CN200975312Y - 无坝散水发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种无坝散水发电装置,属于一种发电设备,解决了目前不适宜筑坝安装发电机的江河、湖泊的水力不能利用及拦河筑坝发电投资大、建设周期长的问题,包括设置在河流中的水轮机,水轮机由与其活动连接的支架支撑,水轮机的转轴通过机械传动方式如齿轮、角齿齿轮、皮带轮或链轮与发电机的转轴转动连接,水轮机可直接与支架连接,可以通过浮船与支架连接,发电机可以安装在河岸上,也可以安装在浮船上或船体内,并可根据需要,沿河流宽度和长度方向上并列设置多个水轮机,形成阵列形式的发电机组,以提高发电机的输出功率,更有效地利用能源。可适用各种具有落差的可以流动的河流中。

Description

无坝散水发电装置
技术领域
本实用新型属于一种发电设备,特别涉及适用于水流发电的无坝散水发电装置。
背景技术
在我国经济迅速发展的进程中,能源问题已成为我国经济能否保持可持续发展的重要问题。因此,在燃料能源日益缺少的现在,开发和利用多种能源就显得越发重要。
在我国成千上万公里漫长的江河湖泊中,能够拦河筑坝安装水力发电机发电的长度还不到江河、湖泊总长度的1%,这就意味着99%以上的江河、湖泊是不能实现筑坝安装发电机来发电的。
而且传统的拦河筑坝水利发电,不仅投资大,建设周期长,造成一定的生态破坏,更重要的是把绝大多数不能拦河筑坝发电的水利资源白白浪费了,使人类使用能源过度地依赖矿石能源,如石油、煤炭等,不仅给人类带来资源枯竭的压力,更重要的是破坏了人类耐以生存的环境。
实用新型内容
本实用新型的目的是:解决目前不适宜筑坝安装发电机的江河、湖泊的水力不能利用及拦河筑坝发电投资大、周期长、影响生态的问题,提供一种可不用筑坝、利用水流发电,投资小、周期短、对生态影响小的无坝散水发电装置。
为实现本实用新型的目的,在河流上设置可被水流冲击旋转的水轮机,并将水轮机的转轴通过机械传动方式(如皮带轮、齿轮、角齿齿轮等)与发电机的转轴活动连接,则将水流冲击使水轮机旋转的动能传递给发电机,由发电机将动能转化为电能,供用电设备使用。
具体技术方案如下:
无坝散水发电装置,包括水轮机和与之转动连接的发电机,所述水轮机设置在河流内,由设立在河岸或河底的支架支撑。
所述水轮机的叶轮轴向与河流的水流方向一致,支架由竖直固定在河底上的立柱和与河面平行的横杆构成,水轮机固定在横杆之间,横杆与立柱为活动连接,水轮机可随横杆沿立柱上下移动,水轮机转轴通过皮带轮或齿轮与发电机转轴转动连接。
所述水轮机的叶轮径向与河流的水流方向一致,水轮机转轴通过轴承与支架转动连接,并通过齿轮或皮带轮与发电机转轴转动连接。
所述水轮机的叶轮轴向与河流的水流方向一致,水轮机固定设置在两个浮船之间,浮船的一端通过连接架分别与竖直固定在河岸上的支架的立柱连接,浮船的另一端分别与支架横杆上的竖杆活动连接,水轮机随浮船可沿竖杆上下移动,发电机设置在浮船上或其船体内,发电机转轴与水轮机转轴通过齿轮或皮带轮或链轮转动连接。
所述水轮机的叶轮径向与河流的水流方向一致,水轮机固定设置在两个浮船之间,浮船的一端通过连接架分别与竖直固定在河岸上的支架的立柱连接,浮船的另一端分别与支架横杆上的竖杆活动连接,水轮机随浮船可沿竖杆上下移动,发电机设置在浮船上或其船体内,发电机转轴与水轮机转轴通过齿轮或角齿齿轮或链轮转动连接。
所述浮船之间固定设置有多个水轮机,每个水轮机转轴都分别通过齿轮或皮带轮或链轮或角齿齿轮与发电机转轴转动连接。
所述水轮机可沿河流宽度和长度方向上设置至少两个,形成阵列式的发电机组,以提高发电机的输出功率,更好地有效利用能源。
所述浮船之间通过万向节活动连接,以提高浮船之间的可活动性。
所述发电装置还包括设置在水轮机前方河流中的钢结构过滤网。
本实用新型通过在河流里设置径向或轴向与河流的水流方向一致的水轮机,并将水轮机的转轴和发电机的转轴通过机械传动方式转动连接,特别是通过支架将水轮机支撑在河流中,或是通过支架与浮船的结合将水轮机支撑在河流中,使水流冲击水轮机的能量转化为水轮机的旋转的机械动能,再由水轮机的转轴将动能传递给发电机,由发电机将此动能转化为电能,供用电设备使用。
可见,采用上述结构的本实用新型,不用筑坝就能将河流因落差产生的势能经水流的冲击转化为发电机的动能加以利用,投资小,几千元、几万元都可建成发电,传统的拦河筑坝每千瓦投资在五千至一万元以上,而无坝散水发电装置每千瓦投资可降至两千元左右;而且建设周期短,传统的拦河筑坝建设周期需要几年到几十年,而无坝散水发电装置最快可在一个小时以内建成发电。因此,无坝散水发电装置不仅可以避免传统拦河筑坝水力发电的投资大、建设周期长、破坏生态的问题,而且可以广泛应用于不能拦河筑坝的河流,将其蕴含的能源开发出来加以利用,以减轻人类对矿石能源的过度依赖,同时又保证人类的可持续发展,具有较好的社会效益、经济效益,更重要的是将产生很好的环境效益。可适用于各种具有落差、可以流动的河流中。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图;
图2是本实用新型实施例2的结构示意图;
图3是本实用新型实施例3的结构示意图;
图4是本实用新型实施例4的结构示意图;
图5是本实用新型实施例5的结构示意图;
图6是本实用新型实施例6的结构示意图;
图7是本实用新型水轮机转轴和发电机转轴转动连接的示意图;
图8是本实用新型实施例7的结构示意图;
图9是本实用新型实施例9的结构示意图;
图中标号,1是河岸,2是河流,3是发电机,3a是发电机转轴,4是支架,4a是支架的立柱,4b是支架的横杆,4c是支架的竖杆,5是水轮机,5a是水轮机转轴,6是浮船,7是连接架。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
实施例1:如图1所示,在河岸1之间的河流2内,在其河底固定设置了竖直向上的四根立柱4a,顺着河流2的水流方向上的两根立柱4a之间分别连接有横杆4b,横杆4b平行于河流2的水面,横杆4b之间固定连接有水轮机5的笼罩,笼罩为两端开口、周边为栅格状的圆柱形,其内部设置有螺旋浆式的叶轮,叶轮的轴向与河流2的水流方向一致。横杆4b与立柱4a为松配合的可活动连接,水轮机5可随横杆4b在沿立柱4a上下移动,以适应河流2不同水位的变化。立柱4a、横杆4b,以及在河流2宽度方向上连接在立柱4a之间、与水轮机5的笼罩固定连接的固定杆构成支架4,该固定杆也可沿立柱4a上下移动。
水轮机转轴5a通过皮带轮与设置在河岸1上的发电机3的发电机转轴3a转动连接。
实施例2:基本结构如实施例1,其中水轮机的笼罩改为如图2所示的漏斗型,可进一步节约材料、节约成本。
实施例3:如图3所示,支架4的三根立柱4a固定安装在河流2的河底上,依次相邻的两根立柱4a之间设置有一个水轮机5,水轮机5为水车式,在其圆周上设有沿其轴向布置的叶片构成叶轮,叶轮的径向与河流2的水流方向一致。
水轮机转轴5a穿过立柱4a,并通过轴承与立柱4a活动连接,其一端通过齿轮与设置在河岸1上的发电机3的发电机转轴3a转动连接,也可以通过皮带轮与发电机转轴3a转动连接。
实施例4:如图4所示,支架4包括竖直设立在河岸1上的四根立柱4a,两岸分别对称分布有2根立柱4a,位于上游的两根立柱4a上设置有连接架7,连接架7可以是钢架,也可以钢缆或钢丝绳。在河流2的河面上设置有两艘浮船6,浮船6之间固定有如实施例1所述的水轮机5。连接架7与浮船6的前端固定连接。下游方向的两根立柱4a之间设置有两根横杆4b,两根横杆4b之间设置有两根竖杆4c。竖杆4c上设置有可沿其上下移动的活套,该活套与浮船6的尾端固定连接,以满足浮船6随河流2的水位变化而上下移动的要求。
发电机3设置在浮船6的船体内或船面上,发电机转轴5a通过皮带轮或链轮与水轮机5的水轮机转轴5a转动连接。
实施例5:基本结构如实施例4,其中水轮机的笼罩改为如图5所示的漏斗型,进水口尺寸大于出水口尺寸,是为了聚集水的能量,以进一步提高发电机3的输出功率。
实施例6:如图6所示,基本结构如实施例4,其中水轮机5为水车式,在其圆周上设有沿其轴向布置的叶片,水轮机5的径向与河流2的水流方向一致。
发电机3设置在浮船6的船体内,发电机转轴3a竖直向下,与水轮机转轴5a通过如图7所示的角齿齿轮转动连接。
实施例7:基本结构如实施例5,浮船6之间沿其长度方向上设置有前后排列的两个水轮机5,两个水轮机5的水轮机转轴5a分别通过皮带轮或链轮与设置在浮船6上的发电机3的发电机转轴3a转动连接,以增大驱动发电机3的动力,提高发电机的输出功率。在浮船6前方的河流2中设置有钢结构过滤网,以过滤河流2中的垃圾、沙石,避免这些杂物对水轮机造成影响,保证发电安全。
实施例8:基本结构如实施例7,在河流2的宽度方向上设置有多个通过万向节活动连接的浮船6,相邻浮船6之间都固定设置有水轮机5,水轮机5的水轮机转轴5a分别通过皮带轮或链轮与发电机转轴3a转动连接,并且水轮机5对发电机的驱动方向一致。也可以在浮船6上设置多个发电机3,形成发电机组,提高发电机输出功率,更好地有效利用能源。
实施例9:如图9所示,支架4为开设在河流2的上下游河岸1之间的导管,该导管上端与河流2上游相通,将河水引流至河流2的下游。导管为周边封闭结构,可任意延长沿河岸1埋设,其上游的进水口尺寸大于下游的出水口尺寸,这样保持足够的落差压力,驱动水车式的水冲转轮、螺旋浆式或涡轮式的水轮机5,以带动发电机3发电。水轮机5可设置在导管出水口处的导管内或导管外。发电机3可与水轮机5一样设置在导管内,也可设置在河岸1上,水轮机5与发电机3之间可通过皮带轮或齿轮或角齿齿轮或链轮进行传动。导管设置在河流2上游处的进水口内可以设置钢结构过滤网,以过滤河流2中的沙石等杂物。
上述各实施例中,水轮机5和发电机3可根据需要,设计成整体结构,构成水轮发电机。

Claims (10)

1、无坝散水发电装置,包括水轮机(5)和与之转动连接的发电机(3),其特征在于:所述水轮机(5)设置在河流(2)内,由设立在河岸(1)或河底的支架(4)支撑。
2、如权利要求1所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述水轮机(5)的叶轮轴向与河流(2)的水流方向一致,支架(4)由竖直固定在河底上的立柱(4a)和与河面平行的横杆(4b)构成,水轮机(5)固定在横杆(4b)之间,横杆(4b)与立柱(4a)为活动连接,水轮机(5)可随横杆(4b)沿立柱(4a)上下移动,水轮机转轴(5a)通过皮带轮或齿轮与发电机转轴(3a)转动连接。
3、如权利要求1所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述水轮机(5)的叶轮径向与河流(2)的水流方向一致,水轮机转轴(5a)通过轴承与支架(4)转动连接,并通过齿轮或皮带轮与发电机转轴(3a)转动连接。
4、如权利要求1所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述水轮机(5)的叶轮轴向与河流(2)的水流方向一致,水轮机(5)固定设置在两个浮船(6)之间,浮船(6)的一端通过连接架(7)分别与竖直固定在河岸(1)上的支架(4)的立柱(4a)连接,浮船(6)的另一端分别与支架(4)横杆(4b)上的竖杆(4c)活动连接,水轮机(5)随浮船(6)可沿竖杆(4c)上下移动,发电机(3)设置在浮船(6)上或其船体内,发电机转轴(3a)与水轮机转轴(5a)通过齿轮或皮带轮或链轮转动连接。
5、如权利要求1所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述水轮机(5)的叶轮径向与河流(2)的水流方向一致,水轮机(5)固定设置在两个浮船(6)之间,浮船(6)的一端通过连接架(7)分别与竖直固定在河岸(1)上的支架(4)的立柱(4a)连接,浮船(6)的另一端分别与支架(4)横杆(4b)上的竖杆(4c)活动连接,水轮机(5)随浮船(6)可沿竖杆(4c)上下移动,发电机(3)设置在浮船(6)上或其船体内,发电机转轴(3a)与水轮机转轴(5a)通过齿轮或角齿齿轮或链轮转动连接。
6、如权利要求4或5所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述浮船(6)之间固定设置有多个水轮机(5),每个水轮机转轴(5a)都分别通过齿轮或皮带轮或链轮或角齿齿轮与发电机转轴(3a)转动连接。
7、如权利要求1或2或3或4或5所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述水轮机(5)可沿河流(2)宽度设置至少两个。
8、如权利要求6所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述水轮机(5)可沿河流(2)宽度设置多个。
9、如权利要求8所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述浮船(6)之间通过万向节活动连接。
10、如权利要求1或2或3或4或5或8或9所述无坝散水发电装置,其特征在于:所述发电装置还包括设置在水轮机(5)前方河流中的钢结构过滤网。
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