CN111749838B - 一种河流发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种河流发电装置，属于河流发电设备领域。通过在主截流管道内腔固定连接一右旋螺旋导流叶片，使流入的水流顺着叶片顺时针螺旋流动，水流旋转并受离心力作用从上下两侧的通孔经与截流管道相切的截流支管甩出并流向对应一头的发电装置中，截流支管与对应的发电装置中罩壳内腔的最外侧相切，使流入的水流切向甩入撞击圆弧叶轮的叶片部分，带动圆弧叶轮和与其连接的转筒顺时针旋转，从而带动发电机旋转将动能转化为电能并储存，经截流管道将流向紊乱不规则的水流进行导向作用使其垂直于圆弧叶轮叶片，以最佳角度冲击使其旋转，所以受水流原始状态的影响大大降低，即适应性得到提高。

Description

一种河流发电装置
技术领域
本发明属于河流发电设备领域，具体涉及一种河流发电装置。
背景技术
在不可再生能源使用的当今社会，人们研究利用开发使用可再生能源，如：风能、水能、太阳能，地热能等。但是，在发展的过程中，去面临了许多问题，比如，能源提供不稳定，没有较好的储能装置等很多的问题以及面临的限制因素。
可再生能源虽然在自然界中长期存在，但他们并不是稳定存在的，而且有很多限制条件。就水能而言，当今社会，人们通过建水坝，利用势能差从而借以发电。但建立水坝也会带来很多社会问题，而且在很多地势平缓的水流流域，势能差较小，不可能为利用水能而到处建立水坝，所以如何利用相对平缓地域的水流就成了一个探索的目标。
发电即利用发电动力装置将水能、化石燃料(煤炭、石油、天然气等)的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能。20世纪末发电多用化石燃料，但化石燃料的资源不多，日渐枯竭，人类已渐渐较多的使用可再生能源（水能、太阳能、风能、地热能、海洋能等）来发电。
目前的水力发电设备众多，但人们多是利用筑坝形成的流水落差来冲击水轮，进而将水流的重力势能通过叶轮的机械能转变成电能，而筑坝不仅投资成本巨大，而且还受到地理条件的约束。同时，由于很多河流流速过于平缓，通过常规的水力发电装置效率较低，故河流中的自然流水也未得到充分利用。现有技术中出现了一些利用自然河流进行发电的装置，例如申请号为 200920209173.9的实用新型专利申请，提出了一种自然流水发电机组，其通过设置在河流两侧的基座以及安装在基座上的水轮机，利用自然水流进行发电。但是这种发电机组不能对叶轮的吃水深度进行调整，或者调整需要的成本很大。申请号为200810140314. 6的发明专利申请，提出了一种利用河流进行发电的叶轮装置，其具有设置在河流中的门式支撑架，并安装竖直滑轨，滑轨上安装轴承座并连接叶轮，叶轮设置在浮体上，可以根据水位的变化通过浮体和滑轨调节叶轮的吃水深度。其发电使用的是普通的叶片叶轮的结构，没有任何加速装置，因而发电效率较低。自然环境中水流较为平缓的河流很多，多数因水流速度过慢或水位因季节不同而变动较大而无法得到利用，因此，如何在平缓水流中提高叶轮的转速进而提高发电效率成为了利用这种平缓水流的关键问题。
河流河底中的乱石容易使水流发生紊乱，传统河流发电装置直接使流动的水流带动发电装置中叶轮旋转，从而带动发电机旋转发电，其发电效率取决于水的流速，并且当水流方向与叶轮相垂直才能得到最好的动能转换效果，显然不太实际，所以传统河流发电装置其受水流速度和流向的影响较大并待以解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前的河流发电装置其发电效率受水流速度和流向影响较大的问题，提出具有较高适应性的一种河流发电装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种河流发电装置，包括截流管道、轴流叶轮和发电机；所述截流管道呈筒状结构，并且所述截流管道一端设有截流口另一端封闭，所述截流管道内部沿中心轴位置固定连接有固定轴，所述固定轴上环绕固定有从截流口方向观察为右旋的右旋螺旋导流叶片，所述截流管道的上侧设有与其最外侧相切并朝向右侧的三个截流支管A，所述截流支管A与截流管道上对应的通孔A连接，并且所述通孔A设置在靠近右旋螺旋导流叶片上半部分的右侧，所述截流管道的下侧设有与其最外侧相切并朝向左侧的四个截流支管B，所述截流支管B与截流管道上对应的通孔B连接，并且所述通孔B设置在靠近右旋螺旋导流叶片下半部分的右侧位置，并且所述每个截流支管A和截流支管B水平端的另一端分别固定连接有发电装置A和发电装置B，所述发电装置A和发电装置B形状结构，其区别在于发电装置A位于对应的截流支管A的右下方并与其相切，所述发电装置B位于对应的截流支管B的左上方并与其相切，所述发电装置包括罩壳，所述罩壳的内空腔设有转筒，所述转筒与截流口同向的一端末端套在罩壳的前端板正中心处安装的轴承中，所述转筒的外侧面固定连接有圆弧叶轮，所述转筒的内部并且靠近前端板位置固定连接有轴流叶轮，所述罩壳的内腔并且与前端板相反的一端固定连接有套有电机安装筒的发电机，所述电机安装筒通过两侧固定连接的连接杆B与罩壳内侧壁固定连接，所述发电机上设置的输入轴贯穿电机安装筒并延伸至外侧的一端朝向转筒，所述输入轴四周设置的连接杆A另一端固定连接在转筒的内侧壁上。
优选的，所述圆弧叶轮叶片呈逆时针弯曲。
优选的，所述圆弧叶轮的长度与截流支管的直径相同。
优选的，所述截流口呈向四周展开的喇叭状。
优选的，所述固定轴与固定端反向即靠近截流口的一端中心处固定连接有朝外的尖端。
优选的，所述右旋螺旋导流叶片的最外侧与截流管道的内壁接触连接。
优选的，所述转筒两端为开口设置，并且朝向前端板的一端贯穿前端板。
优选的，所述发电机与蓄电池电性连接。
优选的，所述本发明装置使用时将截流口朝向水流的反方向安装在河流水中。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
通过在主截流管道内腔固定连接一右旋螺旋导流叶片，使从截流口流入的水流顺着叶片呈顺时针螺旋流动，从而使水流旋转并受离心力作用从上下两侧的通孔经与截流管道相切的截流支管甩出并流向对应一头的发电装置中，截流支管与对应的发电装置中罩壳内腔的最外侧相切，使流入的水流切向甩入撞击圆弧叶轮的叶片部分，带动圆弧叶轮和与其连接的转筒顺时针旋转，并且转筒内设有轴流叶轮，外侧水流经过也可带动其顺时针旋转，辅助转筒旋转，从而带动发电机旋转将动能转化为电能并储存，由于发电装置中的主转动机构圆弧叶轮并不是直接受河流中水流冲击旋转，而是经截流管道将流向紊乱不规则的水流进行导向作用使其垂直于圆弧叶轮叶片，以最佳角度冲击使其旋转，所以受水流原始状态的影响大大降低，即适应性得到提高。
附图说明
图1为本发明装置的俯视结构示意图；
图2为沿图1A-A水平方向的剖视局部示意图并示意了水流旋转方向；
图3为沿图1B-B纵方向的剖视结构示意图并示意了水流流向；
图4为本发明装置中发电装置的剖视结构示意图；
1、截流管道；101、通孔A；102、通孔B；2、发电装置A；201、截流支管A；3、发电装置B；301、截流支管B；4、固定轴；401、尖端；5、右旋螺旋导流叶片；6、罩壳；601、前端板；7、转筒；8、圆弧叶轮；9、轴流叶轮；10、轴承；11、电机安装筒；12、发电机；13、输入轴；14、连接杆A；15、连接杆B；16、截流口。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
如图1所示的一种河流发电装置，包括截流管道1、轴流叶轮9和发电机12；所述截流管道1呈筒状结构，并且所述截流管道1一端设有截流口16另一端封闭，有助于对流入的水进行导向后经截流支管流向对应的发电装置，如图2所示，截流管道1内部沿中心轴位置固定连接有固定轴4，所述固定轴4上环绕固定有从截流口16方向观察为右旋的右旋螺旋导流叶片5，这样从截流口16流入的水流可呈顺时针旋转流动并受到一定的离心力作用，便于水流更好地流向与截流管道1相切的截流支管，所述截流管道1的上侧设有与其最外侧相切并朝向右侧的三个截流支管A201，所述截流支管A201与截流管道1上对应的通孔A101连接，并且所述通孔A101设置在靠近右旋螺旋导流叶片5上半部分的右侧，所述截流管道1的下侧设有与其最外侧相切并朝向左侧的四个截流支管B301，所述截流支管B301与截流管道1上对应的通孔B102连接，并且所述通孔B102设置在靠近右旋螺旋导流叶片5下半部分的右侧位置，并且所述每个截流支管A201和截流支管B301水平端的另一端分别固定连接有发电装置A2和发电装置B3，所述发电装置A2和发电装置B3形状结构，其区别在于发电装置A2位于对应的截流支管A201的右下方并与其相切，所述发电装置B3位于对应的截流支管B301的左上方并与其相切，所述发电装置包括罩壳6，所述罩壳6的内空腔设有转筒7，所述转筒7与截流口16同向的一端末端套在罩壳6的前端板601正中心处安装的轴承10中，所述转筒7的外侧面固定连接有圆弧叶轮8，所述转筒7的内部并且靠近前端板601位置固定连接有轴流叶轮9，所述罩壳6的内腔并且与前端板601相反的一端固定连接有套有电机安装筒11的发电机12，所述电机安装筒11通过两侧固定连接的连接杆B15与罩壳6内侧壁固定连接，所述发电机12上设置的输入轴13贯穿电机安装筒11并延伸至外侧的一端朝向转筒7，所述输入轴13四周设置的连接杆A14另一端固定连接在转筒7的内侧壁上。
其中所述圆弧叶轮8叶片呈逆时针弯曲，便于经对应的截流支管流入的水流更好地冲击带动其转动。
其中所述圆弧叶轮8的长度与截流支管的直径相同，使流入的水流可直接并完全冲击到圆弧叶轮8地叶片上，最大化利用水流动能并转换为圆弧叶轮8地旋转动能。
其中所述截流口16呈向四周展开的喇叭状，便于水流流入。
其中所述固定轴4与固定端反向即靠近截流口16的一端中心处固定连接有朝外的尖端401，这样便于水流径直流向截流管道1内腔，防止受固定轴4端部阻挡而损失部分动能。
其中所述右旋螺旋导流叶片5的最外侧与截流管道1的内壁接触连接。
其中所述转筒7两端为开口设置，并且朝向前端板601的一端贯穿前端板601，便于外部水流从转筒7流入并带动轴流叶轮9旋转，从而辅助圆弧叶轮8带动转筒7旋转，提供更大的旋转力，带动发电机12旋转发电。
其中所述发电机12与蓄电池电性连接。
其中所述本发明装置使用时将截流口16朝向水流的反方向安装在河流水中。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种河流发电装置，包括截流管道（1）、轴流叶轮（9）和发电机（12），其特征在于，所述截流管道（1）呈筒状结构，并且所述截流管道（1）一端设有截流口（16）另一端封闭，所述截流管道（1）内部沿中心轴位置固定连接有固定轴（4），所述固定轴（4）上环绕固定有从截流口（16）方向观察为右旋的右旋螺旋导流叶片（5），所述截流管道（1）的上侧设有与其最外侧相切并朝向右侧的三个截流支管A（201），所述截流支管A（201）与截流管道（1）上对应的通孔A（101）连接，并且所述通孔A（101）设置在靠近右旋螺旋导流叶片（5）上半部分的右侧，所述截流管道（1）的下侧设有与其最外侧相切并朝向左侧的四个截流支管B（301），所述截流支管B（301）与截流管道（1）上对应的通孔B（102）连接，并且所述通孔B（102）设置在靠近右旋螺旋导流叶片（5）下半部分的右侧位置，并且所述每个截流支管A（201）和截流支管B（301）水平端的另一端分别固定连接有发电装置A（2）和发电装置B（3），所述发电装置A（2）和发电装置B（3）形状结构，其区别在于发电装置A（2）位于对应的截流支管A（201）的右下方并与其相切，所述发电装置B（3）位于对应的截流支管B（301）的左上方并与其相切，所述发电装置包括罩壳（6），所述罩壳（6）的内空腔设有转筒（7），所述转筒（7）与截流口（16）同向的一端末端套在罩壳（6）的前端板（601）正中心处安装的轴承（10）中，所述转筒（7）的外侧面固定连接有圆弧叶轮（8），所述转筒（7）的内部并且靠近前端板（601）位置固定连接有轴流叶轮（9），所述罩壳（6）的内腔并且与前端板（601）相反的一端固定连接有套有电机安装筒（11）的发电机（12），所述电机安装筒（11）通过两侧固定连接的连接杆B（15）与罩壳（6）内侧壁固定连接，所述发电机（12）上设置的输入轴（13）贯穿电机安装筒（11）并延伸至外侧的一端朝向转筒（7），所述输入轴（13）四周设置的连接杆A（14）另一端固定连接在转筒（7）的内侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述圆弧叶轮（8）叶片呈逆时针弯曲。
3.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述圆弧叶轮（8）的长度与截流支管的直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述截流口（16）呈向四周展开的喇叭状。
5.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述固定轴（4）与固定端反向即靠近截流口（16）的一端中心处固定连接有朝外的尖端（401）。
6.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述右旋螺旋导流叶片（5）的最外侧与截流管道（1）的内壁接触连接。
7.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述转筒（7）两端为开口设置，并且朝向前端板（601）的一端贯穿前端板（601）。
8.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述发电机（12）与蓄电池电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种河流发电装置，其特征在于，所述装置使用时将截流口（16）朝向水流的反方向安装在河流水中。
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