CN110145424A - 一种新型水轮机发电机组 - Google Patents

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代志娟
范卓燃
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Abstract

本发明公开了一种新型水轮机发电机组，包括壳体，所述壳体的上端设有第二开口，所述壳体的上端可拆卸连接有进水管，且进水管和第二开口相对应，所述壳体内的相对侧壁上均设有第一开口，所述壳体内安装有水轮，且水轮的两端分别贯穿两个第一开口并延伸至壳体的两侧，所述水轮的两端均设有升降装置，所述水轮的一端设有传动装置，所述传动装置的一侧设有水轮发电设备。本发明能调节水轮的位置和改变水流冲击时的大小，从而能调节水流冲击水轮时的势能，进而能保证水轮稳定的进行传动，继而使水轮发电设备稳定的进行工作，保证发电的效率，更好的利用水资源。

Description

一种新型水轮机发电机组
技术领域
本发明涉及水轮机发电机技术领域，尤其涉及一种新型水轮机发电机组。
背景技术
水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力设备。
水轮发电机由水轮机驱动。它的转子短粗，机组的起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，除一般发电外，特别宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达80万千瓦。
水轮发电机按轴线位置可分为立式与卧式两类。大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于型机组和贯流式机组。立式水轮发电机按导轴承支持方式又分为悬式和伞式两种。伞式水轮发电机按导轴承位于上下机架的不同位置又分为普通伞式、半伞式和全伞式。悬式水轮发电机的稳定性比伞式好，推力轴承小，损耗小，安装维护方便，但钢材耗量多。伞式机组总高度低，可降低水电站厂房高度。
现有技术中对水轮发电机组的报道较多，CN102230437A的发明公布了一种水重力水轮机发电机组，在上级输水管道与下级输水管道之间，设有多级密封罐，内有空气，上游输水管的水流经入口流入密封罐，穿过密封罐中的空气，经密封罐中的水轮机做功后，落入密封罐的水池中，末级密封罐底的出口与下游输水管连接。由于密封罐内的气压与水压相同，密封罐内的压强与密封罐内的物体无关，因此密封罐内的水轮机不会使水流原有的动能减少，并且具有良好的实用性，但是经研究发现，本发明不能很好的调节冲击能力，容易造成水重力的分散，不利于稳定的进行工作。
CN102230444B的发明公开了一种变臂长竖直轴潮流水轮机发电机组，其具有：1、适合不同方向的潮流，可以根据潮流方向，调节竖直轴潮流水轮机可伸缩臂，当可伸缩臂的法向和潮流方向平行时，可伸缩臂伸长至最长，当可伸缩臂的法向和潮流方向垂直时，可伸缩臂缩短至最短，使变臂长竖直轴潮流水轮机达到最大的能量捕获效率；2、可以根据潮流流速调节可伸缩臂，使竖直轴潮流水轮机输出功率相对稳定；3、通过调节可伸缩臂，增加竖直轴潮流水轮机对于低速潮流的自启动性能；本发明可用于江河水流能和海洋潮流能的综合开发利用，可以发电并网、驱动，也可以发电储存为仪器设备提供独立的电源，所产生的电能清洁无污染。但是经研究发现，当水流量变小时，该发明不能很好的进行适应，无法保证发电效率。
CN102878009A的发明公开了一种带导流罩式椭圆轨迹竖轴潮流能水轮机发电机组，其有益效果是：1、采用导流罩提高了对潮流能的聚能效果，即提高了流经水轮机的潮流流速；2、采用导流罩改善了入流效果，平稳来流，使水轮机更加稳定、高效工作；3、水轮机的椭圆轨迹，即变臂长水轮机和等臂长水轮机相比，可以提高能量捕获效率；椭圆轨道方便实现臂长的椭圆轨迹变化，椭圆轨道方便的固定在导流罩，本发明结构简洁、可靠，实现了臂长的非圆形变化，既提高了潮流能量捕获效率，又提高了运行的可靠性，稳定性，但是经研究发现，本发明不能很好的根据水流的大小进行调节，从而不利于水轮稳定的进行转动，进而容易影响设备的发电能力。
综上所述，如何在水流量变化的情况下保证水轮机发电机组的功率是本领域技术人员所面临的难点问题，为此，我们提出了一种新型水轮机发电机组来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型水轮机发电机组。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新型水轮机发电机组，包括壳体，所述壳体的上端设有第二开口，所述壳体的上端可拆卸连接有进水管，且进水管和第二开口相对应，所述壳体内的相对侧壁上均设有第一开口，所述壳体内安装有水轮，且水轮的两端分别贯穿两个第一开口并延伸至壳体的两侧，所述水轮的两端均设有升降装置，所述水轮的一端设有传动装置，所述传动装置的一侧设有水轮发电设备，所述水轮发电设备内安装有转轴，且转轴和传动设备相对应。
优选地，所述升降装置包括转动套接在水轮两端的两个连接件，所述壳体的下端两侧均固定有底板，所述底板的上端固定有油缸，两个油缸的活塞杆末端分别固定在两个连接件的下端。
优选地，所述传动装置包括固定套装在水轮一端的第一传动轮，所述水轮的一端转动套接有第一连接杆，且第一连接杆位于第一传动轮的一侧，所述转轴上固定套装有第二传动轮，所述转轴上转动套接有第二连接杆，且第二连接杆位于第二传动轮的一侧，所述第一连接杆和第二连接杆上共同转动套接有第三传动轮，所述第一传动轮和第三传动轮之间通过第一传动带传动连接，所述第二传动轮和第三传动轮之间通过第二传动带传动连接。
优选地，所述进水管的下端两侧均固定有固定板，所述固定板上设有两个通孔，所述壳体的上端两侧均设有两个螺纹盲孔，四个通孔和四个螺纹盲孔一一对应，同一侧的通孔和螺纹盲孔内共同贯穿设有螺钉。
优选地，所述壳体的两侧均螺纹套接有螺杆，所述壳体内的顶部两侧均转动连接有转动板，且两个转动板位于第二开口的两侧，所述转动板的一侧均设有滑槽，所述滑槽内安装有滑块，同一侧的滑块和螺杆之间通过万向连接件连接。
优选地，所述壳体的两侧均设有移动槽，所述移动槽内安装有移动块，所述移动块的一侧固定有挡板，且挡板的一侧和壳体的一侧相抵触，两个挡板分别转动套接在水轮的两端，且两个挡板分别和两个第一开口相对应。
优选地，所述壳体的下端一侧设有第三开口，所述壳体的下端一侧铰接有盖板，且盖板和第三开口相对应。
优选地，所述壳体内的底部设有第四开口。
优选地，所述水轮发电设备的下端固定有安装板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过水轮、升降装置、传动装置和螺钉等部件的配合，解决了不能很好适应不同水流量的问题，达到了保证水轮稳定转动的目的，方便调节叶轮的位置，改变水流冲击时的势能，并且能稳定传动，从而能有效保证发电效率，进而更好的利用水资源；
2、通过螺杆、滑块、盖板等部件的配合，能调节两个转动板之间的距离，进而便于调节水流冲击的大小，从而方便调节叶轮的转速，进而能很好的保证发电的效率，并且方便进行检修，延长设备的使用寿命；
综上所述，本发明能调节水轮的位置和改变水流冲击时的大小，从而能调节水流冲击水轮时的势能，进而能保证水轮稳定的进行传动，继而使水轮发电设备稳定的进行工作，保证发电的效率，更好的利用水资源。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的壳体内部结构示意图；
图2为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的俯视图；
图3为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的A处放大图；
图4为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的B处放大图；
图5为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的C处放大图；
图6为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的水轮结构示意图；
图7为本发明提出的一种新型水轮机发电机组的壳体结构示意图。
图中：1第一传动带、2第一传动轮、3连接件、4第一开口、5壳体、6进水管、7第二开口、8移动槽、9水轮、10油缸、11挡板、12底板、13转轴、14第二传动带、15第二传动轮、16第三传动轮、17第一连接杆、18第二连接杆、19水轮发电设备、20安装板、21螺钉、22固定板、23盖板、24通孔、25螺纹盲孔、26螺杆、27转动板、28滑块、29滑槽、30移动块、31第三开口、32第四开口。
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。
实施例1
参照图1、2、3、6和7，一种新型水轮机发电机组，包括壳体5，壳体5内的底部设有第四开口32，从而方便水流动，进而便于排水，避免影响水轮9的转动，壳体5的下端一侧设有第三开口31，壳体5的下端一侧铰接有盖板23，且盖板23和第三开口31相对应，盖板23能进行转动，从而能控制第三开口31开合，进而便于工作人员进行检修，保证设备能正常进行运作，延长设备的使用寿命；
壳体5的上端设有第二开口7，壳体5的上端可拆卸连接有进水管6，且进水管6和第二开口7相对应，方便水通过进水管6、第二开口7进入壳体5，进而能对水轮9进行冲击，继而便于水轮发电设备工作；
壳体5内的相对侧壁上均设有第一开口4，壳体5内安装有水轮9，且水轮9的两端分别贯穿两个第一开口4并延伸至壳体5的两侧，水轮9的两端均设有升降装置，通过升降装置能带动水轮9升降，进而便于改变水冲击水轮9时的势能，通过水轮9能将水的势能转换成机械能，进而便于转换成电能，水轮9的一端设有传动装置，传动装置的一侧设有水轮发电设备19，通过传动装置能将势能转换来的机械能传递至水轮发电设备19内，便于将其转化成电能，完成水轮机发电，水轮发电设备19的下端固定有安装板20，稳定固定，水轮发电设备19内安装有转轴13，且转轴13和传动设备相对应，提高传动的稳定性。
本发明中，升降装置包括转动套接在水轮9两端的两个连接件3，壳体5的下端两侧均固定有底板12，底板12的上端固定有油缸10，两个油缸10的活塞杆末端分别固定在两个连接件3的下端，油缸10与外接部件进行连接，从而能组成液压动力系统，方便工作人员进行操作，进而便于推动水轮9升降。
本发明中，传动装置包括固定套装在水轮9一端的第一传动轮2，水轮9的一端转动套接有第一连接杆17，且第一连接杆17位于第一传动轮2的一侧，转轴13上固定套装有第二传动轮15，转轴13上转动套接有第二连接杆18，且第二连接杆18位于第二传动轮15的一侧，第一连接杆17和第二连接杆18上共同转动套接有第三传动轮16，第一连接杆17和第二连接杆18能使第三传动轮16为中心进行转动，从而能保证第一传动轮2和第三传动轮16之间的距离不变，并且能保证第三传动轮16和第二传动轮15之间的距离不变，便于稳定传动；
第一传动轮2和第三传动轮16之间通过第一传动带1传动连接，第二传动轮15和第三传动轮16之间通过第二传动带14传动连接，当水轮9升降时，因为第一传动轮2和第三传动轮16之间的距离不变，第三传动轮16和第二传动轮15之间的距离不变，从而能通过第一传动带1和第二传动带14稳定传动，进而便于稳定传递机械能。
本发明中，进水管6的下端两侧均固定有固定板22，固定板22上设有两个通孔24，壳体5的上端两侧均设有两个螺纹盲孔25，四个通孔24和四个螺纹盲孔25一一对应，同一侧的通孔24和螺纹盲孔25内共同贯穿设有螺钉21，通过螺钉21方便进行安装拆卸，从而便于进行检修。
实施例2
参照图1、2、3、4、6和7，一种新型水轮机发电机组，包括壳体5，壳体5内的底部设有第四开口32，从而方便水流动，进而便于排水，避免影响水轮9的转动，壳体5的下端一侧设有第三开口31，壳体5的下端一侧铰接有盖板23，且盖板23和第三开口31相对应，盖板23能进行转动，从而能控制第三开口31开合，进而便于工作人员进行检修，保证设备能正常进行运作，延长设备的使用寿命；
壳体5的上端设有第二开口7，壳体5的上端可拆卸连接有进水管6，且进水管6和第二开口7相对应，方便水通过进水管6、第二开口7进入壳体5，进而能对水轮9进行冲击，继而便于水轮发电设备工作；
壳体5内的相对侧壁上均设有第一开口4，壳体5内安装有水轮9，且水轮9的两端分别贯穿两个第一开口4并延伸至壳体5的两侧，水轮9的两端均设有升降装置，通过升降装置能带动水轮9升降，进而便于改变水冲击水轮9时的势能，通过水轮9能将水的势能转换成机械能，进而便于转换成电能，水轮9的一端设有传动装置，传动装置的一侧设有水轮发电设备19，通过传动装置能将势能转换来的机械能传递至水轮发电设备19内，便于将其转化成电能，完成水轮机发电，水轮发电设备19的下端固定有安装板20，稳定固定，水轮发电设备19内安装有转轴13，且转轴13和传动设备相对应，提高传动的稳定性。
本发明中，升降装置包括转动套接在水轮9两端的两个连接件3，壳体5的下端两侧均固定有底板12，底板12的上端固定有油缸10，两个油缸10的活塞杆末端分别固定在两个连接件3的下端，油缸10与外接部件进行连接，从而能组成液压动力系统，方便工作人员进行操作，进而便于推动水轮9升降。
本发明中，传动装置包括固定套装在水轮9一端的第一传动轮2，水轮9的一端转动套接有第一连接杆17，且第一连接杆17位于第一传动轮2的一侧，转轴13上固定套装有第二传动轮15，转轴13上转动套接有第二连接杆18，且第二连接杆18位于第二传动轮15的一侧，第一连接杆17和第二连接杆18上共同转动套接有第三传动轮16，第一连接杆17和第二连接杆18能使第三传动轮16为中心进行转动，从而能保证第一传动轮2和第三传动轮16之间的距离不变，并且能保证第三传动轮16和第二传动轮15之间的距离不变，便于稳定传动；
第一传动轮2和第三传动轮16之间通过第一传动带1传动连接，第二传动轮15和第三传动轮16之间通过第二传动带14传动连接，当水轮9升降时，因为第一传动轮2和第三传动轮16之间的距离不变，第三传动轮16和第二传动轮15之间的距离不变，从而能通过第一传动带1和第二传动带14稳定传动，进而便于稳定传递机械能。
本发明中，进水管6的下端两侧均固定有固定板22，固定板22上设有两个通孔24，壳体5的上端两侧均设有两个螺纹盲孔25，四个通孔24和四个螺纹盲孔25一一对应，同一侧的通孔24和螺纹盲孔25内共同贯穿设有螺钉21，通过螺钉21方便进行安装拆卸，从而便于进行检修。
本发明中，壳体5的两侧均螺纹套接有螺杆26，壳体5内的顶部两侧均转动连接有转动板27，且两个转动板27位于第二开口7的两侧，转动板27的一侧均设有滑槽29，滑槽29内安装有滑块28，同一侧的滑块28和螺杆26之间通过万向连接件连接，转动螺杆26，从而能调节螺杆26伸进壳体5内的长度，进而便于推动滑块28移动，继而能通过万向连接件平稳的推动转动板27转动，与实施例1相比，本实施例能调节水流出的口径，从而方便调节水流的冲击力，进而便于在流量较少时保证水的势能，保证水轮9能稳定的进行工作，便于进行发电作业。
实施例3
参照图1、2、3、5、6和7，一种新型水轮机发电机组，包括壳体5，壳体5内的底部设有第四开口32，从而方便水流动，进而便于排水，避免影响水轮9的转动，壳体5的下端一侧设有第三开口31，壳体5的下端一侧铰接有盖板23，且盖板23和第三开口31相对应，盖板23能进行转动，从而能控制第三开口31开合，进而便于工作人员进行检修，保证设备能正常进行运作，延长设备的使用寿命；
壳体5的上端设有第二开口7，壳体5的上端可拆卸连接有进水管6，且进水管6和第二开口7相对应，方便水通过进水管6、第二开口7进入壳体5，进而能对水轮9进行冲击，继而便于水轮发电设备工作；
壳体5内的相对侧壁上均设有第一开口4，壳体5内安装有水轮9，且水轮9的两端分别贯穿两个第一开口4并延伸至壳体5的两侧，水轮9的两端均设有升降装置，通过升降装置能带动水轮9升降，进而便于改变水冲击水轮9时的势能，通过水轮9能将水的势能转换成机械能，进而便于转换成电能，水轮9的一端设有传动装置，传动装置的一侧设有水轮发电设备19，通过传动装置能将势能转换来的机械能传递至水轮发电设备19内，便于将其转化成电能，完成水轮机发电，水轮发电设备19的下端固定有安装板20，稳定固定，水轮发电设备19内安装有转轴13，且转轴13和传动设备相对应，提高传动的稳定性。
本发明中，升降装置包括转动套接在水轮9两端的两个连接件3，壳体5的下端两侧均固定有底板12，底板12的上端固定有油缸10，两个油缸10的活塞杆末端分别固定在两个连接件3的下端，油缸10与外接部件进行连接，从而能组成液压动力系统，方便工作人员进行操作，进而便于推动水轮9升降。
本发明中，传动装置包括固定套装在水轮9一端的第一传动轮2，水轮9的一端转动套接有第一连接杆17，且第一连接杆17位于第一传动轮2的一侧，转轴13上固定套装有第二传动轮15，转轴13上转动套接有第二连接杆18，且第二连接杆18位于第二传动轮15的一侧，第一连接杆17和第二连接杆18上共同转动套接有第三传动轮16，第一连接杆17和第二连接杆18能使第三传动轮16为中心进行转动，从而能保证第一传动轮2和第三传动轮16之间的距离不变，并且能保证第三传动轮16和第二传动轮15之间的距离不变，便于稳定传动；
第一传动轮2和第三传动轮16之间通过第一传动带1传动连接，第二传动轮15和第三传动轮16之间通过第二传动带14传动连接，当水轮9升降时，因为第一传动轮2和第三传动轮16之间的距离不变，第三传动轮16和第二传动轮15之间的距离不变，从而能通过第一传动带1和第二传动带14稳定传动，进而便于稳定传递机械能。
本发明中，进水管6的下端两侧均固定有固定板22，固定板22上设有两个通孔24，壳体5的上端两侧均设有两个螺纹盲孔25，四个通孔24和四个螺纹盲孔25一一对应，同一侧的通孔24和螺纹盲孔25内共同贯穿设有螺钉21，通过螺钉21方便进行安装拆卸，从而便于进行检修。
本发明中，壳体5的两侧均设有移动槽8，移动槽8内安装有移动块30，移动块30的一侧固定有挡板11，且挡板11的一侧和壳体5的一侧相抵触，两个挡板11分别转动套接在水轮9的两端，且两个挡板11分别和两个第一开口4相对应，挡板11上包覆有橡胶层，从而能有效进行密封，并且移动块30能保证挡板11平稳的移动和牢固的抵触壳体5，当油缸10作业时能带动挡板11升降，与实施例1相比，本实施例能有效进行密封，保证工作环境，避免水飞溅，有助于保护工作人员，提升工作的安全性。
本发明中，使用时，水流通过进水管6和第二开口7进入壳体5内，通过转动螺杆26能推动滑块28在滑槽29内移动，滑块28和螺杆26之间通过万向连接件连接，从而方便转动板27转动，进而能调节出水口的大小，能调节水流冲击的水轮9时的能量，并且通过油缸10能推动水轮9升降，挡板11跟随移动，移动块30在移动槽8内移动，保证挡板11移动的平稳性，进而能有效避免水流出，水轮9升降，能调节水在冲击水轮9时的势能，水轮9转动能通过第一传动轮2和第一传动带1带动第三传动轮16转动，第三传动轮16通过第二传动带14带动第二传动轮15转动，进而便于使转轴13转动，继而方便稳定的使水轮发电设备进行工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型水轮机发电机组，包括壳体(5)，其特征在于：所述壳体(5)的上端设有第二开口(7)，所述壳体(5)的上端可拆卸连接有进水管(6)，且进水管(6)和第二开口(7)相对应，所述壳体(5)内的相对侧壁上均设有第一开口(4)，所述壳体(5)内安装有水轮(9)，且水轮(9)的两端分别贯穿两个第一开口(4)并延伸至壳体(5)的两侧，所述水轮(9)的两端均设有升降装置，所述水轮(9)的一端设有传动装置，所述传动装置的一侧设有水轮发电设备(19)，所述水轮发电设备(19)内安装有转轴(13)，且转轴(13)和传动设备相对应。
2.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述升降装置包括转动套接在水轮(9)两端的两个连接件(3)，所述壳体(5)的下端两侧均固定有底板(12)，所述底板(12)的上端固定有油缸(10)，两个油缸(10)的活塞杆末端分别固定在两个连接件(3)的下端。
3.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述传动装置包括固定套装在水轮(9)一端的第一传动轮(2)，所述水轮(9)的一端转动套接有第一连接杆(17)，且第一连接杆(17)位于第一传动轮(2)的一侧，所述转轴(13)上固定套装有第二传动轮(15)，所述转轴(13)上转动套接有第二连接杆(18)，且第二连接杆(18)位于第二传动轮(15)的一侧，所述第一连接杆(17)和第二连接杆(18)上共同转动套接有第三传动轮(16)，所述第一传动轮(2)和第三传动轮(16)之间通过第一传动带(1)传动连接，所述第二传动轮(15)和第三传动轮(16)之间通过第二传动带(14)传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述进水管(6)的下端两侧均固定有固定板(22)，所述固定板(22)上设有两个通孔(24)，所述壳体(5)的上端两侧均设有两个螺纹盲孔(25)，四个通孔(24)和四个螺纹盲孔(25)一一对应，同一侧的通孔(24)和螺纹盲孔(25)内共同贯穿设有螺钉(21)。
5.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述壳体(5)的两侧均螺纹套接有螺杆(26)，所述壳体(5)内的顶部两侧均转动连接有转动板(27)，且两个转动板(27)位于第二开口(7)的两侧，所述转动板(27)的一侧均设有滑槽(29)，所述滑槽(29)内安装有滑块(28)，同一侧的滑块(28)和螺杆(26)之间通过万向连接件连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述壳体(5)的两侧均设有移动槽(8)，所述移动槽(8)内安装有移动块(30)，所述移动块(30)的一侧固定有挡板(11)，且挡板(11)的一侧和壳体(5)的一侧相抵触，两个挡板(11)分别转动套接在水轮(9)的两端，且两个挡板(11)分别和两个第一开口(4)相对应。
7.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述壳体(5)的下端一侧设有第三开口(31)，所述壳体(5)的下端一侧铰接有盖板(23)，且盖板(23)和第三开口(31)相对应。
8.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述壳体(5)内的底部设有第四开口(32)。
9.根据权利要求1所述的一种新型水轮机发电机组，其特征在于，所述水轮发电设备(19)的下端固定有安装板(20)。
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