CN109899215B - 一种利用水流冲击发电的船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水流发电技术领域的一种利用水流冲击发电的船，包括两组船体、若干对接拉筋、若干变速箱、水轮轴座固定架和水轮轴座，采用多水轮技术可以更高的将水流阻力转换为动力，不改变生态环境，易于安装，船体浮于水面，不会受到水位升降的影响，水轮叶片的涉水深度通过液压升降器可自由调节，可以获得需要的动力，便于维护或改造的实施，发电机的转数由液力耦合器控制，在水流速变化时，保证发电机的发电频率相对稳定，整机采用组合式设计，便于运输，发电机组的固定装置全部在岸边建设，实用经济，施工方便，建发电站时间短，收回投资速度快，社会经济效益非常显著。

Description

一种利用水流冲击发电的船

技术领域

本发明涉及水流发电技术领域，具体为一种利用水流冲击发电的船。

背景技术

水能是人类可利用的最古老的可再生能源之一。从流水中获取能源发电的方式很多，有大坝式、引水式、潮汐等水电站，浮船、浮筒、波浪式发电机等等。已建电站大多属于利用天然落差和流量修建的大坝式电站。我国经三次大的水力资源全国性普查，水能资源理论蕴藏量丰富，技术可开发的水能资源很多。到目前中国水电总装机容量已达到2.3亿千瓦，水电资源开发利用率提高到34％。但还有大量的水力资源靠传统方式很难有效利用。水电事业的快速发展，为国民经济和社会发展做出了重要贡献，也带动了装备制造业的繁荣。然而社会经济发展、能源需求飙升，继续筑坝建站并且可开发水力资源有限，移民成本上升、自然生态改变、环境之争等问题也日趋显现。使传统电站的发展逐渐陷入‘建'与‘停'的两难。立足于自然水力资源的高效利用，迫切需要多种效率高、成本低、亲自然的能源转换方式。目前国内外已将目光转向海洋水力资源，利用洋流、潮汐和波浪进行发电。利用平流水原始流速发电的设备，在国内外也相继出现。类似浮船、浮筒等半浮于水面上的，支架式仿古水车型发电装置开始大量复制。国内在长江、黄河、都江堰等地都有过装置安装。但因其水流速要求高，发电量低，性价比、实用性都不甚理想，至今未见大范围商品化推广使用。既要保护自然环境，又要保证能源需求，还要有效利用更广泛的可再生资源，必须着手设计一种新型发电装置。基于此，本发明设计了一种利用水流冲击发电的船，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用水流冲击发电的船，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种保护自然环境且提高资源有效利用的发电装置的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用水流冲击发电的船，包括两组船体、若干对接拉筋和若干变速箱，两组所述船体并排通过前后平行的对接拉筋固定连接，所述船体的内腔两侧均垂直固定有水轮轴座固定架，所述水轮轴座固定架的内腔通过贯穿滑道滑动卡接有水轮轴座，所述水轮轴座的底部与船体之间通过液压升降器固定连接，一侧前后两组所述水轮轴座之间通过轴承转动设置有水轮轴，所述水轮轴的外壁呈圆形间隔均匀并列同轴固定有若干组水叶连杆座，所述水叶连杆座的外壁固定有与水轮轴垂直的水叶连杆，所述水叶连杆的外端固定连接有水轮叶片，所述船体的内腔靠近水轮轴座固定架的一侧固定设置有电机及耦合器控制柜；

所述水轮轴的两端均固定套接有水轮传动齿轮，所述水轮传动齿轮的外壁下方啮合有两组动力对接齿轮，所述船体的内腔靠近水轮轴座固定架的前方固定连接有支撑座，所述支撑座外壁前后之间通过轴承贯穿转动设有中心轴，所述中心轴的外端固定套接有对轮，所述支撑座的顶部两侧均转动设置有齿轮支臂，所述齿轮支臂的外端贯穿通过轴承转动设有支撑轴，所述动力对接齿轮固定套接在支撑轴的外壁上，所述支撑轴与中心轴的外壁之间通过链传动机构连接，所述齿轮支臂与船体之间转动连接有液压杆，所述对轮与变速箱的动力输入轴之间通过齿轮啮合，所述变速箱固定在船体内腔，所述变速箱的动力输出端通过固定花键套连接有花键插轴，所述花键插轴的另一端通过花键套连接有传动轴，所述传动轴通过轴座转动设置在船体内腔，所述传动轴的另一端固定连接有液力耦合器，所述液力耦合器的动力输出端固定连接发电机，所述电机及耦合器控制柜分别与发电机和液力耦合器信号连接。

优选的，所述水轮叶片和水叶连杆的外壁均涂覆有不粘防腐涂层。

优选的，每组所述水叶连杆座设置六个且均匀间隔固定在水轮轴的外壁上，任意相邻两组所述水叶连杆座设三十度错列固定在水轮轴的外壁上。

优选的，所述电机及耦合器控制柜还包括与电机配合的液压系统，所述液压系统的液压出回油管与液压升降器和液压杆连接。

优选的，所述水轮轴的外壁通过调心轴承与水轮轴座连接。

优选的，所述水轮轴座的两侧通过定滑轮与水轮轴座固定架的内壁贯穿滑道滑动卡接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用多水轮技术可以更高的将水流阻力转换为动力，不筑坝，不改变生态环境，易于安装，船体浮于水面，不会受到水位升降的影响，水轮叶片的涉水深度通过液压升降器可自由调节，可以获得需要的动力，同时维修保养过程中水轮叶片可以脱离水面，随时停机，便于维护或改造的实施，发电机的转数由液力耦合器控制，在水流速变化时，保证发电机的发电频率相对稳定，整机采用组合式设计，便于运输，发电机组的固定装置全部在岸边建设，实用经济，施工方便，建发电站时间短，收回投资速度快，社会经济效益非常显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明水轮传动齿轮与动力对接齿轮连接位置示意图；

图3为本发明俯视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-船体，2-对接拉筋，3-水轮叶片，4-水叶连杆，5-水叶连杆座，6-电机及耦合器控制柜，7-水轮轴，8-水轮轴座，9-水轮传动齿轮，10-液压升降器，11-动力对接齿轮，12-对轮，13-变速箱，14-花键插轴，15-水轮轴座固定架，16-传动轴，17-液力耦合器，18-发电机，100-支撑座，101-中心轴，102-齿轮支臂，103-支撑轴，104-链传动机构，105-液压杆。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种利用水流冲击发电的船，包括两组船体1、若干对接拉筋2和若干变速箱13，两组船体1并排通过前后平行的对接拉筋2固定连接，船体1的内腔两侧均垂直固定有水轮轴座固定架15，水轮轴座固定架15的内腔通过贯穿滑道滑动卡接有水轮轴座8，水轮轴座8的底部与船体1之间通过液压升降器10固定连接，一侧前后两组水轮轴座8之间通过轴承转动设置有水轮轴7，水轮轴7的外壁呈圆形间隔均匀并列同轴固定有若干组水叶连杆座5，水叶连杆座5的外壁固定有与水轮轴7垂直的水叶连杆4，水叶连杆4的外端固定连接有水轮叶片3，船体1的内腔靠近水轮轴座固定架15的一侧固定设置有电机及耦合器控制柜6；

水轮轴7的两端均固定套接有水轮传动齿轮9，水轮传动齿轮9的外壁下方啮合有两组动力对接齿轮11，船体1的内腔靠近水轮轴座固定架15的前方固定连接有支撑座100，支撑座100外壁前后之间通过轴承贯穿转动设有中心轴101，中心轴101的外端固定套接有对轮12，支撑座100的顶部两侧均转动设置有齿轮支臂102，齿轮支臂102的外端贯穿通过轴承转动设有支撑轴103，动力对接齿轮11固定套接在支撑轴103的外壁上，支撑轴103与中心轴101的外壁之间通过链传动机构104连接，齿轮支臂102与船体1之间转动连接有液压杆105，对轮12与变速箱13的动力输入轴之间通过齿轮啮合，变速箱13固定在船体1内腔，变速箱13的动力输出端通过固定花键套连接有花键插轴14，花键插轴14的另一端通过花键套连接有传动轴16，传动轴16通过轴座转动设置在船体1内腔，传动轴16的另一端固定连接有液力耦合器17，液力耦合器17的动力输出端固定连接发电机18，电机及耦合器控制柜6分别与发电机18和液力耦合器17信号连接。

其中，水轮叶片3和水叶连杆4的外壁均涂覆有不粘防腐涂层，延长使用寿命，同时减少杂物粘连而增大阻力；

每组水叶连杆座5设置六个且均匀间隔固定在水轮轴7的外壁上，任意相邻两组水叶连杆座5设三十度错列固定在水轮轴7的外壁上；

电机及耦合器控制柜6还包括与电机配合的液压系统，液压系统的液压出回油管与液压升降器10和液压杆105连接；

水轮轴7的外壁通过调心轴承与水轮轴座8连接，利用其微小错位来避免两侧水轮轴座8的液压升降器10高度误差而影响水轮轴7转动，水轮轴座8的两侧通过定滑轮与水轮轴座固定架15的内壁贯穿滑道滑动卡接，减小摩擦阻力。

本实施例的一个具体应用为：通过将船体1放置在河流上并利用缆绳固定，水流使水轮叶片3和水叶连杆4通过水叶连杆座5使水轮轴7转动，进而水轮传动齿轮9带动两侧的动力对接齿轮11同向转动，链传动机构104使中心轴101带动对轮12转动，再利用变速箱13、花键插轴14、液力耦合器17调速，发电机18转动发电，液压升降器10通过水轮轴座8使水轮轴7上下移动，便于调整水轮叶片3在水中的深度，同时利用开关控制液压杆105，使在水轮传动齿轮9下降时，液压杆105带动齿轮支臂102向外张开，保持动力对接齿轮11与水轮传动齿轮9啮合，反之，齿轮支臂102向内收缩，电机与耦合器控制柜6检测发电机18的电压、频率并控制液力耦合器17液压泵增减进而控制液力耦合器17液位，使输出电力平衡，稳定，同时两侧船体1上的发电组可以设置为2、4、6等偶数组合。

值得注意的是：整个装置通过开关对其实现控制，由于开关匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种利用水流冲击发电的船，包括两组船体(1)、若干对接拉筋(2)和若干变速箱(13)，其特征在于：两组所述船体(1)并排通过前后平行的对接拉筋(2)固定连接，所述船体(1)的内腔两侧均垂直固定有水轮轴座固定架(15)，所述水轮轴座固定架(15)的内腔通过贯穿滑道滑动卡接有水轮轴座(8)，所述水轮轴座(8)的底部与船体(1)之间通过液压升降器(10)固定连接，一侧前后两组所述水轮轴座(8)之间通过轴承转动设置有水轮轴(7)，所述水轮轴(7)的外壁呈圆形间隔均匀并列同轴固定有若干组水叶连杆座(5)，所述水叶连杆座(5)的外壁固定有与水轮轴(7)垂直的水叶连杆(4)，所述水叶连杆(4)的外端固定连接有水轮叶片(3)，所述船体(1)的内腔靠近水轮轴座固定架(15)的一侧固定设置有电机及耦合器控制柜(6)；

所述水轮轴(7)的两端均固定套接有水轮传动齿轮(9)，所述水轮传动齿轮(9)的外壁下方啮合有两组动力对接齿轮(11)，所述船体(1)的内腔靠近水轮轴座固定架(15)的前方固定连接有支撑座(100)，所述支撑座(100)外壁前后之间通过轴承贯穿转动设有中心轴(101)，所述中心轴(101)的外端固定套接有对轮(12)，所述支撑座(100)的顶部两侧均转动设置有齿轮支臂(102)，所述齿轮支臂(102)的外端贯穿通过轴承转动设有支撑轴(103)，所述动力对接齿轮(11)固定套接在支撑轴(103)的外壁上，所述支撑轴(103)与中心轴(101)的外壁之间通过链传动机构(104)连接，所述齿轮支臂(102)与船体(1)之间转动连接有液压杆(105)，所述对轮(12)与变速箱(13)的动力输入轴之间通过齿轮啮合，所述变速箱(13)固定在船体(1)内腔，所述变速箱(13)的动力输出端通过固定花键套连接有花键插轴(14)，所述花键插轴(14)的另一端通过花键套连接有传动轴(16)，所述传动轴(16)通过轴座转动设置在船体(1)内腔，所述传动轴(16)的另一端固定连接有液力耦合器(17)，所述液力耦合器(17)的动力输出端固定连接发电机(18)，所述电机及耦合器控制柜(6)分别与发电机(18)和液力耦合器(17)信号连接，所述水轮轴(7)的外壁通过调心轴承与水轮轴座(8)连接，所述水轮轴座(8)的两侧通过定滑轮与水轮轴座固定架(15)的内壁贯穿滑道滑动卡接。

2.根据权利要求1所述的一种利用水流冲击发电的船，其特征在于：所述水轮叶片(3)和水叶连杆(4)的外壁均涂覆有不粘防腐涂层。

3.根据权利要求1所述的一种利用水流冲击发电的船，其特征在于：每组所述水叶连杆座(5)设置六个且均匀间隔固定在水轮轴(7)的外壁上，任意相邻两组所述水叶连杆座(5)设三十度错列固定在水轮轴(7)的外壁上。

4.根据权利要求1所述的一种利用水流冲击发电的船，其特征在于：所述电机及耦合器控制柜(6)还包括与电机配合的液压系统，所述液压系统的液压出回油管与液压升降器(10)和液压杆(105)连接。

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