CN112412681A - 一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，包括水轮机升降架、液压升降机、支吊架固定装置、可变弹簧支吊架、水轮机、密封箱、传感器、自动控制器、底座、变速器和发电机。水轮机升降架焊接在底座两侧，水轮机通过设置在水轮机升降架内部的液压升降机固定，水轮机旋转轴与变速器连接，变速器与发电机连接，可变弹簧支吊架两端由焊接在底座与水轮机升降架的支吊架固定装置固定。本发明通过将水轮机叶片设计成可伸缩的结构，使水轮机叶片能够根据水流情况调整伸缩叶片的伸出长度，充分利用流量变化的河水进行发电，能量利用率高；可变弹簧支吊架使水轮机升降架承受合理的切应力，延长设备的使用寿命。

Description

一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置
技术领域
本发明属于水力发电领域，特别涉及一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，仅适用于我国西部地区夏季和春秋季河水流量差距较大河流。
背景技术
由于我国西部地区煤炭资源充足，大量的火力发电厂在我国西部地区建成，给环境带了一定的压力，特别是近年来，沙尘暴和雾霾天气的逐渐增多，对人们的生活产生了很大的影响，而各级政府也为了应对这一现象，采取了很多相应的环境保护措施，努力减少污染源，提高清洁能源的发电比例，水力发电作为一种较为经济的清洁发电方式在我国可再生清洁能源发展中起着十分重要的作用。
在我国西部地区，季节性的冰雪融水是河流的主要补给水源，河水流量呈季节性分布，即夏季流量大，春秋季流量小，传统的小型水利发电设备一般采用固定叶片，难以根据河水的流量进行相应的调整，无法充分的利用河水动能。因此一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置成为本领域的迫切需求之一。
发明内容
针对河流的季节性流量变化的差异性引起的水力发电不充分的问题，本发明提供了一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其目的是根据河水流量的变化调整叶片的长度，充分利用河水的动能发电。
为了达到上述目的，本发明所采用的一个的技术方案是:
一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，包括一号水轮机升降架a1、二号水轮机升降架b2、一号液压升降机a3、二号液压升降机b4、水轮机升降架限位孔a5、水轮机升降架限位孔b6、包括顶端支吊架固定装置a7、顶端支吊架固定装置b8、顶端支吊架固定装置c9、顶端支吊架固定装置d10、底部支吊架固定装置a11、底部支吊架固定装置b12、底部支吊架固定装置c13、底部支吊架固定装置d14、可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架b16、可变弹簧支吊架c17、可变弹簧支吊架d18、包括水轮机19、变速器20、发电机21、包括底座22、传感器23、自动控制器24、手动控制器25和密封箱26。水轮机19包括水轮机旋转轴191、一号水轮机叶片a192、二号水轮机叶片b193、三号水轮机叶片c194、四号水轮机叶片d195、五号水轮机叶片e196、六号水轮机叶片f197、七号水轮机叶片g198和八号水轮机叶片h199，一号水轮机叶片a192包括背水叶片a1921、伸缩叶片a1922、迎水叶片a1923、传动齿轮a1924、电动机a1925、传动齿a1926、传动齿轮b1927、电动机b1928和传动齿b1929，二号水轮机叶片b193、三号水轮机叶片c194、四号水轮机叶片d195、五号水轮机叶片e196、六号水轮机叶片 f197、七号水轮机叶片g198和八号水轮机叶片h199结构均与一号水轮机叶片 a192相同，该八组叶片将在下文详细叙述。一号液压升降机a3包括柱塞泵a31、柱塞泵b32、液压升降机顶端轴承a33和液压升降机顶端限位柱a34，二号液压升降机b4包括柱塞泵c41、柱塞泵d42、液压升降机顶端轴承b43和液压升降机顶端限位柱b44，一号水轮机升降架a1和二号水轮机升降架b2设置在底座 22中部两侧边缘位置，一号水轮机升降架a1内部焊接一号液压升降机a3，二号水轮机升降架b2内部焊接二号液压升降机b4固定水轮机19，水轮机19经过变速器20变速后转动带动发电机21发电。可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架 b16、可变弹簧支吊架c17和可变弹簧支吊架d18的两端连接底部支吊架固定装置与顶端支吊架固定装置，传感器23与二号水轮机升降架b2焊接，手动控制器25与液压升降机顶端轴承a33焊接，密封箱26与液压升降机顶端轴承b43 焊接。
图1中黑色粗箭头所指方向为水流方向，图2中黑色实心箭头所指为左前方向，按顺时针方向，箭头依次所指的方向为左后、右后和右前方向，一号水轮机升降架a1与二号水轮机升降架b2与底座22焊接，一号水轮机升降架a1 位于底座22右端中部边缘位置，二号水轮机升降架b2位于底座22左端中部边缘位置，水轮机升降架限位孔a5位于一号水轮机升降架a1的顶部，水轮机升降架限位孔b6位于二号水轮机升降架b2的顶部，顶端支吊架固定装置a7和顶端支吊架固定装置b8焊接在二号水轮机升降架b2顶端的两侧，其中，顶端支吊架固定装置a7焊接在二号水轮机升降架b2顶端后部，顶端支吊架固定装置b8 焊接在二号水轮机升降架b4顶端前部，顶端支吊架固定装置c9和顶端支吊架固定装置d10焊接在二号水轮机升降架b2顶端的两侧，其中，顶端支吊架固定装置c9焊接在一号水轮机升降架a1顶端前部，顶端支吊架固定装置d10焊接在一号水轮机升降架a1顶端后部，底部支吊架固定装置a11焊接在底座22左后角，底部支吊架固定装置b12焊接在底座22左前角、底部支吊架固定装置c13焊接在底座22右前角，底部支吊架固定装置d14焊接在底座22右后角。
可变弹簧支吊架a15两端分别由顶端支吊架固定装置a7和底部支吊架固定装置a11固定，可变弹簧支吊架b16两端分别由顶端支吊架固定装置b8和底部支吊架固定装置b12固定，可变弹簧支吊架c17两端分别由顶端支吊架固定装置c9和底部支吊架固定装置c13固定，可变弹簧支吊架d18两端分别由顶端支吊架固定装置d10和底部支吊架固定装置d14固定。可变弹簧支吊架的拉力由自动控制器24的控制，河水流量的变化和水轮机轴高度的变化都会使一号水轮机升降架a1和二号水轮机升降架b2所受到的切应力变化、通过改变拉力可以维持升降架所受到的切应力在一个的合理范围内，降低升降架疲劳的速度，延长设备寿命。
一号液压升降机a3焊接在一号水轮机升降架a1内部，由柱塞泵a31、柱塞泵b32、液压升降机顶端轴承a33和液压升降机顶端限位柱a34构成，柱塞泵a31 和柱塞泵b32外壁相切，柱塞泵a31和柱塞泵b32的底部与底座22焊接，柱塞泵a31和柱塞泵b32的顶部与液压升降机顶端轴承a33焊接，一号升降机顶端限位柱a34下端与液压升降机顶端轴承a33焊接，液压升降机顶端限位柱a34上部插入水轮机升降架限位孔a5，保证设备的稳定性。
二号液压升降机b4焊接在二号水轮机升降架b2内部，由柱塞泵c41、柱塞泵d42、液压升降机顶端轴承b43和液压升降机顶端限位柱b44构成，柱塞泵 c41和柱塞泵d42外壁相切，柱塞泵c41和柱塞泵d42的底部与底座22焊接，柱塞泵c41和柱塞泵d42的顶部与液压升降机顶端轴承b43焊接，二号升降机顶端限位柱b44下端与液压升降机顶端轴承b43焊接，液压升降机顶端限位柱 b44上部插入水轮机升降架限位孔b6，保证设备的稳定性。
水轮机19由水轮机旋转轴191、一号水轮机叶片a192、二号水轮机叶片b193、三号水轮机叶片c194、四号水轮机叶片d195、五号水轮机叶片e196、六号水轮机叶片f197、七号水轮机叶片g198和八号水轮机叶片h199构成，水轮机旋转轴191一端插入液压升降机顶端轴承a33中，另一端插入液压升降机顶端轴承 b43中。图8中空心箭头所指方向为右侧，一号水轮机叶片a192由背水叶片a1921、伸缩叶片a1922、迎水叶片a1923、传动齿轮a1924、电动机a1925、传动齿a1926、传动齿轮b1927、电动机b1928和传动齿b1929构成，伸缩叶片a1922夹在背水叶片a1921与迎水叶片a1923之间，背水叶片a1921和迎水叶片a1923根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮a1924、电动机a1925和传动齿a1926构成右部伸缩动力机构，传动齿轮a1924焊接在电动机a1925动力轴上，电动机a1925 焊接在背水叶片a1921右端，传动齿a1926焊接在伸缩叶片a1922右槽侧部，传动齿轮b1927、电动机b1928和传动齿b1929构成左部伸缩动力机构，传动齿轮 b1927焊接在电动机b1928动力轴上，电动机b1928焊接在背水叶片a1921左端，传动齿b1929焊接在伸缩叶片a1922左槽侧部。
传感器23焊接在二号水轮机升降架b2的中部，通过传感器23上的浮子感应水流的高度，通过传感器23下端条状感应器感应水流速度，手动控制器25 焊接在液压升降机顶端轴承a33外部，手动控制器25通过串行数据线一号液压升降机a3、二号液压升降机b4分别直接连接，手动控制器25通过无线信号控制十六个电动机，手动控制器25可以控制液压升降机升降与水轮机叶片中伸缩叶片的伸出长度。密封箱26焊接在液压升降机顶端轴承b43外部，密封箱26 内部焊接变速器20、发电机21和自动控制器24，水轮机旋转轴191通过变速器20与发电机21相连，自动控制器24通过串行数据线与传感器23、一号液压升降机a3、二号液压升降机b4、可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架b16、可变弹簧支吊架c17和可变弹簧支吊架d18分别直接连接，自动控制器24控制每个可变弹簧支吊架。
所有水轮机叶片可通过传感器23获得的水流情况，并通过自动控制器24 自行调整叶片的伸出长度以充分利用不同流速水流的动能。
综上所述，本发明通过将水轮机叶片设计成可伸缩结构，根据河水流量自行调整叶片伸出的长度，从而达到在任意的河水流量下都可以最大程度地利用河水动力发电的效果，提高河水动能的利用率。
附图说明
图1为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的三维结构示意图；
图2为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的底座的三维结构示意图；
图3为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的一号水轮机升降架的三维结构示意图；
图4为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的二号水轮机升降架的三维结构示意图；
图5为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的一号液压升降机的三维结构示意图；
图6为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的二号液压升降机的三维结构示意图；
图7为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的水轮机的三维结构示意图；
图8为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的一号水轮机叶片的三维结构示意图；
图9为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置叶片组的三维结构示意图；
图10为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的一号水轮机叶片伸出时叶片的三维结构示意图；
图11为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的密封箱的内部三维结构示意图；
图12为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置的水轮机叶片伸出时的三维结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明为一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，包括一号水轮机升降架 a1、二号水轮机升降架b2、一号液压升降机a3、二号液压升降机b4、水轮机升降架限位孔a5、水轮机升降架限位孔b6、包括顶端支吊架固定装置a7、顶端支吊架固定装置b8、顶端支吊架固定装置c9、顶端支吊架固定装置d10、底部支吊架固定装置a11、底部支吊架固定装置b12、底部支吊架固定装置c13、底部支吊架固定装置d14、可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架b16、可变弹簧支吊架c17、可变弹簧支吊架d18、水轮机19、变速器20、发电机21、底座22、传感器23、自动控制器24、手动控制器25和密封箱26，水轮机19包括水轮机旋转轴191、一号水轮机叶片a192、二号水轮机叶片b193、三号水轮机叶片c194、四号水轮机叶片d195、五号水轮机叶片e196、六号水轮机叶片f197、七号水轮机叶片g198和八号水轮机叶片h199，一号水轮机叶片a192包括背水叶片a1921、伸缩叶片a1922、迎水叶片a1923、传动齿轮a1924、电动机a1925、传动齿a1926、传动齿轮b1927、电动机b1928和传动齿b1929，二号水轮机叶片b193、三号水轮机叶片c194、四号水轮机叶片d195、五号水轮机叶片e196、六号水轮机叶片 f197、七号水轮机叶片g198和八号水轮机叶片h199结构均与一号水轮机叶片 a192相同，该八组叶片将在下文详细叙述。一号液压升降机a3包括柱塞泵a31、柱塞泵b32、液压升降机顶端轴承a33和液压升降机顶端限位柱a34，二号液压升降机b4包括柱塞泵c41、柱塞泵d42、液压升降机顶端轴承b43和液压升降机顶端限位柱b44。
参照图1和图2，图1中黑色粗箭头所指方向为水流方向，图2中指向下的黑色实心箭头所指为左前方向，按顺时针方向，箭头依次所指为左后、右后和右前方向，一号水轮机升降架a1焊接在底座22左端中部边缘，顶部设置水轮机升降架限位孔a5，二号水轮机升降架b2焊接在底座22右端中部边缘，顶部设置水轮机升降架限位孔b6。传感器23设置在二号水轮机升降架b2前侧，通过传感器23上的浮子感应水流高度，通过传感器23下部的条状感应器感应水流速度，一号液压升降机a3与二号液压升降机b4分别焊接在一号水轮机升降架a1与二号水轮机升降架b2内部，水轮机两端固定在液压升降机顶端轴承a33 与液压升降机顶端轴承b43内部。
参照图3和图4，一号液压升降机a3焊接在一号水轮机升降架a1内部，二号液压升降机b4焊接在二号水轮机升降架b2内部，水轮机旋转轴191两端分别插入在一号液压升降机a3的液压升降机顶端轴承a33与二号液压升降机b4 的液压升降机顶端轴承b43中。手动控制器25焊接在液压升降机顶端轴承a33 外部，手动控制器25通过串行数据线一号液压升降机a3、二号液压升降机b4 分别直接连接，手动控制器25通过无线信号控制所有电动机，手动控制器25 可以控制液压升降机升降与水轮机叶片中伸缩叶片的伸出长度。密封箱26焊接在液压升降机顶端轴承b43外部，密封箱26内部焊接自动控制器24、变速器 20和发电机21，水轮机旋转轴191通过变速器20与发电机21相连，自动控制器24通过串行数据线与传感器23、一号液压升降机a3、二号液压升降机b4、可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架b16、可变弹簧支吊架c17和可变弹簧支吊架d18分别直接连接。
参照5和图6，一号液压升降机a3焊接在一号水轮机升降架a1内部，由柱塞泵a31、柱塞泵b32、液压升降机顶端轴承a33和液压升降机顶端限位柱a34 构成，柱塞泵a31和柱塞泵b32外壁相切，柱塞泵a31和柱塞泵b32的底部与底座22焊接，柱塞泵a31和柱塞泵b32的顶部与液压升降机顶端轴承a33焊接，一号升降机顶端限位柱a34与液压升降机顶端轴承a33焊接，液压升降机顶端限位柱a34上部插入水轮机升降架限位孔a5，保证设备工作时的稳定性，二号液压升降机b4焊接在二号水轮机升降架b2内部，由柱塞泵c41、柱塞泵d42、液压升降机顶端轴承b43和液压升降机顶端限位柱b44构成，柱塞泵c41和柱塞泵d42外壁相切，柱塞泵c41和柱塞泵d42的底部与底座22焊接，柱塞泵c41 和柱塞泵d42的顶部与液压升降机顶端轴承b43焊接，二号升降机顶端限位柱 b34与液压升降机顶端轴承b43焊接，液压升降机顶端限位柱b44上部插入水轮机升降架限位孔b6，保证设备工作时的稳定性。
顶端支吊架固定装置a7和顶端支吊架固定装置b8焊接在二号水轮机升降架b2顶端的两侧，其中，顶端支吊架固定装置a7焊接在二号水轮机升降架b2 顶端后部，顶端支吊架固定装置b8焊接在二号水轮机升降架b2顶端前部，顶端支吊架固定装置c9和顶端支吊架固定装置d10焊接在二号水轮机升降架b2 顶端的两侧，其中，顶端支吊架固定装置c9焊接在一号水轮机升降架a1顶端前部，顶端支吊架固定装置d10焊接在一号水轮机升降架a1顶端后部。底部支吊架固定装置a11焊接在底座22左后角、底部支吊架固定装置b12焊接在底座22 左前角、底部支吊架固定装置c13焊接在底座22右前角、底部支吊架固定装置 d14焊接在底座22右后角。可变弹簧支吊架a15两端分别由顶端支吊架固定装置a7和底部支吊架固定装置a11固定，可变弹簧支吊架b16两端分别由顶端支吊架固定装置b8和底部支吊架固定装置b12固定，可变弹簧支吊架c17两端分别由顶端支吊架固定装置c9和底部支吊架固定装置c13固定，可变弹簧支吊架 d18两端分别由顶端支吊架固定装置d10和底部支吊架固定装置d14固定。
参照图7、图8和图9，水轮机19由水轮机旋转轴191、一号水轮机叶片 a192、二号水轮机叶片b193、三号水轮机叶片c194、四号水轮机叶片d195、五号水轮机叶片e196、六号水轮机叶片f197、七号水轮机叶片g198和八号水轮机叶片h199构成，水轮机旋转轴191一端插入液压升降机顶端轴承a33中，另一端插入液压升降机顶端轴承b43中。一号水轮机叶片a192由背水叶片a1921、伸缩叶片a1922、迎水叶片a1923、传动齿轮a1924、电动机a1925、传动齿a1926、传动齿轮b1927、电动机b1928和传动齿b1929构成，伸缩叶片a1922夹在背水叶片a1921与迎水叶片a1923之间，背水叶片a1921和迎水叶片a1923根部焊接在水轮机旋转轴191上，传动齿轮a1924、电动机a1925和传动齿a1926构成右部伸缩动力机构，传动齿轮a1924焊接在电动机a1925动力轴上，电动机a1925 焊接在背水叶片a1921右端，传动齿a1926焊接在伸缩叶片a1922右槽侧部，传动齿轮b1927、电动机b1928和传动齿b1929构成左部伸缩动力机构，传动齿轮 b1927焊接在电动机b1928动力轴上，电动机b1928焊接在背水叶片a1921左端，传动齿b1929焊接在伸缩叶片a1922左槽侧部，二号水轮机叶片b193由背水叶片b1931、伸缩叶片b1932、迎水叶片b1933、传动齿轮c1934、电动机c1935、传动齿c1936、传动齿轮d1937、电动机d1938和传动齿d1939构成，伸缩叶片 b1932夹在背水叶片b1931与迎水叶片b1933之间，背水叶片b1931和迎水叶片 b1933根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮c1934、电动机c1935和传动齿 c1936构成右部伸缩动力机构，传动齿轮c1934焊接在电动机c1935动力轴上，电动机c1935焊接在背水叶片b1931右端，传动齿c1936焊接在伸缩叶片b1932 右槽侧部，传动齿轮d1937、电动机d1938和传动齿d1939构成左部伸缩动力机构，传动齿轮d1937焊接在电动机d1938动力轴上，电动机d1938焊接在背水叶片b1931左端，传动齿d1939焊接在伸缩叶片b1932左槽侧部，三号水轮机叶片c194由背水叶片c1941、伸缩叶片c1942、迎水叶片c1943、传动齿轮e1944、电动机e1945、传动齿e1946、传动齿轮f1947、电动机f1948和传动齿f1949构成，伸缩叶片c1942夹在背水叶片c1941与迎水叶片c1943之间，背水叶片c1941 和迎水叶片c1943根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮e1944、电动机e1945 和传动齿e1946构成右部伸缩动力机构，传动齿轮e1944焊接在电动机e1945 动力轴上，电动机e1945焊接在背水叶片c1941右端，传动齿e1946焊接在伸缩叶片c1942右槽侧部，传动齿轮f1947、电动机f1948和传动齿f1949构成左部伸缩动力机构，传动齿轮f1947焊接在电动机f1948动力轴上，电动机f1948焊接在背水叶片c1941左端，传动齿f1949焊接在伸缩叶片c1942左槽侧部，四号水轮机叶片d195由背水叶片d1951、伸缩叶片d1952、迎水叶片d1953、传动齿轮g1954、电动机g1955、传动齿g1956、传动齿轮h1957、电动机h1958和传动齿h1959构成，伸缩叶片d1952夹在背水叶片d1951与迎水叶片d1953之间，背水叶片d1951和迎水叶片d1953根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮g1954、电动机g1955和传动齿g1956构成右部伸缩动力机构，传动齿轮g1954焊接在电动机g1955动力轴上，电动机g1955焊接在背水叶片d1951右端，传动齿g1956 焊接在伸缩叶片d1952右槽侧部，传动齿轮h1957、电动机h1958和传动齿h1959 构成左部伸缩动力机构，传动齿轮h1957焊接在电动机h1958动力轴上，电动机h1958焊接在背水叶片d1951左端，传动齿h1959焊接在伸缩叶片d1952左槽侧部，五号水轮机叶片e196由背水叶片e1961、伸缩叶片e1962、迎水叶片 e1963、传动齿轮i1964、电动机i1965、传动齿i1966、传动齿轮j1967、电动机 j1968和传动齿j1969构成，伸缩叶片e1962夹在背水叶片e1961与迎水叶片e1963 之间，背水叶片e1961和迎水叶片e1963根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮i1964、电动机i1965和传动齿i1966构成右部伸缩动力机构，传动齿轮i1964 焊接在电动机i1965动力轴上，电动机i1965焊接在背水叶片e1961右端，传动齿i1966焊接在伸缩叶片e1962右槽侧部，传动齿轮j1967、电动机j1968和传动齿j1969构成左部伸缩动力机构，传动齿轮j1967焊接在电动机j1968动力轴上，电动机j1968焊接在背水叶片e1961左端，传动齿j1969焊接在伸缩叶片e1962 左槽侧部，六号水轮机叶片f197由背水叶片f1971、伸缩叶片f1972、迎水叶片 f1973、传动齿轮k1974、电动机k1975、传动齿k1976、传动齿轮l1977、电动机l1978和传动齿l1979构成，伸缩叶片f1972夹在背水叶片f1971与迎水叶片 f1973之间，背水叶片f1971和迎水叶片f1973根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮k1974、电动机k1975和传动齿k1976构成右部伸缩动力机构，传动齿轮k1974焊接在电动机k1975动力轴上，电动机k1975焊接在背水叶片f1971 右端，传动齿k1976焊接在伸缩叶片f1972右槽侧部，传动齿轮l1977、电动机 l1978和传动齿l1979构成左部伸缩动力机构，传动齿轮l1977焊接在电动机l1978 动力轴上，电动机l1978焊接在背水叶片f1971左端，传动齿l1979焊接在伸缩叶片f1972左槽侧部，七号水轮机叶片g198由背水叶片g1981、伸缩叶片g1982、迎水叶片g1983、传动齿轮m1984、电动机m1985、传动齿m1986、传动齿轮 n1987、电动机n1988和传动齿n1989构成，伸缩叶片g1982夹在背水叶片g1981 与迎水叶片g1983之间，背水叶片g1981和迎水叶片g1983根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮m1984、电动机m1985和传动齿m1986构成右部伸缩动力机构，传动齿轮m1984焊接在电动机m1985动力轴上，电动机m1985焊接在背水叶片g1981右端，传动齿m1986焊接在伸缩叶片g1982右槽侧部，传动齿轮n1987、电动机n1988和传动齿n1989构成左部伸缩动力机构，传动齿轮n1987 焊接在电动机n1988动力轴上，电动机n1988焊接在背水叶片g1981左端，传动齿n1989焊接在伸缩叶片g1982左槽侧部，八号水轮机叶片h199由背水叶片 h1991、伸缩叶片h1992、迎水叶片h1993、传动齿轮o1994、电动机o1995、传动齿o1996、传动齿轮p1997、电动机p1998和传动齿p1999构成，伸缩叶片h1992 夹在背水叶片h1991与迎水叶片h1993之间，背水叶片h1991和迎水叶片h1993 根部焊接水轮机旋转轴191上，传动齿轮o1994、电动机o1995和传动齿o1996 构成右部伸缩动力机构，传动齿轮o1994焊接在电动机o1995动力轴上，电动机o1995焊接在背水叶片h1991右端，传动齿o1996焊接在伸缩叶片h1992右槽侧部，传动齿轮p1997、电动机p1998和传动齿p1999构成左部伸缩动力机构，传动齿轮p1997焊接在电动机p1998动力轴上，电动机p1998焊接在背水叶片 h1991左端，传动齿p1999焊接在伸缩叶片h1992左槽侧部。
作为本发明的优选实施方式，如图1所示，图中黑色箭头代表水流方向，水流冲击水轮机19叶片带动水轮机旋转轴191旋转，水轮机旋转轴191轴端再经变速器20变速后带动发电机21发电。
当水流速度或高度变化时，传感器23将流水信息转化为数字信号通过串行数据线传送至自动控制器24，自动控制器24对信号处理计算后得到最优叶片伸出长度以及最优叶片入水深度，通过无线信号控制8个水轮机叶片上的16个电动机，使所有电动机同时工作，电动机带动与其配对的传动齿轮转动，使各伸缩叶片伸出所需长度，各个叶片的伸缩控制过程相同，以一号水轮机叶片a192 为例，电动机a1925与电动机b1928在收到自动控制器1发出的无线信号时同时启动，使传动齿轮a1924与传动齿轮b1927同时转动，带动伸缩叶片a1922 与焊接在其两侧的传动齿a1926与传动齿b1929沿旋转轴191径向运动，当伸缩叶片a1922伸出所需长度时，电动机a1925与电动机b1928同时停止，如图 10所示，同时，自动控制器24也通过无线信号控制一号液压升降机a3上的柱塞泵a31、柱塞泵b32与二号液压升降机b4上的柱塞泵c41、柱塞泵d42升起相同的所需高度，如图12所示，液压升降机顶端限位柱a34上部伸出水轮机升降架限位孔a5，液压升降机顶端轴承b43上部伸出水轮机升降架限位孔b6，保证水轮机19上升过程的稳定性。可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架b16、可变弹簧支吊架c17和可变弹簧支吊架d18的拉力也会通过串行数据线以数字信号的形式传递至自动控制器24，自动控制器24基于拉力信号得到最优平衡拉力，并将最优平衡拉力信号分别传送至可变弹簧支吊架a15、可变弹簧支吊架b16、可变弹簧支吊架c17和可变弹簧支吊架d18，控制弹簧拉力，维持升降架所收到的切应力在一个能承受的合理范围内，降低升降架疲劳的速度，延长设备寿命。
在夏季时，高山冰雪大量融化，河流流量较大，传感器23获得水流高度和速度的信息并传送到自动控制器24，自动控制器24控制所有叶片伸出较长的长度以适应大流量的河水，同时一号液压升降机a3与二号液压升降机b4也升起合适的高度，将水轮机旋转轴191升起。在春秋季时，高山冰雪少量融化，河流流量较小，传感器23获得水流高度和速度的信息并传送到自动控制器24，自动控制器24控制所有叶片伸出或缩回至较短的长度以适应小流量的河水，同时一号液压升降机a3与二号液压升降机b4也升起或降下至合适的高度，将水轮机旋转轴191升起或降下。在冬季时，高山冰雪不融化，河流干涸，可操作手动控制器25，将所有叶片完全收缩，不发电处于停机备用状态。在日常的维护检修时，操作手动控制器25使一号液压升降机a3上的柱塞泵a31、柱塞泵b32 与二号液压升降机b4上的柱塞泵c41、柱塞泵d42同时升起相同的高度，并将水轮机叶片192的伸缩叶片a1922完全收回，使水轮机叶片彻底离开水面，方便设备的检修和维护。
综上所述，本发明通过将水轮机叶片设计成可伸缩的结构，使水轮机叶片能够根据水流情况调整伸缩叶片的长度，根据河水流量变化的调节水轮机叶片的长度和高度发电，对于提高我国西部地区的水力资源利用率有重要的意义；水轮机的旋转轴为升降型结构，可在设备需要维护检修时将水轮机完全抬离水面，便于对设备的维护；可变弹簧支吊架可以平衡水流冲击力，使水轮机升降架承受合理的切应力，延长设备的使用寿命。

Claims (6)

1.一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其特征在于：包括一号水轮机升降架a(1)、二号水轮机升降架b(2)、一号液压升降机a(3)、二号液压升降机b(4)、水轮机升降架限位孔a(5)、水轮机升降架限位孔b(6)、顶端支吊架固定装置a(7)、顶端支吊架固定装置b(8)、顶端支吊架固定装置c(9)、顶端支吊架固定装置d(10)、底部支吊架固定装置a(11)、底部支吊架固定装置b(12)、底部支吊架固定装置c(13)、底部支吊架固定装置d(14)、可变弹簧支吊架a(15)、可变弹簧支吊架b(16)、可变弹簧支吊架c(17)、可变弹簧支吊架d(18)、水轮机(19)、变速器(20)、发电机(21)、底座(22)、传感器(23)、自动控制器(24)、手动控制器(25)和密封箱(26)；水轮机(19)包括水轮机旋转轴(191)、一号水轮机叶片a(192)、二号水轮机叶片b(193)、三号水轮机叶片c(194)、四号水轮机叶片d(195)、五号水轮机叶片e(196)、六号水轮机叶片f(197)、七号水轮机叶片g(198)和八号水轮机叶片h(199)；一号水轮机叶片a(192)包括背水叶片a(1921)、伸缩叶片a(1922)、迎水叶片a(1923)、传动齿轮a(1924)、电动机a(1925)、传动齿a(1926))、传动齿轮b(1927)、电动机b(1928)和传动齿b(1929)；一号液压升降机a(3)包括柱塞泵a(31)、柱塞泵b(32)、液压升降机顶端轴承a(33)和液压升降机顶端限位柱a(34)；二号液压升降机b(4)包括柱塞泵c(41)、柱塞泵d(42)、液压升降机顶端轴承b(43)和液压升降机顶端限位柱b(44)；一号水轮机升降架a(1)和二号水轮机升降架b(2)与底座(22)焊接，一号水轮机升降架a(1)内部焊接一号液压升降机a(3)，二号水轮机升降架b(2)内部焊接二号液压升降机b(4)，水轮机旋转轴(191)两端分别插入一号液压升降机a(3)的液压升降机顶端轴承a(33)与二号液压升降机b(4)的液压升降机顶端轴承b(43)中，水轮机旋转轴(191)与变速器(20)连接，变速器(20)与发电机(21)连接，可变弹簧支吊架a(15)、可变弹簧支吊架b(16)、可变弹簧支吊架c(17)和可变弹簧支吊架d(18)的两端分别连接对应的底部支吊架固定装置与顶端支吊架固定装置；所有水轮机叶片与水轮机旋转轴(191)焊接；传感器(23)与二号水轮机升降架b(2)焊接；手动控制器(25)与液压升降机顶端轴承a(33)焊接；密封箱(26)与液压升降机顶端轴承b(43)焊接。
2.根据权利要求1所述的一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其特征在于：所述一号水轮机升降架a(1)和二号水轮机升降架b(2)与底座(22)焊接；水轮机升降架限位孔a(5)位于一号水轮机升降架a(1)顶部；水轮机升降架限位孔b(6)位于二号水轮机升降架b(2)顶部，顶端支吊架固定装置a(7)与顶端支吊架固定装置b(8)均焊接在二号水轮机升降架b(2)的顶端；顶端支吊架固定装置c(9)与顶端支吊架固定装置d(10)均焊接在一号水轮机升降架a(1)的顶端；底部支吊架固定装置a(11)、底部支吊架固定装置b(12)、底部支吊架固定装置c(13)与底部支吊架固定装置d(14)分别焊接在底座(22)的四角。
3.根据权利要求1所述的一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其特征在于：所述可变弹簧支吊架a(15)两端分别由顶端支吊架固定装置a(7)和底部支吊架固定装置a(11)固定；可变弹簧支吊架b(16)两端分别由顶端支吊架固定装置b(8)和底部支吊架固定装置b(12)固定；可变弹簧支吊架c(17)两端分别由顶端支吊架固定装置c(9)和底部支吊架固定装置c(13)固定；可变弹簧支吊架d(18)两端分别由顶端支吊架固定装置d(10)和底部支吊架固定装置d(14)固定。
4.根据权利要求1所述的一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其特征在于：所述一号液压升降机a(3)焊接在一号水轮机升降架a(1)内部，由柱塞泵a(31)、柱塞泵b(32)、液压升降机顶端轴承a(33)和液压升降机顶端限位柱a(34)构成，柱塞泵a(31)和柱塞泵b(32)外壁相切，柱塞泵a(31)和柱塞泵b(32)的底部与底座(22)焊接，柱塞泵a(31)和柱塞泵b(32)的顶部与液压升降机顶端轴承a(33)焊接；液压升降机顶端限位柱a(34)下端与液压升降机顶端轴承a(33)焊接，液压升降机顶端限位柱a(34)上端插入水轮机升降架限位孔a(5)；二号液压升降机b(4)焊接在二号水轮机升降架b(2)内部，由柱塞泵c(41)、柱塞泵d(42)、液压升降机顶端轴承b(43)和液压升降机顶端限位柱b(44)构成，柱塞泵c(41)和柱塞泵d(42)外壁相切，柱塞泵c(41)和柱塞泵d(42)的底部与底座(22)焊接，柱塞泵c(41)和柱塞泵d(42)的顶部与液压升降机顶端轴承b(43)焊接；液压升降机顶端限位柱b(44)下端与液压升降机顶端轴承b(43)焊接，液压升降机顶端限位柱b(44)上端插入水轮机升降架限位孔b(6)。
5.根据权利要求1所述的一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其特征在于：所述水轮机(19)由水轮机旋转轴(191)、一号水轮机叶片a(192)、二号水轮机叶片b(193)、三号水轮机叶片c(194)、四号水轮机叶片d(195)、五号水轮机叶片e(196)、六号水轮机叶片f(197)、七号水轮机叶片g(198)和八号水轮机叶片h(199)构成，水轮机旋转轴(191)一端插入液压升降机顶端轴承a(33)中，另一端插入液压升降机顶端轴承b(43)中；一号水轮机叶片a(192)由背水叶片a(1921)、伸缩叶片a(1922)、迎水叶片a(1923)、传动齿轮a(1924)、电动机a(1925)、传动齿a(1926))、传动齿轮b(1927)、电动机b(1928)和传动齿b(1929)构成，伸缩叶片a(1922)夹在背水叶片a(1921)与迎水叶片a(1923)之间，背水叶片a(1921)和迎水叶片a(1923)根部均焊接在轮机旋转轴(191)上；传动齿轮a(1924)、电动机a(1925)和传动齿a(1926))构成右部伸缩动力机构，传动齿轮a(1924)焊接在电动机a(1925)的动力轴上，电动机a(1925)焊接在背水叶片a(1921)右端，传动齿a(1926))焊接在伸缩叶片a(1922)右槽侧部；传动齿轮b(1927)、电动机b(1928)和传动齿b(1929)构成左部伸缩动力机构，传动齿轮b(1927)焊接在电动机b(1928)动力轴上，电动机b(1928)焊接在背水叶片a(1921)左端，传动齿b(1929)焊接在伸缩叶片a(1922)左槽侧部；二号水轮机叶片b(193)、三号水轮机叶片c(194)、四号水轮机叶片d(195)、五号水轮机叶片e(196)、六号水轮机叶片f(197)、七号水轮机叶片g(198)、八号水轮机叶片h(199)均与一号水轮机叶片a(192)的结构相同。
6.根据权利要求1所述的一种水轮机叶片可伸缩的水力发电装置，其特征在于：所述传感器(23)焊接在二号水轮机升降架b(2)的中部；手动控制器(25)焊接在液压升降机顶端轴承a(33)外部；密封箱(26)焊接在液压升降机顶端轴承b(43)外部，密封箱(26)内部焊接自动控制器(24)、变速器(20)和发电机(21)，水轮机旋转轴(191)通过变速器(20)与发电机(21)相连；手动控制器(25)通过串行数据线与传感器(23)、一号液压升降机a(3)、二号液压升降机b(4)分别直接连接；自动控制器(24)通过串行数据线与传感器(23)、一号液压升降机a(3)、二号液压升降机b(4)、可变弹簧支吊架a(15)、可变弹簧支吊架b(16)、可变弹簧支吊架c(17)和可变弹簧支吊架d(18)分别直接连接。
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