CN200999689Y - 平水流水力发电机 - Google Patents

Abstract

一种适用于平流层水域的水力发电机，其特征是：在水轮机与发电机之间采用齿轮调速传动，以增大发电机的转速；在水轮机的转轴上，可以同轴安装多个转轮，每个转轮都分别安装在两块与机座固定的圆形聚流盘之间；在聚流盘上固定有导流板，迫使水流只能在限定的区域内沿着与转轮轮周相切的方向冲击到装置在转轮四周的斗叶上；在两聚流盘外围的周边设置有滤网，以防止水源中的杂物随水流进入水轮机；将整个水轮机的转轮浸没在水流中工作，以充分增大水轮机转轮的迎水面积。

Description

平水流水力发电机

技术领域

本实用新型涉及一种水力发电机，尤其是应用于平流层水域的水力发电机。

背景技术

水力发电，具有节约能源、无污染、厂用电少、管理人员少、发电成本低等许多优点。但直到目前，人们所使用的水力发电设备，依然只是适用于具有数十米到数百米，直至上千米等高大水头的水力发电机。运用这样的发电设备来进行发电，必须在江河的上游修筑水坝，蓄高水位，才能利用水流下泄时的水头势能来驱动水轮机带动发电机。这样的水力发电设施，80％至90％的费用都要投入到水工建筑方面，既大幅度地提高了发电的成本，又延长了水电站的建设周期，还要淹没大量的土地，并且这样的水电站，毫无疑问都只能是固定的。

水力发电的基本目的，就是将水流的动能转化为电能。而这样的动能，不只是借助巨大的水头飞泻直下的水流才具用，在江河中下游的平流层水域中，也照样具有这种能量。并且由于平流层水域更为广阔，所以，蕴藏其中的总的能量，要远远超出靠落差飞泻的水流。我们应该设法将这部分能量转化为电能，实施平流层水域的水力发电。

发明内容

为了克服现有的水力发电机不能使用于平流层水域发电的不足，本实用新型提供了一种新型的水力发电机。该发电机，既可以在具有高大落差的水域中发电，更适于在广阔的平流层水域中发电；既可以固定使用，建设永固的水力发电站，也可以用来建造飘浮移动的水力发电船游戈于广阔的平流层水域中移动发电；只要水域深度合适，还可以在水轮机的一个转轴上装置多个转轮，构成一机多轮，增大水流对转轴的驱动力矩。并且在使用时，无需考虑水流方向，只要将其水轮机的转轮浸没于水流中，即可进行发电。

本实用新型需要解决的技术问题是：在广阔的、平缓的平流层水域中，没有高大的水头，没有飞泻直下的高速水流，要实施高效发电，如何能使水流沿最佳的冲击角冲击水轮机的转轮，从而对转轮产生最大的驱动力矩；在水轮机的规格尺寸确定之后，如何能使单位时间内通过水轮机的水流量尽可能地大一些，从而提高发电机的转速增大发电功率。

本实用新型所采用的技术方案是：1.在水轮机与发电机之间，采用齿轮调速传动，以增大发电机的转速；2.在水轮机的转轴上，可以同轴安装多个转轮，每个转轮都分别安装在两块与机座固定的圆形聚流盘之间；3.在聚流盘上固定有导流板，迫使水流只能在限定的区域内，沿着与转轮轮周相切的方向冲击到装置在转轮四周的斗叶上；4.在两聚流盘外围的周边设置滤网，以防止水源中的杂物随水流进入水轮机；5.将整个水轮机的转轮浸没在水流中工作，以充分增大水轮机转轮的迎水面积。

本实用新型的有益效果，从社会和经济意义上讲，除了具有传统的水力发电机的一切优势之外，还具有以下优越性：1.不需要提高水位，可减少大量的水工建筑费用；2.因不提高水位，所以可以最大限度地减少被水淹没的面积，减少移民、节约耕地；3.因没有突变的水位差，不需要建造船闸，不仅可节约大量的建筑资金，而且更便于通航；4.可供利用的水域更宽广。从理论上讲，只要不影响通航和观光，整个江河水道都可为我发电；5.根据河道的具体情况，可建成固定的大、中、小型平水流水力发电站，也可以建造能够飘浮移动的水力发电船。这些发电船具有很强的实用性：第一，它可以根据需要，或是自成一体独立发电，给较小的用户供电，或是几只、几十只甚至是上百只组成发电矩阵，给电网供电；第二，它可以不受水位落差的局限，在流动水域中自由移动，随处定位，从而可以方便地随时随处调用，为江河流域的施工工地或是抢险救灾现场实施临时性的区域供电。如果考虑到战时，这一点将更有意义；6.在一般的船只上，装置上平水流水力发电设施，不用时将其搁置于船上，当船在江河中停泊或是顺流而下时，只要将水轮机置入水下即可自行发电，为船只提供电力。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型(双轮式)的纵剖面结构图。

图2是本实用新型中水轮机斗叶的外视图。

图3是本实用新型中水轮机转轮部分(包括聚流盘和导流板)的横剖面结构图。

图中，1发电机，2发电机转轴，3机座，4调速齿轮(主动轮)，5调速齿轮(从动论)，6上聚流盘，7导流板，8转轮斗叶，9水轮机转轴轴瓦，10下聚流盘，11水轮机转轴，12滤网，13转轮轮周，14转轮，15水流。

具体实施方式

图1中，发电机(1)、水轮机转轴轴瓦(9)、上聚流盘(6)和下聚流盘(10)都固定于机座(3)上，水轮机转轴(11)垂直穿过上下两聚流盘的圆心并由两个转轴轴瓦(9)限位，在水轮机转轴(11)上固定有处在两聚流盘之间的转轮(14)和调速齿轮(主动轮)(4)，调速齿轮(4)与固定在发电机转轴(2)上的调速齿轮(从动论)(5)相咬合，齿轮(4)的齿数多于齿轮(5)。

图2中，水轮机转轴(11)垂直穿过上聚流盘(6)的圆心，转轮(14)与水轮机转轴(11)固定在一起，可同步转动；在转轮(14)的外部均匀地分布着朝向统一的若干个转轮斗叶(8)(图中是20个)，在转轮斗叶(8)的外围，上聚流盘(6)上均匀地分布固定着若干块硬质耐腐蚀的导流板(7)(图中是12块)，导流板(7)的外端均起始于上聚流盘(6)的外缘，内端终止于同一个圆周上，该圆周与上聚流盘(6)同心，其直径要比转轮斗叶(8)的外端点所在的圆周大出40mm至60mm。所有导流板的指向，都沿顺时针的方向旋转，并与转轮轮周(13)相切，滤网(12)设置在两聚流盘外围的周边。这样的设置，能够迫使水流(15)无论从任何方向而来，都会对转轮(14)半个侧面上的每个斗叶都形成最佳的冲击角，从而对转轮产生最大的驱动力矩。

Claims (6)

1.一种水力发电机，尤其是适用于平流层水域的平水流水力发电机，它包括发电机、水轮机、机座和调速齿轮，其特征在于：在水轮机中，设置有聚流盘、转轮和导流板，水轮机的转轴穿过聚流盘，转轮位于两块聚流盘之间，在聚流盘外围固定有导流板，水轮机和发电机之间通过齿轮调速传动。

2.根据权利要求1所述的平水流水力发电机，其特征是：水轮机中的每一个转轮都安装在两块与机座固定的圆形聚流盘之间，聚流盘的直径大于转轮，水轮机的转轴垂直穿过两聚流盘的圆心。

3.根据权利要求1所述的平水流水力发电机，其特征是：在两块聚流盘之间均匀地分布着12至20块硬质耐腐蚀的导流板，这些导流板的外端均起始于聚流盘的外缘，内端都终止在同一个圆周上，该圆周与聚流盘同心，其直径比转轮斗叶外端点所在的圆周大出40至60mm，所有导流板的指向，都沿顺时针的方向旋转，并与转轮的轮周相切。

4.根据权利要求1所述的平水流水力发电机，其特征是：水轮机和发电机之间通过齿轮调速传动，并且水轮机齿轮的齿数多于发电机齿轮的齿数。

5.根据权利要求1所述的平水流水力发电机，其特征是：在水轮机上可以同轴安装多个转轮，并且每个转轮都附带有聚流盘和导流板。

6.根据权利要求1所述的平水流水力发电机，其特征是：在聚流盘外围的周边设置有滤网。

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