CN110454311A - 一种履带式水轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式水轮机，包括：环形齿形带、齿形传动轮、桨叶片、传动轴、挡块以及支架；齿形传动轮套装并固定在传动轴上，传动轴通过轴承并排支撑在支架上；环形齿形带环绕安装在首尾两个齿形传动轮上，且与首尾两个齿形传动轮以及首尾两个齿形传动轮之间的若干齿形传动轮相啮合；环形齿形带外表面设置有均布桨叶片，桨叶片通过固定轴铰接在环形齿形带外表面上并可沿固定轴旋转；挡块均布固定在环形齿形带外表面且位于固定轴的一侧，并与固定轴相邻；桨叶片旋转至竖直状态时抵靠在挡块上。通过水流冲击桨叶片，桨叶片带动环形齿形带运动，从而带动齿形传动轮旋转，再通过传动轴将动力传输给发电机，从而发电，提高了水力资源的利用率。

Description

一种履带式水轮机

技术领域

本发明属于水力机械技术领域，具体涉及一种履带式水轮机。

背景技术

水力发电是一种利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再以水轮机为原动力，推动发电机产生电能的方式。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机旋转，带动发电机发电，作完功的水则通过尾水管道排向下游；水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

现有的水力发电的基本要求是水位必须有高位落差，而且必须要有足够的流量，为满足水力发电这一基本要求，首先，水电站的选址要在高山峡谷的河谷地区，在峡谷中才能高筑拦水大坝，蓄水提高水位，增加水压，提高水流泄流时的冲击力；然而，在拦坝完成提高水力以后利用水力发电时，现有水力发电机的水轮只能利用从大坝内泻流出的高压水力中的一次冲击力，而仍具有巨大冲击力的水流便从水轮处一冲而过泻入下游，巨大的高压水力资源得不到利用而浪费掉了；而且，经过水轮喷泻出来的水流仍有强大的冲击力，水流落入坝底时，为了坝的安全还要建筑“消能”设置，进而又增加了水力发电的成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种履带式水轮机。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种履带式水轮机，包括：环形齿形带、齿形传动轮、桨叶片、挡块以及支架；其中，

所述齿形传动轮套装并固定在所述传动轴上，所述传动轴通过轴承并排支承在所述支架上；

所述环形齿形带环绕安装在首尾两个齿形传动轮上，且与首尾两个齿形传动轮以及首尾两个齿形传动轮之间的若干齿形传动轮相啮合；

所述环形齿形带外表面设置有均布所述桨叶片，所述桨叶片通过固定轴铰接在所述环形齿形带外表面上并可沿所述固定轴旋转；

所述挡块均布固定在所述环形齿形带外表面且位于所述固定轴的一侧，并与所述固定轴相邻；所述桨叶片旋转至竖直状态时抵靠在所述挡块上。

在本发明的一个实施例中，所述支架包括：至少两个支撑体、若干轴承座；其中，

所述支撑体设置于所述环形齿形带的两侧；

所述轴承座固定在所述支撑体上，所述轴承安装于所述轴承座内，所述传动轴的两端安装在所述轴承中。

在本发明的一个实施例中，所述支撑体为可折叠结构。

本发明的有益效果：

1、本发明的履带式水轮机通过水流冲击桨叶片，桨叶片带动履带旋转，从而带动履带上的传动轮旋转，再通过传动轮将动力传输给发电机，从而发电，将水能转变为机械能，再将机械能转变为电能，提高了水力资源的利用率。

2、本发明的履带式水轮机通过设置多层叶片，共同接受水流冲击，并将冲击力汇集到履带上，使履带产生巨大的动力，从而能够使传动轮带动发电机发电，叶片数量越多，汇集到的水力越大，水力做功也就越大，从而进一步提高了水力资源的利用率。

3、本发明的履带式水轮机结构简单，便于维修人员及时发现问题，并进行处理。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1为实施例1中履带式水轮机的结构示意图；

图2为实施例1中传动装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-环形齿形带；2-齿形传动轮；3-桨叶片；4-传动轴；5-挡块；6-支架；7-轴承；8-固定轴；61-支撑体；62-轴承座。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

请同时参见图1和图2，一种履带式水轮机，包括：环形齿形带1、齿形传动轮2、桨叶片3、传动轴4、挡块5以及支架6；其中，

齿形传动轮2套装并固定在传动轴4上，传动轴4通过轴承7并排支撑在支架6上，支架6固定在基础上；该处的基础指的是固定支架6的地基或支撑结构。

环形齿形带1环绕安装在首尾两个齿形传动轮2上，且与首尾两个齿形传动轮2以及首尾两个齿形传动轮2之间的若干齿形传动轮2相啮合；

环形齿形带1外表面均布有桨叶片3，桨叶片3通过固定轴7铰接在环形齿形带1外表面上并可沿固定轴8旋转；固定轴8通过螺栓固定在环形齿形带1外表面。

挡块5均布固定在环形齿形带1外表面且位于固定轴7的一侧，并与固定轴8相邻；桨叶片3旋转至竖直状态时抵靠在挡块5上；挡块5的长度大于固定轴8的长度，从而使桨叶片3在竖直状态时能够顺利抵靠在挡块5上。

需要说明的是，该桨叶片3的最佳桨面面积需要在具体实施的时候根据水流的冲击力和水流阻力来计算，且相邻的桨叶片之间的距离也按照实际情况来设定，本发明实施例在此不作具体限定；在满足要求的前提下，桨叶片的数量越多越好，从而能够使采集到的水力也越多，环形齿形轮1转动的越快，进一步提高了水力资源的利用率。

需要说明的是，该桨叶片3可选用任意一种满足要求的桨叶片3，其具体形状本发明实施例在此不作具体限定。

齿形传动轮2的数量可根据需要设备，位于首尾齿形传动轮2之间的若干齿形传动轮2主要起稳定环形齿形带1的作用，也可以进行动力传输，在一个具体实施例中，设置六个齿形传动轮2。

当水流如图1方向运动的时候，水流冲击位于环形齿形带1外表面的桨叶片3，位于环形齿形带1上方表面的桨叶片3在受到水流的冲击，且没有挡块5阻挡的情况下，向水流方向旋转；而位于环形齿形带1下方表面的桨叶片3在受到水流冲击时，由于挡块5的阻挡，使下方表面的桨叶片3始终垂直于水流方向，水流在冲击下方桨叶片3时，当桨叶片3受到的冲击力大于桨叶片3受到的阻力时，桨叶片3带动环形齿形带1运动，环形齿形带1带动齿形传动轮2转动，齿形传动轮2再将机械能传递出去；环形齿形带1、齿形传动轮2以及桨叶片3共同组成了传动装置。

进一步地，支架6包括：至少两个支撑体61、若干轴承座62。

在一个具体实施例中，设置两个支撑体61，两个支撑体61对称设置于环形齿形带1的两侧；

轴承座62通过螺栓固定在支撑体61上，轴承7固定安装于轴承座62内，传动轴4的两端固定安装在在轴承7内，即位于环形齿形带1两侧的两个轴承座62、轴承7分别对应一个传动轴4，从而确保了整个结构的稳定性。

图1所示的最左边的齿形传动轮2对应的传动轴4伸出轴承7外，与发电机的主轴连接，从而使发电机发电；此外，每个齿形传动轮2对应的传动轴4都可以伸出轴承7外，与发电机的主轴连接，从而使发电机发电，从而进一步地提高了水资源的利用率。

本发明实施例中的轴承7为滚动轴承，其具体型号可根据实际使用情况来确定，本发明实施例在此不作具体赘述。

进一步地，为了方便安装和使用，将支撑体61设计为可折叠结构，每段之间铰接，使用时，将折叠起来的支撑体61撑开并固定在基础上，然后将轴承座62通过螺栓安装在支撑体61上。

本发明的工作原理为：

当水流如图1方向运动时，水流冲击位于环形齿形带1外表面的桨叶片3，位于环形齿形带1上方表面的桨叶片3在受到水流的冲击，且没有挡块5阻挡的情况下，向水流方向旋转；而位于环形齿形带1下方表面的桨叶片3在受到水流冲击时，由于挡块5的阻挡，使下方表面的桨叶片3始终垂直于水流方向，水流在冲击下方桨叶片3时，当桨叶片3受到的冲击力大于桨叶片3受到的阻力时，桨叶片3带动环形齿形带1运动，环形齿形带1带动齿形传动轮2转动，齿形传动轮2通过传动轴4再将机械能传递给发电机的主轴，从而使发电机进行发电。

此外，该履带式水轮机还可以用作船舶推进器，将船舶柴油机与图1最左边或最右边的齿形传动轮2连接，以船舶柴油机与最左边的齿形传动轮2连接为例，船舶柴油机带动最左边的齿形传动轮2逆向旋转，从而带动环形齿形带1旋转，环形齿形带1上的桨叶片3向后转动，水会给履带1下表面的桨叶片3一个的阻力，导致桨叶片3向环形齿形带运动的反方向旋转，由于受到挡块5的阻力，桨叶片3旋转的力会增加，从而带动与其连接的船舶向前运动；作为船舶推进器时，不需要支架6来固定传动装置，只需要将传动装置，也就是环形齿形带1、以及齿形传动轮2固定在船身上，能够随船移动即可。

本发明实施例的履带式水轮机通过水流冲击桨叶片，桨叶片带动履带旋转，从而带动履带上的传动轮旋转，再通过传动轮将动力传输给发电机，从而发电，将水能转变为机械能，再将机械能转变为电能，提高了水力资源的利用率。

此外，本发明实施例可将每个传动轮通过传动轴连接到发电机的主轴上进行发电，从而进一步提高了水力资源的利用率。

此外，本发明的履带式水轮机通过设置多层叶片，共同接受水流冲击，并将冲击力汇集到履带上，使履带产生巨大的动力，从而能够使传动轮带动发电机发电，叶片数量越多，采集到的水力越大，水力作出的功力也就越大，从而进一步提高了水力资源的利用率。

此外，本发明实施例的履带式水轮机结构简单，便于维修人员及时发现问题，并进行处理。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“外”、“内”、“上”、“下”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。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种履带式水轮机，其特征在于，包括：环形齿形带、齿形传动轮、桨叶片、传动轴、挡块以及支架；其中，

所述齿形传动轮套装并固定在所述传动轴上，所述传动轴通过轴承并排支撑在所述支架上；

所述环形齿形带环绕安装在首尾两个齿形传动轮上，且与首尾两个齿形传动轮以及首尾两个齿形传动轮之间的若干齿形传动轮相啮合；

所述环形齿形带外表面设置有均布所述桨叶片，所述桨叶片通过固定轴铰接在所述环形齿形带外表面上并可沿所述固定轴旋转；

所述挡块均布固定在所述环形齿形带外表面且位于所述固定轴的一侧，并与所述固定轴相邻；所述桨叶片旋转至竖直状态时抵靠在所述挡块上。

2.根据权利要求1所述的履带式水轮机，其特征在于，所述支架包括：至少两个支撑体、若干轴承座；其中，

所述支撑体设置于所述环形齿形带的两侧；

所述轴承座固定在所述支撑体上，所述轴承安装于所述轴承座内，所述传动轴的两端安装在所述轴承中。

3.根据权利要求2所述的履带式水轮机，其特征在于，所述支撑体为可折叠结构。