CN110131088A - 一种船载式串联水利发电站 - Google Patents
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Abstract
本发明一种船载式串联水利发电站属于水利发电设施领域，利用两只半圆形的船体通过两根长方形的横梁进行并联呈连体船，在左船体的上面安装长方体形状的增速箱、增速箱的内部安装向两边延伸的圆柱形主轴、主轴的右边延伸过右边船体的中部、通过圆形轴承座固定于右边船体的中部，在主轴的左中右各安装了一组星形动力桨支架、每组支架的顶端各安装了一个半圆形动力桨，在河堤内侧的两边对称位置各预埋一根圆柱形的锚柱、将组装好的连体船放置于河道中央、两根锚柱分别通过两根圆形锚链与连体船前端两边的铁环连接、使连体船固定于河道的中央、快速流动的水流迫使动力桨带动主轴旋转、主轴通过增速箱增速后将动力传给发电机发出电流。
Description
技术领域
本发明一种船载式串联水利发电站属于水利发电设施领域，特别涉及利用小型连体船载着叶轮及发电机进行发电。
背景技术
电是清洁能源之一，可利用风、水、内燃机、燃气轮机、太阳能、核能进行发电。目前水利发电进步缓慢，而且我国河流利用率较低，大都利用的是河道落差较大的险陡地段筑坝蓄水、高扬程水压发电，而落差较低平缓的河道目前并未开发。因此需要一种可以在平缓河道进行发电的发电设施的出现，充分利用河道的水利资源。
发明内容
本发明一种船载式串联水利发电站解决了上述缺陷，利用两只半圆形的船体通过两根长方形的横梁进行并联呈连体船，在左船体的上面安装长方体形状的增速箱、增速箱的内部安装向两边延伸的圆柱形主轴、主轴的右边延伸过右边船体的中部、通过圆形轴承座固定于右边船体的中部，在主轴的左中右各安装了一组米字形动力桨支架、每组支架的顶端各安装了一个半圆形动力桨，在河堤内侧的两边对称位置各预埋一根圆柱形的锚柱、将组装好的连体船放置于河道中央、两根锚柱分别通过两根圆形锚链与连体船前端两边的铁环连接、使连体船固定于河道的中央、快速流动的水流迫使动力桨带动主轴旋转、主轴通过增速箱增速后将动力传给发电机发出电流。
一种船载式串联水利发电站，其特征是包括锚柱1、锚链2、连体船3、主轴4、串联铁索5、连接环6、连接板7、动力桨支架8、动力桨9、增速箱10、发电机11、轴承座12；
所述锚柱为圆柱形、垂直对称设置于河道的两边；
所述锚链为圆柱形金属索，前端通过螺栓与锚柱上面连接；
所述连体船为两只大小相同并列设置的中空半圆形船体、船体上面的两端各纵向设置了一块长方形的连接板、连接板通过螺栓与船体连接呈长方形、两只船体之间间隔2-15m、船体内部填充物为聚苯乙烯材料，连体船四个角的上面各设置了一个圆环形的连接环、前方的两只连接环分别与各自一侧锚链的后端连接、后方的两只连接环通过两根相同的串联铁索与后方连体船前边对应的两只连接环连接；
所述增速箱为长方体形状、设置于连体船前边船体上面的中部，增速箱内部的圆盘状主增速齿轮的中央设置了主轴、主轴通过主增速齿轮两边的环形轴承设置于增速箱后端的中央并且两端向外延伸，增速箱内部通过圆柱形的中轴设置了圆盘状的增速齿轮组、增速齿轮组的小齿轮与主增速齿轮啮合、增速齿轮组的大齿轮与圆柱形输出轴上面的圆形小齿轮啮合、输出轴通过环形轴承设置于增速箱前端的中央、输出轴的右边延伸至增速箱的外面顶端设置了圆盘状的皮带轮，增速箱输出轴的增速倍数为3-15倍；
所述主轴为圆柱形，左边延伸至左边船体上方中央的左侧，右边延伸至右边船体上方中央的右侧；
所述轴承座为D型、通过螺栓设置于右边船体上方的中央，内部设置了环形轴承、主轴横向穿过轴承座两边的圆形开口及内部的轴承；
所述动力桨支架为相同长短的8-20对圆柱形撑杆连接呈两组并排的米字型支架、两组米字型支架的中心设置了一根圆筒状的套管、每组米字型支架撑杆的中部各设置了一个圆环状的连接杆、每对撑杆顶端的侧面朝向同一方向通过螺栓垂直设置了动力桨，动力桨支架通过中心的套管分别在主轴的左边、中部、右边各设置了一套；
所述动力桨的两边为半圆形档板，中间部分为弧形桨叶，内部为半圆形凹槽，正面为开口；
所述发电机为圆柱形、设置于左边船体的上面与增速箱平行，右边中轴上面设置的圆盘状皮带轮通过环形传动皮带与增速箱输出轴上面的皮带轮连接；
所述串联铁索为圆柱形金属索，前端与前方连体船后边的连接环连接，后端与后方连体船前边的连接环连接。
进一步，所述主轴的中部仅设置一套动力桨支架。
进一步，所述增速箱内部的主轴上面设置了伞形的大齿轮、与主轴垂直的位置水平设置了圆柱形的输出轴、输出轴前端设置的小伞形齿轮与主轴上面的大伞形齿轮啮合、输出轴后端延伸至增速箱的外面、顶端通过圆形联轴器与发电机的主轴连接。
进一步，所述连体船通过串联铁索循环串联为3-50个发电单元，每组连体船的前端分别通过锚链与前方对应的锚柱连接。
有益效果：我国河流利用率较低，大都利用的是河道落差较大的险陡地段筑坝蓄水、高扬程水压发电，而落差较低平缓的河道目前并未开发。一种船载式串联水利发电站利用两只半圆形的船体通过两根长方形的横梁进行并联呈连体船，在左船体的上面安装长方体形状的增速箱、增速箱的内部安装向两边延伸的圆柱形主轴、主轴的右边延伸过右边船体的中部、通过圆形轴承座固定于右边船体的中部，在主轴的左中右各安装了一组米字形动力桨支架、每组支架的顶端各安装了一个半圆形动力桨，在河堤内侧的两边对称位置各预埋一根圆柱形的锚柱、将组装好的连体船放置于河道中央、两根锚柱分别通过两根圆形锚链与连体船前端两边的铁环连接、使连体船固定于河道的中央、快速流动的水流迫使动力桨带动主轴旋转、主轴通过增速箱增速后将动力传给发电机发出电流。
附图说明
为了进一步说明本发明的技术方案，下面对所需要使用的附图作简单地描述，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示意图，对于本领域技术人员来讲，不需要创造性可以结合这些附图获得更多的附图。
图1为一种船载式串联水利发电站的主视图；
图2为连体船的主视图；
图3为主轴、动力桨支架、动力桨的结构示意图；
图4为连体船、主轴、增速箱、发电机、轴承座的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图及附图标记详细说明本发明的实施方案：
一种船载式串联水利发电站，其特征是包括锚柱(长度＞6m、直径＞1m)、锚链(牵引力＞10t)、连体船、主轴、串联铁索、连接环、连接板、动力桨支架、动力桨、增速箱、发电机(AC380V/＞5kw)、轴承座；
所述锚柱为圆柱形、垂直对称设置于河道的两边；
所述锚链为圆柱形金属索，前端通过螺栓与锚柱上面连接；
所述连体船为两只大小相同并列设置的中空半圆形船体、船体上面的两端各纵向设置了一块长方形的连接板、连接板通过螺栓与船体连接呈长方形、两只船体之间间隔2-15m、船体内部填充物为聚苯乙烯材料，连体船四个角的上面各设置了一个圆环形的连接环、前方的两只连接环分别与各自一侧锚链的后端连接、后方的两只连接环通过两根相同的串联铁索与后方连体船前边对应的两只连接环连接；
所述增速箱为长方体形状、设置于连体船前边船体上面的中部，增速箱内部的圆盘状主增速齿轮的中央设置了主轴、主轴通过主增速齿轮两边的环形轴承设置于增速箱后端的中央并且两端向外延伸，增速箱内部通过圆柱形的中轴设置了圆盘状的增速齿轮组、增速齿轮组的小齿轮与主增速齿轮啮合、增速齿轮组的大齿轮与圆柱形输出轴上面的圆形小齿轮啮合、输出轴通过环形轴承设置于增速箱前端的中央、输出轴的右边延伸至增速箱的外面顶端设置了圆盘状的皮带轮，增速箱输出轴的增速倍数为3-15倍；
所述主轴为圆柱形，左边延伸至左边船体上方中央的左侧，右边延伸至右边船体上方中央的右侧；
所述轴承座为D型、通过螺栓设置于右边船体上方的中央，内部设置了环形轴承、主轴横向穿过轴承座两边的圆形开口及内部的轴承；
所述动力桨支架为相同长短的8-20对圆柱形撑杆连接呈两组并排的米字型支架、两组米字型支架的中心设置了一根圆筒状的套管、每组米字型支架撑杆的中部各设置了一个圆环状的连接杆、每对撑杆顶端的侧面朝向同一方向通过螺栓垂直设置了动力桨，动力桨支架通过中心的套管分别在主轴的左边、中部、右边各设置了一套；
所述动力桨的两边为半圆形档板，中间部分为弧形桨叶，内部为半圆形凹槽，正面为开口；
所述发电机为圆柱形、设置于左边船体的上面与增速箱平行，右边中轴上面设置的圆盘状皮带轮通过环形传动皮带与增速箱输出轴上面的皮带轮连接；
所述串联铁索为圆柱形金属索，前端与前方连体船后边的连接环连接，后端与后方连体船前边的连接环连接。
进一步，所述主轴的中部仅设置一套动力桨支架。
进一步，所述增速箱内部的主轴上面设置了伞形的大齿轮、与主轴垂直的位置水平设置了圆柱形的输出轴、输出轴前端设置的小伞形齿轮与主轴上面的大伞形齿轮啮合、输出轴后端延伸至增速箱的外面、顶端通过圆形联轴器与发电机的主轴连接。
进一步，所述连体船通过串联铁索循环串联为3-50个发电单元，每组连体船的前端分别通过锚链与前方对应的锚柱连接。
根据上述一种船载式串联水利发电站在使用时，选择河道较窄水流喘急的地段进行勘探测绘、收集水文数据、设计装机容量、选择匹配功效的连体船及发电机，前期工作完毕后工人再使用打桩机按照装机设计要求在河道两边靠近河堤内侧的部位两边对称依次打深坑(上方锚柱与下方锚柱之间间隔距离应＞10m)、然后向坑内垂直放入钢筋笼后注砼、注砼至河床平面后在上面垂直架设圆形钢模及预埋大铁环、大铁环的方向需朝向河床的下方、然后继续注砼至设计高度、每日对砼锚柱喷水养护、一周后即可拆模使用，工人按设计要求将所有锚柱上面安装好锚链，工人将运至河边的连体船、发电机(附加电源开关及＞50m电缆)、增速箱、传动皮带、轴承座、主轴、动力桨支架、动力桨、串联铁索、以上为单套电站部件需严格按设计要求进行组装，所有单套电站组装完毕后、工人将大型吊车停于最上方锚柱旁边的河堤上面、放开吊臂、将吊钩下面的四根钢丝绳与四个连接环连接将连体船吊至河道中央悬于水面上方0.5-1m的高度、岸上的工人将发电机的输出电缆使用高于4m的三角支架快速固定于河堤上面、由3-5名工人驾驶一首冲锋舟缓慢驶于锚柱与连体船之间、利用专业工具依次将左右锚链的下端与连体船对应的左边连接环及右边连接环进行连接、并调整好两边锚链的松紧度、然后将连体船放于水中，工人按照上述方法依次从上向下将连体船放入水中并安装好锚链，此时所有连体船上面安装的动力桨支架的下半部及部分动力桨已没入河水中、没入河水里面的动力桨在水流的冲击下循环翻转已经开始带动主轴旋转、工人在吊车的吊钩下面安装一组施工吊篮、吊车停于河堤上面放开吊臂依次缓慢将吊篮及两名工人吊至上方连体船与下方连体船之间、工人使用专用工具将串联铁索的上端与上方的连体船后方的连接环连接、将串联铁索的下端与下方连体船的前方连接环连接、并调整好松紧度，串联电站架设完毕、工人依次将所有发电机的输出电缆与变电房里面的智能变电柜连接、然后将智能变电柜的高压输出端与电网并网，此时工人开启所有发电机输出电缆的电源开关，所有连体船上面的动力桨在强大的水流冲击下迫使动力桨通过动力桨支架带动增速箱上面的主轴同步旋转、主轴通过主增速齿轮带动增速齿轮组的小齿轮旋转迫使增速齿轮组加速旋转、增速齿轮组的大齿轮带动输出轴上面的小齿轮旋转、迫使输出轴上面的小齿轮二次增速后将动力通过输出轴输送给增速箱外部的皮带轮、增速箱皮带轮通过传动皮带带动发电机的皮带轮、发电机皮带轮通过发电机中轴带动发电机的转子高速旋转与发电机的定子相互进行磁场切割产生电流、发电机将发出的电流通过电缆输送给智能变电柜、智能变电柜根据不同发电机发出电压的高低及电流的大小进行优化调整后通过高压逆变变压器将高压电流持续输送给电网。
以上所述仅为本发明的常规揭示，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本行业的技术人员在未脱离本发明的技术方案范围内、实施对以上所述技术作出的任何等同变化的调整、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种船载式串联水利发电站，其特征是包括锚柱(1)、锚链(2)、连体船(3)、主轴(4)、串联铁索(5)、连接环(6)、连接板(7)、动力桨支架(8)、动力桨(9)、增速箱(10)、发电机(11)、轴承座(12)；
所述锚柱为圆柱形、垂直对称设置于河道的两边；
所述锚链为圆柱形金属索，前端通过螺栓与锚柱上面连接；
所述连体船为两只大小相同并列设置的中空半圆形船体、船体上面的两端各纵向设置了一块长方形的连接板、连接板通过螺栓与船体连接呈长方形、两只船体之间间隔2-15m、船体内部填充物为聚苯乙烯材料，连体船四个角的上面各设置了一个圆环形的连接环、前方的两只连接环分别与各自一侧锚链的后端连接、后方的两只连接环通过两根相同的串联铁索与后方连体船前边对应的两只连接环连接；
所述增速箱为长方体形状、设置于连体船前边船体上面的中部，增速箱内部的圆盘状主增速齿轮的中央设置了主轴、主轴通过主增速齿轮两边的环形轴承设置于增速箱后端的中央并且两端向外延伸，增速箱内部通过圆柱形的中轴设置了圆盘状的增速齿轮组、增速齿轮组的小齿轮与主增速齿轮啮合、增速齿轮组的大齿轮与圆柱形输出轴上面的圆形小齿轮啮合、输出轴通过环形轴承设置于增速箱前端的中央、输出轴的右边延伸至增速箱的外面顶端设置了圆盘状的皮带轮，增速箱输出轴的增速倍数为3-15倍；
所述主轴为圆柱形，左边延伸至左边船体上方中央的左侧，右边延伸至右边船体上方中央的右侧；
所述轴承座为D型、通过螺栓设置于右边船体上方的中央，内部设置了环形轴承、主轴横向穿过轴承座两边的圆形开口及内部的轴承；
所述动力桨支架为相同长短的8-20对圆柱形撑杆连接呈两组并排的米字型支架、两组米字型支架的中心设置了一根圆筒状的套管、每组米字型支架撑杆的中部各设置了一个圆环状的连接杆、每对撑杆顶端的侧面朝向同一方向通过螺栓垂直设置了动力桨，动力桨支架通过中心的套管分别在主轴的左边、中部、右边各设置了一套；
所述动力桨的两边为半圆形档板，中间部分为弧形桨叶，内部为半圆形凹槽，正面为开口；
所述发电机为圆柱形、设置于左边船体的上面与增速箱平行，右边中轴上面设置的圆盘状皮带轮通过环形传动皮带与增速箱输出轴上面的皮带轮连接；
所述串联铁索为圆柱形金属索，前端与前方连体船后边的连接环连接，后端与后方连体船前边的连接环连接。
2.根据权利要求1所述一种船载式串联水利发电站，其特征是主轴的中部仅设置一套动力桨支架。
3.根据权利要求1所述一种船载式串联水利发电站，其特征是增速箱内部的主轴上面设置了伞形的大齿轮、与主轴垂直的位置水平设置了圆柱形的输出轴、输出轴前端设置的小伞形齿轮与主轴上面的大伞形齿轮啮合、输出轴后端延伸至增速箱的外面、顶端通过圆形联轴器与发电机的主轴连接。
4.根据权利要求1所述一种船载式串联水利发电站，其特征是连体船通过串联铁索循环串联为3-50个发电单元，每组连体船的前端分别通过锚链与前方对应的锚柱连接。
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