆盘叶轮大轴上的飞轮才能再合上垂直跳离（或平行推离）中介齿轮。若设有动力离合装置并在导流道进水口设有进水闸门则不必设置机前闸门，因为动力断离后圆盘叶轮不带负荷转速不会超过150转/分或外圆的线速度不会超过18米/秒，不会造成飞车危险。为了防止风力挠动圆盘叶轮影响运行，可设一个半圆形挡风罩盖在圆盘叶轮上方。如机组所对应的导流道上方建有永久性厂房则不必设置上述挡风罩并且机架上的活动厂房也不必设置屋顶（只设工作桥和护拦）。如导流导上空不建永久性厂房则应设挡风罩并在机架上建活动厂房（包括有屋顶、壁板、门窗等）。斜面升降机架的主力钢架下面装置有滑动钢轨或滚动钢轮以及为清除泥污而设置的小水枪、小钢铲软（硬）毛刷、橡胶刷等小配件。斜面升降机架上还可根据需要设置行人天桥，露天平台。本发明的斜面升降型圆盘叶轮式水力发电装置（以及本发明中各类型的水力发电机组）可视实际需要设置属于现有技术的水位自动记录测量显示器、发电机转速信号器。配电盘及有关仪器、仪表、发电机运行控制设备、水文设备和综合调度用子计算机、机组本体的升降装置及控制设备、附装水泵等。或不设上述某些设备而增设其它配件，如漏电保护装置、自动调节电压装置、蓄电池、输电导线设备、避雷器、电车式（或其它型式）输电装置等。（本发明的各种类型的机组都可视需要采用上述各种配件、部件，下面不作重复记述。）

本发明的斜面升降型贯流式水力发电装置的结构技术特征是：贯流式水轮机（多采用半贯流式水轮机）和增速装置、发电机、机前闸门以及有关配件都装在一个活动的斜面升降机架上，其中贯流式水轮机装在斜面升降机架的下部，发电机则装在升降机架中部的活动厂房内。本发明的斜面升降型贯流式水力发电装置在升降机架的底部装有滑动钢轨和滚动钢轮，并设有锁定插销（整个机组升降至某个位置后用插销将它固定后才开始运行发电）。机架上部的活动厂房向上游这一面是钢板实际起到挡水墙的作用，上述斜面升降型贯流式水力发电装置需安装在底部有滑动钢轨（钢槽）的导流道内运行，本发明的另一种斜面升降型虹吸贯流式水力发电装置一般不设导流道而是机组的斜面升降轨道与河流的水流方向大至垂直。这种机组不设机前闸门但设有一台真空泵作启闭虹吸式贯流水轮机用。

三.船型低水头水力发电装置

本发明的船型低水头水力发电装置又分类为：浮于水面的船型圆盘叶轮式水力发电装置、浮于水面的船型贯流式水力发电装置、沉潜于水下的潜艇型贯流式水力发电装置、可升降浮动的平台型圆盘叶轮式（或贯流式）水力发电装置以及它们的混合型等几种。

本发明的船型圆盘叶轮式水力发电装置又分为单圆盘叶轮式、双圆盘叶轮式、多圆盘叶轮多机组组合式几种，下面以两个圆盘叶轮共带动一台发电机的机组为代表记载它们的结构技术特征是：整个机组由中部的主力船体和两侧的辅助船体作为浮动载体，主力船体、辅助船体的底部和甲板上前后都可设有横向的主力大梁将两个（或多个）辅助船体和主力船体连接固定成一个整体，主力船体左右侧各距辅助船体（或相邻两辅助船体之间）1.2m～15m的距离作为导流道，设有一条（或多条同在一轴线）转动大轴横装在三个（或几个）主、辅船体的中后部甲板上。两个（或多个）圆盘叶轮分别装在上述转动大轴上并位于导流道内。导流道前段进水口附近装有机前闸门和拦杂物栅，增速齿轮组和发电机、配电盘、动力离合器、水泵、船用柴油机等各种配件一般装在主力船体的甲板和船舱内，也可将上述某些配件装在辅助船体的甲板和船舱内。主辅船体的底面必要时都可设置钢轮，船体的尾部可设方向舵。导流道的底面最好设有导流底板（钢板）。船上还设有办公（驾驶、控制）室、生活舱房。圆盘叶轮的上面设置有半圆形的挡风罩，主辅船体上都可设水舱或其它用途的舱，船上还有蓄电池。各种油（气、柴油）箱，必要时还可在船上安装各种工农副业加工机械，船上的柴油机既可作自航动力又可作带动抽水机使用。

本发明的潜艇型贯流式水力发电装置的结构技术特征是：贯流式水轮机和增速装置、发电机、配电盘、调速器等都装在潜艇体内，潜艇的前面设有高度为12米以下的挡水钢板并在永久性建筑物的配合下形成上下游之间的水位差，如潜艇内装全贯流式水轮发电机最好，若装半贯流式水轮机则潜艇内最好做成两层（也可做三、四层），上层安装增速齿轮组、调速器、发电机、配电盘等，下层则装半贯流水轮机并相应设置流道，贯流水轮机流道的进水口和尾水管可装闸门。在潜艇的下层还可设压水舱和设可移动的压舱物。如设置自航设备也安装在下层机舱内，下层机舱因而相应设有油箱。本发明较大型（或中型）的潜艇型贯流式水力发电装置在潜艇体内设置的机舱层数不限。还要设有供工人住的生活舱（包括备用氧气、食品保存冷库、有关生活用品）。潜艇的顶部设有垂直（或斜伸）伸出水面的通道供工人出入潜艇内机舱，潜艇型船体的上游进水口设有活动挡水板以利水流入流道，还设有拦杂物栅。必要时可在潜艇体外侧活动配套2个～60个浮力筒（形状不限、可拆可装）安装在潜艇体的外侧，潜艇体的前部和其它部位设有钢绳将它连系在岸边或水下基础。本发明的大中型潜艇型贯流式水力发电装置多做成2条～6条导流洞分别供安装2～6台贯流水轮机和发电机（实际制造时视需要可做成1个导流洞只装1台贯流水轮机和发电机。也可做成6个以上导流道和超过6台贯流水轮机和发电机）。潜艇型贯流式水力发电装置的底部安装有活动金属挡水板或安装充高压水的橡胶袋，也可在潜艇底部只装橡胶片（橡胶垫）。

本发明的可升降浮动的平台型圆盘叶轮式水力发电装置和平台型贯流式水力发电装置是为了适合于很大的江河或在海洋利用洋流（水流）发电而设计的。因为在很大的江河或海洋中建大型永久性挡水建筑物需很大的投资。而本发明目的是为了节省水下永久性挡水建筑物的投资，只在水下建几个（一般是2个～8个）永久性基础并在永久基础上建垂直支架把本发明的船型圆盘叶轮式或船型贯流式、潜艇型贯流式水力发电装置安装在上述垂直支架中即是（只需增设几个连接件），或在上述支架中安装金属平台（金属平台有1至5层），在平台的中部或底部设置1条～6条（也可多达30条）明槽式流道或水下圆洞形流道，圆盘叶轮安装在明槽式流道中，贯流水轮机则安装在水下圆洞形流道中。增速齿轮组，调速器、动力离合器、发电机、配电盘、电力变压器、电器自动化控制设备等都可装在平台上。为海洋或内河发电而设计的平台型各种水力发电装置还有可旋转的功能。专为海洋洋流发电而设计的平台型各种水力发电装置还应装备有气象和洋流预报设备、无线电通讯设备、工人生活设施、备用动力设备（例如备用柴油机等）。明槽式流道或水下圆洞形流道的进出水口两头都可装置平板式或其它型式的闸门。圆盘叶轮上面设有挡风罩。

按照水流能量转换特征分类，本发明的各种类型垂直升降型、斜面升降型、船型（包括平台型）的圆盘叶轮式水力发电装置（或称机组）都属于新型冲击式水力发电机组。本发明的各种类型的贯流式、轴流式、混流式。斜流式水力发电装置都属于新型反击式水力发电机组。（上述两大类允许再论证分类）

本发明的各种圆盘叶轮的结构技术特征是：

1.定叶式有轮盘架圆盘叶轮的结构技术特征是：一条转动大轴上套装有2个～20个轮盘架、转动大轴与轮盘架之间有若干条键槽和起固定作用的金属件，轮盘架是一个圆形金属架，大中型的轮盘架也可由多块金属件用螺钉或焊接装配而成，一个圆盘叶轮如有N个轮盘架则分成N-1段，每段之间最好等距也可不等距，每段轮盘架在转动大轴外侧和叶片内侧的每段之间装有一个直径为0.16D～0.44D的导流圆筒（D代表圆盘叶轮外径），圆盘叶轮外径为0.5m～1.2m，圆盘叶轮宽幅为0.2m～18m，转动大轴最小为φ25mmφ长度为400mm～φ1400mm×长度25000mm（最大的），每个圆盘叶轮被轮盘架分隔成1～12段（最多不超过30段），每段轮盘架上安装6片～60片叶片，但一般以每段轮盘架上安装9～18片叶片为宜，每片叶片的平面投影面积以宽0.2m×0.16m～宽3.5m×4m为宜，叶片内边距导流圆筒之间最好间隔2cm～40cm以利水流运动，叶片一般用金属、塑料整块铸成（注塑成）小型的叶片可用木板制成，叶片上一般不开孔，但也可开小孔以利水流通过。叶片的两面可通过铸造制成有凸起的加强筋，大中型的圆盘叶轮多为每段轮盘架均采用高叶片和低叶片混装。叶片的迎水面最好有一定的曲度并且凹面向上游可减少运转阻力转动大轴的两头安装在机架梁的两头的主力支架上的轴承座。本发明的大型圆盘叶轮还可在中段增设一个（位于导流道中的金属支架上的）中间轴承（将圆盘叶轮分成两大段），中间轴承座通过金属臂（梁架）与活动机架相连。

2.转叶式有轮盘架的圆盘叶轮的结构技术特征是：在本发明的定叶式有轮盘架圆盘叶轮的基础上对叶片增加了一套转向机构（调节水流对叶片的冲切角度使轴向水推力增大或减小而起到调节转速和出力的作用），在叶片靠轮盘架的侧面中部设置叶片转动轴，叶片靠导流圆筒这侧的活动转臂或转动轮架连接并通过液压装置或手动（电动）装置控制它的转向，叶片的转向角为100°以下，当电网甩负荷或发电机有故障需减缓转速或紧急停机时，通过控制机构转动叶片的冲切角减小水流对叶片的推力使转速减慢配合关闸停机。

3.定叶式无轮盘架圆盘叶轮的结构技术特征是：转动大轴上套装有1～40副叶片插座，每副叶片插座的外圆均有2～20个（组）插孔。每片叶片有1～10个插柄并适合插入插座孔中再用螺钉固定或焊接固定，叶片插座中孔内侧和转动大轴外侧的对应都位有键槽插入金属块使之固定，也可把叶片插座制成两个近似半圆环形用螺钉安装固定于转动大轴上，小型的无轮盘架转动叶轮（定叶式）可用一些小金属块作紧固件将叶片和紧固件（按设计要求）直接焊到转动大轴上，每片叶片的外圆之间必要时也可有连接相邻叶片的金属条。为了防止运行时叶片之间的内圆（叶片根部）形成阻水气泡，可在叶片

根部钻有小孔或其它技术措施解决。本发明的无轮盘架的圆盘叶轮的叶片最好制成相似于现有的水斗式水轮机的叶片（又称水斗）形状但相对浅宽而薄，一个定叶式圆叶轮由一根转动大轴上套装（或焊接）1组～30组（1组相当于一圈有6～40块叶片）水斗形叶轮构成。定叶式或转叶式圆盘叶轮的尺寸以外径0.5m×宽幅0.2m（最小的）～外径10m×宽幅16m（较大的）为宜，大中型的定叶式或转叶式无轮盘架的圆盘叶轮也可在转动大轴的中段设中间轴承。

4.转叶式无轮盘架圆盘叶轮的结构技术特征是：在本发明的定叶式无轮盘架圆盘叶轮的结构基础上通过改进增设叶片的转动机构而成，转叶式无轮盘架圆盘叶轮与转叶式有轮盘架圆盘叶轮相比较其不同之处是，前者的转动叶片的转动轴线与转动大轴的轴线大致垂直;后者的叶片转动轴线与转动大轴的轴线相平行。但它们的共同特征是通过转动叶片改变水流对叶片的推动力使转动大轴和发电机的转速得到调整（当然还要通过设置进水闸门、液压装置和调速器等配合）。本发明的圆盘叶轮的叶片转动机构由叶片，叶片转轴、轴承、转动臂、连杆、辅助操作架、推拉杆、接力器、螺钉和有关小配件等构成。本发明的大中型机组的叶片转动机构还通过电脑自动化控制装置控制叶片的运行工况。

下面是本发明的各种机组的零部件的名称和编号顺序：

一.机架部分

（1）主力机架（5）各种非密封门、舱口

（2）次要机架，拦杆（6）各种型式的窗、通风洞

（3）金属板、壁板、顶板（7）可滑动的钢轨槽、钢轮

（4）木板、塑料板、壁板（8）固定的钢轨或金属底板

（9）挡风罩（14）重力吊环、机架拉环

（10）机架上的行人桥（15）各种螺钉、铆钉

（11）机架上的活动厂房（16）平衡重物（金属或砼）

（12）机架上的内层机舱（17）轴承座、支承座（架）

（13）钢轨除污装置（包括小水（18）机前闸门

枪、软硬毛刷、小钢橡胶刷）（19）橡胶轴瓦、橡胶配件

二.传动、发电设备、控制器部分

（20）发电机（有的发电机已

含励磁装置）（30）正齿轮、斜齿轮、圆柱齿轮

（21）励磁机（31）圆锥齿轮、蜗轮或蜗

（22）输电导体、导线（32）各种轴、转动轴

（23）配电盘或各种电器仪表（33）各种型式的轴承

（24）电力自动控制器或开关（34）万向联轴节、传动节

（25）综合调度电子计算机（35）离合器或紧急跳离齿轮

（26）其它电器传动控制装置（36）温度计或温度信号器

（是现有电控设备的任一种）（37）

（27）平皮带或三角皮带（38）蓄电装置

（28）各种皮带轮（39）各种照明灯具

（29）惯性飞轮和刹车机构（40）电风扇、空调器

三.圆盘叶轮部分

（41）圆盘叶轮转动大轴（45）轮盘架连杆

（42）轮盘架或叶片支承架（46）导流圆筒

（43）定叶式叶片（47）叶片插座

（44）转叶式叶片（48）叶片转轴、叶片柄

（49）转动盘和转动臂（53）转动机械节

（50）接力器（54）焊接点缝、接合缝

（51）辅助操作架（55）各种转动部件的注油孔

（52）推拉杆、连杆

四.船艇体部分

（56）主力船体或潜艇体（68）支架或补气架

（57）辅助船体（69）导水机构

（58）甲板、机舱内板（70）密封防水门

（59）水下的金属板、底板（71）活动挡水板

（60）预应力金属框架梁（72）备用动力机（柴油机）

（61）导流道前后闸门（73）抽水机（水泵）

（62）船艇上游的金属挡水板（74）浮筒、有浮力的物体

（63）贯流水轮机的转轮体（75）船艇自航设备

（64）水轮机流道（76）水舱、重力压舱物

（65）贯流水轮机灯泡体（77）船艇航行螺旋桨

（66）灯泡体内的发电机（78）船艇方向舵

（67）增速行星齿轮（79）空气压缩舱

五.液压升降装置

（81）高压油（水）泵（86）高压油（水）输送管

（82）液压缸筒（外筒）（87）各种阀门

（83）液压柱塞（内柱杆）（88）液压定位套筒

（84）液压缸外套筒（89）各种弹簧

（85）液压缸底座（有的倒装（90）液压油（水）箱

在上与活动机架相连接）（91）压力显示器（表）

（92）液压油（水）加热器（94）油（水）贮量显示表

（93）液压装置上端与机架的油（水）温度显示表

活动连接部件

六.水轮机零件及其它设备

（95）活动金属蜗壳（114）拔叉

（96）固定金属蜗壳（115）调节螺钉

（97）真空破坏阀（116）减振装置

（98）固定的和可转向的导叶（117）卡盘或插销

（99）座环（118）机架支承大柱

（100）真空泵（119）

（101）安全销与限压阀（120）升（降）变压器

（102）密封件、止漏装置（121）电力计量箱（表）

（103）轴承套、滑动轴承、

滚动轴承（122）电动或手动启闭设备

（123）各种钢绳

（104）控制环（124）各种农副产品加工机械

（105）各种法兰（125）门式起重机

（106）转动油盘、固定油盘（126）桥式起重机

（107）联轴器、曲轴（127）与机组分离的进水闸门

（108）实心轴或空心轴（128）电动卷扬机、手动葫芦

（109）支承盖（129）输出线路的导体连接架

（110）水轮机叶片或导线收放盘

（111）泄水锥（130）平台转向装置

（112）转轮内底盖（131）水位自动记录显示器

（113）蝶阀式闸门（132）漏电保护装置

（133）氧气发生器或氧气瓶（140）气象观测设备

（134）食品保鲜设备（141）舱内废物排出装置

（135）厨房设备（142）

（136）小仓库、工具仓（143）缓浪浮动物

（137）各种电讯设备（144）拦杂物栅

（138）工人生活间（145）交通船、运输船、

（139）人（货）电梯（升降机）拖头船

七.水工建筑物及其它（154）导流墙或挡风墙

（146）永久性挡水坝（155）斜面上的行人梯级

（147）橡胶坝及有关装置（156）排水管

（148）永久性导流道（157）深孔放水洞及球阀

（149）行人遂道（158）上游水位（a最高

（150）水轮机尾水管 b正常、c最低）海拔高程m

（151）永久性厂房（159）下游水位（a最高、

（152）船闸 b正常、c最低）海拔高程m

（153）冲砂闸、挡水闸（160）公路、道路

下面是本发明的几个实施例：

本发明实施例一.1.5Kw微型圆盘叶轮式水力发电机组。以下简称本发明的1.5Kw机组。本发明的1.5Kw机组由固定机架（1）、圆盘叶轮（41）、增速齿轮组（30）（注：象圆盘叶轮、增速齿轮组以及其它大型整体部件只取它某个较大的零件编号表示）、发电机（20）、飞轮（29）、动力输出轮（28）、电流表（23）、电压表（23）、蓄电池（38）、闸刀开关（24）、螺钉（15）、起吊环（14）以及其它有关配件组成。另外附加配套一只起重量400公斤的手动葫芦（128），发电机（20）本体已含有半导体整流自励磁装置。下面详细介绍它的结构技术特征：

本发明的1.5Kw机组的固定机架（1）下面安装一个直径1m×宽幅0.6m的圆盘叶轮（41）其转动轴的直径50mm×700mm，转动轴（41）的两头各有一个直径1m的轮盘架（42）内侧装有一个外径20cm×长度58cm的导流圆筒（46），两个轮盘架（42）之间装有4～10根连杆（45）并装有10片叶片（43），每片叶片（43）的尺寸是宽58cm×高35cm，其开关似圆形曲面凹面向上游水流方向以利减少叶片（43）背面的水阻力。叶片（43）（用金属制造时厚度为2mm～5mm背面有凸起的加强筋，叶片也可用木板、塑料板制成，增速齿轮组（30）的各个齿轮（30）的模数都是M＝4（或M＝5），齿轮Z₁有60个齿，齿轮Z₂、Z₄、Z₆各有20个齿、齿轮Z₃有80个齿，齿轮Z₅有60个齿。作动力输出的三角皮带轮Z外径120mm，发电机的额定功率为1.5Kw，额定转速是1500转/分，发电机的三角皮带轮外径80mm，当水头高度为0.7m～1.2m时水流对圆盘叶轮（41）的叶片（43）的冲击速度为1m/S～1.5m/S，圆盘叶轮转动大轴（41）与齿轮Z同轴可获20转/分～30转/分的转速，经齿轮组（30）增速带动发电机（20）可获1080转/分～1620转/分（理论计算值），实际转速可达950转/分～1500转/分。增速齿轮舱（12）可设在机架（1）的左右任一侧，机架（1）上面是个平台供安装上述发电机（20）、蓄电池（38）（3～8个，按串联接法或其它接法），电流表（23）、电压表（23）闸刀开关（24）、输入输出控制盒（26）各一个。本发明的1.5Kw机组适合在0.25m³/S×水头0.8m条件下使用出力可达1.2Kw。

本发明实施例二.30Kw圆盘叶轮单独升降型综合性发电加工多用途机组。下面简称为本发明的30Kw机组。本发明的30Kw机组的主要技术特征是：圆盘叶轮与圆锥齿轮组等部分机件装在垂直升降机架上可随机架上升或下降，部分增速齿轮组（或皮带轮组）和发电机、配电盘、抽水机、各种农副产品加工机械以及垂直升降机架的电动卷扬机等都装在固定厂房的地面上（有的装在固定的机架上）。活动机架的垂直圆柱形齿轮将动力转送给固定厂房上的垂直圆柱形齿轮并且在一定高度范围内可在升降的同时转动传递动力。也可用一组立轴的皮带轮和皮带代替上述一组垂直圆柱形齿轮。（本实施例的各部件的编号数字可参阅本说明书的记载零部件编号）

本发明实施例三、四柱液压垂直升降型圆盘叶轮式125Kw水力发电机组。以下简称为本发明的125Kw机组。本发明的实施例三的125Kw机组的整机外形尺寸为高8.5m×6.5m×6m，圆盘叶轮由直径300mm×4.5m的转动轴（41）一条和直径3.5m的轮盘架（42）4个将圆盘叶轮分隔成三段，整个圆盘叶轮直径3.5m×宽幅2.7m，每段轮盘架（42）各安装宽0.85m×高1.1m的近似抛物线形的曲面定叶式叶片（43）12片和直径1m×长0.85m的导流圆筒（46）一个。本发明的增速齿轮组（30）装在右边机舱（12）内，各个齿轮（30）统一采用模数M＝10，齿轮组（30）自下而上传动顺序是：圆盘叶轮（41）-Z₁-Z₂-Z₃-Z₄-Z₅-Z₆-皮带轮（28）一动力离合器（35）一发电机（20），各个齿轮（30）的齿数分别是Z₁96个齿、Z₂24个齿、Z₃120个齿、Z₄24个齿、Z₅96个齿、Z₆32个齿，主动片带轮（27）是从动皮带轮（27）的直径的1.5倍。发电机（20）选用SFW125-4/590型号，额定转速为1500转/分（也可选用其它型号的发电机但要调整两个皮带轮的直径比）。当水头1.8m～2.5m时（导流道坡度为15°～28°条件时）水流对圆盘叶轮叶片（43）的冲击速度为2.2m/S～3.4m/S，理论计算得发电机（20）转速达1080转/分～1710转/分，考虑机械原因影响发电机（20）实际转速约为950转/分～1560转/分。必要时可在本发明的125Kw机组的（圆盘叶轮转动大轴至发电机之间）传动机构中增装调速器（119）（本发明实施例附图中未装调速器）。本发明的125Kw机组在升降机架（1）两侧（导流道的左右上方）各设置2个液压升降装置（82），每个液压缸筒（82）内径100mm，全高约2.8m，壁厚约40mm，液压缸柱塞（83）外径100mm，液压升降装置（82）设计最大升降行程2.2m，工作压力250Kgf/mm²，每个液压升降装置设计最大顶回力（单缸）19.6吨，两侧各设置一个3Kw的电动高压油（水）泵（81）供给高压油（水）给同侧的两个液压升降装置（82），也可以每个液压升降装置（82）各配备一个高压油（水）泵或四个液压升降装置（82）共用一个高压油（水）泵（81）、上述液压缸筒（82）可在定位套筒（84）内上下滑动。本发明的125Kw机组在靠导流道（148）的左右侧设有定位轮（7）、定位滑动钢轨（7）若干段，以利升降机架（1）保持在一个垂直投影面作上下移动。与升降机架（1）的定位轮（7）和定位钢轨（7）相对应的永久性机架井筒（151）的侧面装有固定的钢轨槽和钢轮槽（8）。本发明的125Kw机组的左右两个机舱（12）的四壁和底板（3）是厚度为4mm～10mm的钢板焊成的密封舱、两个机舱（12）的下游上中部对面各开一个密封防水门（70）并有行人桥（10）相通，活动厂房（11）的地板设有活动舱口（5）并有爬梯（10）向下延伸，活动厂房（11）的四壁用钢板（3）或木板（4）建造并且前后两侧开设有窗及左右两侧开设有门（5）。本发明的125Kw机组配备有一套10Kw的电动减速卷扬机（128）装在竖井形机坑的永久机房（151）内。预计本发明的125Kw机组的活动机架（1）及机架上的全部设备重约30吨～35吨，全套设备（包括电动减速卷扬机在内，不计水工建筑物）造价约为每套26万元～35万元左右。

下面是本发明的125Kw机组的（假设）设计安装使用实例：电站C的地址选定在中国南方某河流，电站C的坝址控制集雨面积约1000平方公里，多年平均径流量22.0m³/S，最水月平均径流量3.7m³/S，百年一遇特大洪峰4380m³/S，设计建永久性拦河坝一座并在它的顶部安装橡胶坝长度均为75m，下游最高水位、正常水位、最低水位分别是（159）a210.70m、b200.00、c199.20，上游最高水位、正常水位、最低水位（158）a212.00m、b203.65m、c202.30m上述永久性水坝顶部高度202.00m（均为海拔高程）。根据上述条件确定电站C安装2台本发明的125Kw机组并设计修建2条导流道和2个井形机坑，2条导流道上游进水口高程为201.50m，宽度由5m缩小为3m至圆盘叶轮转动轴下导流道底面高程为200.00m，本发明的125Kw机组在流量9m³/S×水头2m或流量6m³/S×水头3m条件下都能满足单机出力125Kw的需要。当流量小于640m³/S时上游水位低于204.20m本发明的125Kw机组可通过四柱液压升降机构调节整个机组的升降高度使圆盘叶轮最低点保持与下游水位适当高度可连续正常运行发电。当上游水位超过204.20m时应停机并将整个机组（1）用电动卷扬机（128）吊升至水面以上。必要时本发明实施例三的同类型机组可设置2～8条垂直安全保险支柱。安全保险支柱分为圆柱螺旋式、光柱插孔式或光柱外卡孔式几种。（本发明实施例三附图未将安全保险支柱画出）

本发明实施例四：斜面升降型圆盘叶轮式水力发电机组。又分为轨道滑动升降和钢轮滚动升降两种型式。本发明实施例四以1600Kw轨道滑动升降式和2500Kw钢轮滚动升降式两种机组为例，其结构技术特征分别是：（下面简称为本发明实施例四的1600Kw机组、2500Kw机组）本发明实施例四的1600Kw机组的结构技术特征是圆盘叶轮（42）外径5.6m×宽幅6.8m，转动大轴（41）长约11.8m×直径0.45m（如用45号钢制造全重约14吨），圆盘叶轮（42）由6个外径5.6m的轮盘架（42）分成5段，每段安装有宽度1.3m×高1.9m的大叶片9片和宽1.3m×高1.2的小叶片9片，大小叶片间隔安装（与轴心）互成20°夹角。转动大轴（41）外的每段轮盘架（42）之间在叶片（43）的背水面装有横向连系的杆条（45）、本发明的1600Kw机组的增速齿轮组的各个齿轮（30）的统一模数是M＝16，各个齿轮（30）从圆盘叶轮转动大轴（41）这一头自上而下同发电机（20）方向排列依次为Z₁、Z₅各有75个齿、Z₂、Z₄、Z₆各有25个齿、Z₃有100个齿，在齿轮Z₁和Z₂之间有1个中介齿轮Z中。发电机的型号（20）是SFW1600-6/1430，励磁机（21）与发电机（20）同轴。本发明实施例四的1600Kw机组需要配套装置的其它各种有关电器设备和各种必要装置配件在这里不作一一说明。本发明的1600Kw机组的主力机架（1）上的活动厂房（11）比机舱（12）高出适宜高度。预计本发明的1600Kw机组包括配套设备全套造价约100万元～130万元。机组的重量（不包括与机组分离的配套设备）约125吨～160吨。配套的电动减速卷扬机（128）的功率是25Kw，对机组向上（或向下）拉动的速度约60cm/分～100cm/分。钢轨（8）和钢轨槽（7）的相接触的滑动表面光洁度达国标的5～9级。当整个机组被拉动到斜面钢轨上的某个位置时停下用插销固定整个机组。

本发明的2500Kw机组的功能结构技术特征是：由两个圆盘叶轮（41）共同带动一台发电机（20），主力机架（1）下面装有小钢轮（7）代替滑动钢轨。两个圆盘叶轮（41）尺寸（不是指转动大轴）均为外径5.6m×宽幅5.5m，每个圆盘叶轮被5个轮盘架（42）分成4段。每段间距为1.3m（约数），每段安装宽1.3m×高1.9m的大叶片9片和宽1.3m×高1.2m的小叶片9片，导流圆筒（46）的尺寸是外径1.5m×长度1.3m，增速齿轮组的各个齿轮（30）的统一模数都是M＝20，Z₁有75个齿、Z₂、Z₄、Z₆各25个齿、Z₃有100个齿，Z₅有75个齿，主动皮带轮直径是发电机皮带轮（28）直径的2倍。发电机（20）选用SFW2500-6/1430型号。本发明的2500Kw机组主力机架（1）下面共装有18对小钢轮（7）其尺寸是直径48cm×宽15cm，本发明的2500Kw机组根据需要装置的各种电器自动化控制设备及零部件在这里不作一一记述。本发明的2500Kw机组重约190吨～240吨（指主力机架上的整体设备全重）需配套功率为35Kw的电动减速卷扬机（128），在16°斜面钢槽上拉动速度为60cm/分～100cm/分。（实际允许在0°～30°斜面安装）

下面是一个水电站D安装使用本发明实施例四的1600Kw机组2台和2500Kw机组2台的实例（文字省略，请参阅附图）。

本发明实施例五.75Kw～200Kw内河船型双圆盘叶轮式发电抽水综合型机组。（以下简称为本发明的75Kw机组）。本发明的75Kw机组由一个主力船体（56）、2个辅助船体（57）和连系主辅船体的主力钢架（60），联轴的两个圆盘叶轮（42）、增速齿轮组的各个齿轮（30）、发电机（20）、抽水机（73）、配电盘（23）为主要部件组成，还有备用柴油机（72）、船艇方向舵（78）及有关航行设备（75）、进水闸门（61）、动力离合器（35）、活动挡水板（71）、调速器（80）、导流底板（59）等有关辅助设备，配件组成本发明的75Kw机组的齿轮组的各个齿轮（30）的统一模数是M＝8（或M＝10），齿轮Z₁有125个齿、Z₂、Z₄、Z₆各有25个齿，Z₃有100个齿，Z₅有75个齿，当水流速度以1.2m/S～2m/S通过导流道时圆盘叶轮（42）（外径4.2m×宽幅4m）转速为16转/分～26转/分，经增速齿轮组和皮带轮增速及调速器（80）调速后发电机（20）可达到额定转速1500转/分，发电机（20）可视实际需要情况选用4对磁极的75Kw、100Kw、125Kw、160Kw、200Kw几种型号。也可通过皮带轮（28）输出动力带动抽水机（73）或其它加工机械。

本发明实施例六.5500Kw垂直升降型低水头轴流转桨式水轮发发电机组。以下简称为本发明的5500Kw机组。它的主要技术特征是：水轮机相似型号ZZ700-LH-320，设计水头11m，适用水头范围6.5m～12.7m，适用流量范围45m³/S～62m³/S，功率范围是2170Kw～6000Kw，额定转速103转/分～～157转/分，转轮（63）直径3.2m转叶式叶片（44）6片，导水机构（69）叶片20片，最大轴向水推力约85吨，活动金属蜗壳（95）的包角170°，水轮机本体重65吨。本发明的5500Kw机组配套的发电机（20）的型号是立轴的SF5500-10/2600，额定功率5500Kw，额定转速600转/分，发电机（20）本体重48吨，垂直升降圆筒形机架（1）上段是外径10.6m×高8m，下段是外径5.4m×高7.2m。增速齿轮组的4个齿轮（30）的统一模数是M＝25，齿轮Z₁、Z₃各有56个齿，Z₂、Z₄各有28个齿，当水轮机转轮（63）和齿轮Z₁的转速为150转/分时齿轮Z₄和发电机（20）的转速为600转/分，齿轮舱（12）高1.8m，导叶控制机构（69）、真空破坏阀（97）等有关配件装在齿轮舱（12）内，水轮机顶盖（109）装在齿轮舱（12）的底板下、设有6根形如导叶的支柱（98）并与主力机架（1）的上下两段连接，圆筒形机架（1）的上，下两段的外侧都设有6条垂直的滑动钢轨（7）并与圆筒机井侧壁上固定钢轨槽（8）对合使整个机组保持在一个垂直投影面升降。整个圆筒形活动机组全重约300吨，设置4个水压缸（82），水压缸柱塞杆（83）上端与圆筒机架（1）的上端的主力横梁活动连接（也可固定连接）。每个水压缸（82）的技术数据是内径240mm、工作压力300Kgf/cm²，合共产生最大顶升力（单缸）130吨×4个＝520吨。4个水压共靠1台55KW电动高压水泵（81）供给高压水，另有一台高压水泵（81）作备用，还设有4条外径280mm的螺旋纹形安全保险支柱（118）和4个配套螺纹卡盘（117）。4个水压缸柱塞（83）的最大升降行程是4m。本发明的5500Kw机组根据需要装置的各种零配件及辅助设备（可参阅前面13～17页）不重复记述。

下面是本发明实施例六的5500Kw机组的安装使用举例。假定在某河流选址建一座低水头径流式水电站F，水电站F的水文和水工建筑物为：控制集雨面积1.2万平方公里。站址多年平均径流量318m³/S，建成水电站F后上游最高水位、正常水位、最低水位（158）a84.75m、b80.60m、c75.10m，下游最高水位、正常水位、最低水位是（159）a80.00m、b70.15m、c68.30m，水库有效库容为3.27亿m³，电站F的大坝的另一头建有长200m×宽16m×高17m的单级船闸（152）一个。设计安装本发明的5500Kw机组3台。并安装老式（不能升降运行）的型号为ZZ560-LH-350的水轮机2台和配套的型号为SF6300-40/5600发电机2台。技术数据是：老式水轮机设计水头12.5m、适用水头6.8m～13.5m。设计适用流量58m³/S～77m³/S，功率范围约2850Kw～7200Kw，发电机额定功率为6300Kw。当水电站F的径流量小于140m³/S且水头低于7m（这时上游水位低于77.00m高程）两台老式水轮机不适合运行发电可停机而将本发明的5500Kw机组降至最低位置运行发电，在洪水期上下游水位均较高时3台本发明的5500Kw机组和2台老式的6300Kw机组都运行发电。

本发明实施例七.2000Kw斜面升降轴伸贯流转桨式水力发电机组，以下简称为本发明的2000Kw机组，它的主要技术数据是：水轮机相似型号GZ005-WG-400，设计水头3m，适用水头1.6m～4m，设计流量90m³/S，额定转速80转/分，功率范围900Kw2520Kw，转轮桨叶片数6片，圆锥导水机构叶片数20片，水轮机与发电机的传动方式是轴前伸由万向联轴节传动经增速齿轮组增速再带动发电机，发电机型号是SF2000-12/1730，额定转速500转/分。整个可升降机组装在横截面为U形的倾斜流道内并可沿钢轨和轮槽作斜面升降滑动或滚动以利贯流水轮机随上下游水位升降处于最佳运行工况。主力机架前面的挡水钢板（也是机舱壁板）使导流道上下游形成2.6m～5m的水位差。本发明的2000Kw机组的其它零部件（本说明书前面所记载的各种零部件）都可视需要设置。

本发明实施例八.1000Kw×3（台）潜艇型贯流式水力发电机组。以下简称为本发明的1000Kw×3机组，它的主要技术特征是：设计水头10m，适用水头5.5m～11.8m，设计流量14.8m，贯流水轮机相似型号是GZ002-WZ-240，额定转速186转/分，转轮叶片数6片，导水机构圆锥形叶片16片，发电机型号是SFW1000-10/1450，额定转速750转/分，贯流水轮机的动力经万向联轴节付给圆锥齿轮（和正齿轮）最后再带动发电机运转。在圆洞形流道的前段和后段均设有平板式或蝶阀式闸门，潜艇体前面是上伸高度5m的橡胶坝并固定安装在金属（或）泄洪顶板的最上部，当洪水较大时有部分水流从潜艇体顶部上面的橡胶坝顶流过，有两个高度12m的垂直人货升降机（装在筒内）作为工人和设备出入潜艇体内的通道。潜艇体下部是3条尺寸形状相同的贯流水轮机流道。潜艇体上部是长14m×宽8m×高3.8m的内层厂房。3台发电机并排装在内层厂房。厂房内还装有控制橡胶坝升降的高压水泵、配电盘，及其它电站运行控制所需的设备（本发明说明书前面所列）。

上述八个实施例的机组和属于本发明所包括的各种机组都可视实需要设置本发明说明书前面所记载的各种部件和设备，也可设（配）本发明说明书前面未记载的其它小配件。例如对本发明的不同类型机组多设几个垫圈，各种弹簧、各种属现有技术的电器传动控制设备、油（水）输送管道及阀门、各种仪表、机械运行状况显示灯、各种通讯设备、各种照明灯具、各种形状的金属或非金属零件、各种电子元件、各种机电运行检测设备、电器绝缘配件、各种机电运行状况报警装置（如发电机超速报警铃）、传动链条、各种对机器加热或降温的设备、各种手动控制把柄、各种机械开关、各种机械（如传动齿轮）部位的防护罩、油（水）过滤器（网）、各种备用励磁设备、各种船艇设备、各种电脑控制设备等都可按需要装置。

本发明的各种新型水力发电设备的各个实施例由附图给出，下面是对附图的说明：图1、图2、图3是本发明实施例一的1.5Kw机组的三视图。图4、图5分别是本发明实施例二的30Kw综合型机组的安装运行图和正视图。图6是本发明实施例三的125Kw机组的安装运行图，图7、图8、图9是本发明实施例三的125Kw机组的三视图，图10是本发明实施例四的水电站（水工建筑物）平面图。图11是本发明实施例四的两种机组的运行示意图，图12、图13、图14是本发明实施例四的1600Kw机组的三视图。图15是本发明实施例四的2500Kw机组的主力机架图，图16、图17、图18是本发明实施例四的2500Kw机组的三视图。图19是本发明实施例五的75Kw机组的平面图，图20是图19的A-A剖面图，图21是图19的B-B剖面图，图22是图19的C-C剖面图。图23是本发明实施例六的5500Kw机组的运行状态示意图。图24、图25、图26是本发明实施例七的2000Kw机组的三视图，图27、图28、图29是本发明实施例八的1000Kw×3的潜艇贯流式机组的三视图，图30是本发的应用于海洋洋流发电的（装机容量在50Kw×2～10000Kw×2范围）的由船和平台混合组成的机组的示意图。本发明说明书和附图所记载的只是本发明中的有代表性的实施例。但不要把本发明的权利保护范围仅理解为上述几个实施例及机型。

本发明说明书所包括的（有附图记载和未用附图记载的）各类型水力发电装置的单机功率范围是10Kw～20万Kw，其中本发明实施例一的单机功率范围是0.2Kw～2万Kw（如做成中型机组最好在主力机架底下装滑动钢轨或钢轮），本发明实施例四的双图盘叶轮式斜面升降型机组的单机功率范围可达200Kw至20万Kw范围。本发明实施例六的垂直升降型轴流式机组的单机功率范围可达100Kw～20万Kw，本发明的各类型水力发电机组的最高应用水头为40m以下。本发明的各种类型的水力发电机组的最大应用流量为（单机）1500m³/S。

Claims

1、本发明涉及应用于水力发电的装置，特别是应用在中低水头条件下的新型水力发电装置，本发明的主要技术特征是：在垂直升降型或斜面升降型水力发电装置的主要机架(1)上装有发电机(20)、圆盘叶轮(41)、传动(转动)增速装置(27)、(28)、(29)、(30)、(31)、(32)、(34)为主要部件组成，圆盘叶轮(41)靠水流推动并通过上述传动增速装置带动发电机(20)运行发电本发明的新型水力发电装置以能作整体移动(包括垂直升降移动、斜面升降移动，水平移动)为主要特征并通过控制装置使它时刻处于最佳运行状态。

2、根据权利要求1所述的新型水力发电装置，其功能结构技术特征是：船艇型水力发电装置用主力船体（56）、辅助船体（57）或用潜艇体（56）分别代替主要机架（1）和次要机架（2），也可将主要机架制造成平台形状以适合在大型江河和海洋利用水力发电。主力船体（56）和辅助船体（57）之间是水流通道（即导流道）（148），船艇型水力发电装置则在下部设置沉潜于水下的圆洞形水轮机流道（64），明槽式流道（148）上装有圆盘叶轮（41），水下圆洞形流道（64）内则装贯流水轮机（63），平台型水力发电装置可设明槽式流道（148）并装有圆盘叶轮（41）或设水下圆洞形流道（64）并装贯流水轮机（63）。

3、根据权利要求1、2所述的新型水力发电装置，其功能结构技术特征是：

A.本发明的新型水力发电装置的传动增速装置视需要可由各种皮带（27）、各种皮带轮（28）、惯性飞轮和刹车机构（29）、正齿轮或斜齿轮（30）、圆锥齿轮或蜗轮和蜗杆（31）、各种转动轴（32）、万向联轴节（传动节）（34）中任选某些部件组成，必要时也可在传动机构中增设动力离合器或紧急跳离齿轮（35）、调速器（26）等部件，上述某些部件在本发明的各型水力发电装置中的设置数量和动力传递顺序按实际需要确定。也可不设上述某些传动部件（如不设皮带（27）和不设皮带轮（28）或不设蜗轮和蜗杆（31）等）。改用其它传动增速装置，

B.本发明的新型水力发电装置所用的发电机（20）有的已含有励磁装置，也有的发电机（20）不含励磁装置则配套励磁机（21），

C.本发明的新型水力发电装置最好设置有外输电装置（22）、配电盘或各种电力仪表（23）、电力自动控制器或开关（24）、综合调控电子计算机（25）、其它电器传动控制装置（26）、漏电保护装置（132）等配件，如无必要也可不装置这些配件，允许改用其它适用的配件，

D.本发明的新型水力发电装置的主要机架（1）、次要机架（2）、主力船体（潜艇体）（56）、辅助船体（57）都可通过设置金属板（3）或木板、塑料板（其它各种材料的板）（4）做成活动厂房（11）和内层机舱（12），并可按需要设置各种窗口或通风洞（6），设置行人桥或梯（10），

E.本发明的平台型水力发电装置的主要机架（1）上最好装有平台转向装置（130）并可在支承大柱（118）四周转动和升降调整平台位置以利发电，如无平台转动之必要也可将本发明的平台型水力发电装置通过支柱（113）和升降辅助装置能上下升降即可，

F.本发明的新型水力电装置（各种机型）都可按需要在主要机架（1）下面设置滑动钢轨槽或钢轮（各种轮子）（7）、一套钢轨除污装置（13）、拉（吊）环（14），如无必要也可不设某个配件，

G.本发明的新型水力发电装置（的各种机型）允许按机械制造技术要求设计装置各种形状和各种功能结构的零配件。

4、根据权利要求1、2所述的新型水力发电装置，其特征是：

A.本发明的定叶式有轮盘架的圆盘叶轮由转动大轴（41）、轮盘架（42）、定叶式叶片（43）、轮盘架连杆（45）、导流圆筒（46）作主要部件组成。但也可不要轮盘架连杆和导流圆筒（45）和（46），

B.本发明的转叶式有轮盘架圆盘叶轮由转动大轴（41）、轮盘架（42）、转叶式叶片（44）、轮盘架连杆（45）、导流圆筒（46）、转动盘（转动臂）（49）、接力器（50）、推拉杆（52）、转动节（53）作为主要部件构成，但也可不设上述某些部件，

C.本发明的定叶式无轮盘架圆盘叶轮由转动大轴（41）、定叶式叶片（43）、叶片插座（47）为主要部件组成，或不要叶片插座（47），

D.本发明的转叶式无轮盘架圆盘叶轮由转动大轴（41）、转叶式叶片（44）、叶片插座（47）、转动臂（49）、推拉杆（52）、转动节（53）为主要部件组成，但也可不要某些部件，

本发明的上述几种圆盘叶轮允许在上述各自主要结构基础上作改进完善，也属本发明的次要技术特征范围。

5、根据权利要求1所述的新型水力发电装置，其特征是：

A.本发明有的垂直升降型水力发电装置设置有液压升降装置（81）、（82），有的不设液压升降装置另用其它设备升降，

B.本发明的各种斜面升降型水力发电装置可用卷扬机或其它动力在斜面（或平面）上作上下拉动，调整装置的运行发电状态，

C.本发明的船艇型水力发电装置视需要也可在底部装有钢轨（钢槽）或钢轮（其它材料制的轮）（7），船艇体本身的外壳用任何适合要求的材料制造均可，也可不设上述钢轨或轮子。

6、根据权利要求1所述的新型水力发电装置的其中一种小型单圆盘叶轮式水力发电装置其特征是：主要机架（1）下面装有定叶式圆盘叶轮（41），上面（或侧面）装发电机（20），主要机架（1）的侧面是小机舱（12）-（即齿轮舱，也可以是不封闭或封闭的），有增速齿轮组（30）、皮带和皮带轮（27）、（28），还有刹车机构（29）电流表、电压表（23）等组成，也可不设（23）、（27）、（29）等配件。

7、根据权利要求1、2、6所述的新型水力发电装置，其特征是：

A.如本发明的新型水力发电装置必要时可设有动力输出装置或增装其它各种用途的工作机械成为利用水力的多用途装置，如专为发电单一用途则不必设动力输出及其它机械，

B.本发明的各种新型水力发电装置也可用各种类型的贯流水轮机（63）代替圆盘叶轮（41），

C.本发明的水力发电装置视需要有的在导流洞内装机前闸门（18），

D.本发明的新型水力发电装置的各类型机组的某些配件允许用替代配件（材料）代替安装使用到本发明的新型水力发电装置上。

8、根据权利要求1、2所述的新型水力发电装置，其特征是：作为本发明的最基本的结构特征（即权利要求1、2），在本发明新型水力发电装置的主要结构技术特征的基础的改良设计完善也属于本发明的专利保护范围。