CN201318244Y - 河流发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及河流发电系统。该系统包括：相对于水流固定设置的轮盘；漂浮在水流上的漂浮体；设置在漂浮体上的挡板，在发电时挡板插入水流中，挡板在水流的推动下带动漂浮体行驶；柔性链，一端固定连接在漂浮体上，另一端卷绕连接在轮盘上，当漂浮体在水流推动下行驶时，拖拽卷绕在轮盘上的柔性链松开，带动轮盘转动；与轮盘的转动轴相连的发电机，当轮盘转动时带动发电机发电。本实用新型可以充分利用水流的动能资源，提高发电量，并且实现方法简便，易于在各种江河水域中推广应用。

Description

河流发电系统

技术领域

本实用新型涉及水力发电技术，尤其涉及一种河流发电系统。

背景技术

随着石油、煤炭等传统石化能源的枯竭，世界“能源危机”的状况愈来愈恶化。可再生能源的开发利用受到了格外的关注。水利资源作为天然的可再生能源的重要组成部分，已成为未来可再生能源发展的主力之一。目前，水力发电系统以其清洁、储量大、取之不尽、用之不竭等优点，被人们广泛运用于河川、湖泊等水利资源丰富的地区。

现有技术中常用河流发电的设备为叶轮机，其结构主要由叶轮、传动轴、轴承座、动力输出轮和发电机组成。工作时，利用水流推动叶轮转动，与叶轮连接的传动轴带动发电机工作，从而将水流的动能转变为电能。

但是，该河流发电的方法存在的缺陷是：叶轮在转动过程中，各个叶片入水后的角度在不断改变，使其对水流动能的利用不充分；并且，叶轮机的体积和规模有限，难以充分利用河流中的水流动能。另外，现有的河流发电设备多需要筑坝来实现，成本巨大，实现非常困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种河流发电系统，以提高对水流动能的利用率，增加发电量。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种河流发电系统，包括：

轮盘，相对于水流固定设置；

漂浮体，漂浮在所述水流上；

挡板，设置在所述漂浮体上，在发电时所述挡板插入所述水流中，所述挡板在水流的推动下带动所述漂浮体顺流行驶；

柔性链，所述柔性链的一端固定连接在所述漂浮体上，所述柔性链的另一端卷绕在所述轮盘上，当所述漂浮体在水流推动下顺流行驶时，拖拽卷绕的所述柔性链带动所述轮盘转动；

发电机，通过变速器与所述轮盘的转动轴相连，当所述轮盘转动时，带动所述发电机发电。

由以上技术方案可知，本实用新型采用水流推动挡板，带动漂浮体水平运动，再将漂浮体的水平运动通过柔性链转换为轮盘转动以发电的技术手段，克服了现有技术中叶轮机的叶片入水角度不断变化，不能充分利用水流动能的技术问题。本实用新型的漂浮体的宽度可以设置得很宽，较佳的是接近于水流河道的宽度。本实用新型可以充分利用水流的动能资源，提高发电量，并且实现方法简便，易于在各种江河水域中推广应用。

附图说明

图1为本实用新型河流发电系统具体实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型河流发电系统具体实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型河流发电系统具体实施例二中挡板从水流中移出的结构示意图；

图4为本实用新型河流发电系统具体实施例三的结构示意图；

图5为本实用新型河流发电系统具体实施例四的结构示意图；

图6为本实用新型河流发电系统具体实施例五的结构示意图；

图7为本实用新型河流发电系统具体实施例六的一种实施方式的结构示意图；

图8为本实用新型河流发电系统具体实施例六的另一种实施方式的结构示意图；

图9为本实用新型河流发电系统具体实施例七的结构示意图；

图10为本实用新型河流发电系统具体实施例八的结构示意图。

图中：

1-漂浮体                2-挡板                  3-轮盘

4-柔性链                5-发电机                6-第一动力装置

7-枢接轴                8-变速器                9-第三动力装置

10-离合装置             11-第一漂浮体           12-第二漂浮体

31-第一轮盘             32-第二轮盘             41-第一柔性链

42-第二柔性链           81-第一变速器           82-第二变速器

101-第一滑轮            102-第二滑轮            103-第三滑轮

104-第一离合装置        105-第二离合装置        106-第四动力装置

107-第五动力装置        108-第四滑轮

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

河流发电系统实施例一

如图1所示为本实用新型河流发电系统具体实施例一的结构示意图，该系统可以设置在任意具有水流动能的江河水域中，利用河流中的定向水流进行发电。该系统具体可以包括轮盘3、漂浮体1、挡板2、柔性链4和发电机5。其中，轮盘3相对于水流固定设置，可以固定在河底，也可以固定在堤坝或岸边；发电机5通过变速器8与轮盘3的转动轴相连，当轮盘3转动时即可带动发电机5转动发电。较佳的是使轮盘3能够悬设在河面上，具体可以通过梁架、滑轮或齿轮等形式形成转动的传递。漂浮体1漂浮在水流上，具体可以采用常用的船体作为漂浮体1，这样的船可以称为发电船。挡板2设置在漂浮体1上，在发电时，将挡板2插入水流中，并且使挡板2的方向与水流流动的方向具有一夹角，较佳的是使挡板2的方向与水流流动方向大致呈90度，以便最大程度的获取水流的动能，挡板2在水流的推动下可以带动漂浮体1顺流行驶。柔性链4的一端固定连接在该漂浮体1上，柔性链4的另一端卷绕连接在轮盘3上，当漂浮体1在水流推动下顺流行驶时，拖拽卷绕的该柔性链4带动轮盘3一起转动。

本实施例的河流发电系统的发电过程具体为：首先将挡板插入水流中，在水流的推动下，挡板带动漂浮体一起顺流行驶；漂浮体拖拽柔性链从轮盘上松开，则轮盘沿着柔性链松开的方向转动，从而可带动连接着的发电机转动发电。

本实施例的河流发电系统以顺流而行的发电船带动轮盘和发电机转动发电，因挡板始终浸没在水流中且角度基本不变，能够充分利用水流的动能进行发电，显著提高了发电量。漂浮体始终漂浮在水流之上，能够减小阻力，并且不易腐蚀损坏。并且，该系统的设备构成简单，易于在宽阔的水域内形成大规模的水力发电站。特别是适于设置在黄河水域中，黄河水流不适宜行船，所以可以利用空旷的水域构建由本实施例的河流发电系统组成的水力发电站，可以并排设置多组轮盘和发电船，或者也可以设置宽度与河床宽度相当的挡板或漂浮体，或者还可以将轮盘和发电船串连设置，发电船的行驶范围在水流的流动方向上不重叠，从而最大限度的利用水流资源。

河流发电系统实施例二

如图2所示为本实用新型河流发电系统具体实施例二的结构示意图，本实施例以上述实施例一为基础，进一步设置有第一动力装置6，第一动力装置6可以为电动机等，与轮盘3相连，用于在停止发电时，驱动轮盘3转动，轮盘3的转动会将柔性链4卷绕起来，从而带动漂浮体1向轮盘3的方向逆流行驶，并将柔性链4重新卷绕在轮盘3上。

本实施例的技术方案使漂浮体不仅能顺流行驶去发电，而且可以在动力装置的驱动下逆流行驶返回到出发点，以便重新开始下次发电。

在停止发电、漂浮体1逆流返航的过程中，较佳的是将挡板2从水流中移出以减小阻力。具体的，邻近该挡板2一端的位置可以与漂浮体1枢接，且枢接轴7水平设置，枢接轴7上可以连接第三动力装置9。在漂浮体1逆流行驶停止发电时，以第三动力装置9驱动枢接轴7转动，从而带动挡板2转动，直至挡板2翘起从水流中移开，如图3所示，使得挡板2转动至位于水面之上。

上述技术方案中，与漂浮体枢接的挡板可以便利的变换位置，在顺流行驶发电时将挡板插入水中，在逆流行驶停止发电时将挡板从水中移开以减小阻力。进一步的，在顺流发电时，还可以通过调整挡板入水的角度来调整挡板所承受的推力大小，从而控制漂浮体的行驶速度来适应不同的实际需求。

河流发电系统实施例三

如图4所示为本实用新型河流发电系统具体实施例三的结构示意图，本实施例与上述实施例二相似，挡板2的一端与漂浮体1枢接，其区别在于：枢接轴7竖直设置，在漂浮体1逆流行驶停止发电时，以所连接的第三动力装置9可以驱动枢接轴7转动，以带动挡板2转动至水流的顺流方向，即转动至挡板2与水流流动方向大致平行，如图4所示。

本实施例的技术方案也可以通过转动挡板来减小漂浮体返航时的阻力，且用于转动挡板所需的力更小。

河流发电系统实施例四

如图5所示为本实用新型河流发电系统具体实施例四的结构示意图，本实施例以上述实施例一为基础，其中，挡板2是固定设置在漂浮体1上的，且当漂浮体1是船体时，挡板2的方向与船体的方向垂直，当漂浮体1顺流行驶时，挡板2与水流流动方向垂直，可以获取最大的水流推力。而当漂浮体1停止发电需要逆流行驶返回时，设置在漂浮体1上的第三动力装置9，可以用于驱动漂浮体1本身转动，从而带动挡板2一起转动，直至挡板2转动为水流的顺流方向，即与水流流动方向大致平行。

本实施例的技术方案可以通过转动发电船本身来转动挡板，从而达到减小发电船返航时阻力的目的。

河流发电系统实施例五

如图6所示为本实用新型河流发电系统实施例五的结构示意图。在具体应用中，挡板、漂浮体和轮盘的配合关系可以有很多种变化，例如，挡板的数量并不限定为一个，也可以在一个漂浮体上设置多个挡板，挡板可以沿着水流流动方向并列设置或并排设置，或呈一定角度设置，可以根据具体情况而定。轮盘与漂浮体的配合也可以变化。

在本实施例中，如图6所示，轮盘3的数量可以为一个，其上可以并排地独立卷绕两个柔性链，即第一柔性链41和第二柔性链42，且其中任一一个柔性链呈卷绕状态，另一个柔性链呈松开状态；第一柔性链41和第二柔性链42的一端分别连接有一个漂浮体，即第一漂浮体11和第二漂浮体12。例如，当第一柔性链41呈卷绕状态时，其所连接的第一漂浮体11在水流的推动下顺流行驶，卷绕的第一柔性链41松开并带动轮盘3转动，从而带动发电机5转动发电；第二漂浮体12连接的第二柔性链42呈松开状态，在转动的轮盘3带动下松开的第二柔性链42卷绕在轮盘3上，且带动第二漂浮体12逆流行驶。第一漂浮体11和第二漂浮体12交替顺流行驶和逆流行驶。

在本实施例的河流发电系统工作过程中，两个漂浮体交替顺流行驶和逆流行驶，顺流行驶的漂浮体进行发电，并带动另一漂浮体逆流行驶，具体的工作过程以第一漂浮体顺流行驶为例进行说明：

在发电时，第一漂浮体将其挡板插入水流中，并且使其挡板的方向与水流流动的方向形成第一阻力夹角，较佳的是使其挡板的方向与水流流动方向大致呈90度，以便最大程度的获取水流的动能，挡板在水流的推动下可以带动所在的第一漂浮体顺流行驶；顺流行驶的第一漂浮体牵拉第一柔性链松开，带动轮盘转动，转动的轮盘一方面可以带动发电机转动发电，另一方面同时带动第二柔性链卷绕起来，并牵拉第二柔性链所连接的第二漂浮体朝向轮盘逆流行驶，逆流行驶的第二漂浮体，其上的挡板转动至从水流中移开，或者被转动至与水流的流动方向形成第二阻力夹角，且第二阻力夹角小于第一阻力夹角，较佳的是平行于水流流动的方向，则水流对第一漂浮体上挡板的推力要显著大于对第二漂浮体上挡板的推力。当第二漂浮体返回到轮盘处时，再由第二漂浮体顺流行驶牵拉第一漂浮体返回，如此反复交替，使轮盘交替着正向和反向转动来驱动发电机发电。

在本实施例中，一个轮盘上连接两个漂浮体，一个顺流行驶的同时，另一个逆流返回，两个漂浮体互为动力装置，交替着拖动轮盘转动。具体可以在发电机和轮盘之间设置换向装置，将轮盘的转动方向进行调整，沿同一方向驱动发电机连续运转。

本实施例的技术方案，能够减少动力装置的设置，从而简化设备的成本。具体建立发电站时，可以设置多组的河流发电系统，例如在河面上横向地并排设置多个漂浮体同时运行，形成一定规模的水力发电站。

河流发电系统实施例六

如图7所示为本实用新型河流发电系统具体实施例六的一种实施方式的结构示意图，本实施例与实施例五的方案类似，轮盘3的数量为一个，通过离合装置10和变速器8连接在发电机5上，轮盘3上可以通过滑轮独立卷绕两个柔性链，即第一柔性链41和第二柔性链42，且其中一个柔性链呈卷绕状态，另一个柔性链呈松开状态；每个柔性链的一端分别连接有一个漂浮体，即第一漂浮体11和第二漂浮体12；其中一个漂浮体在水流的推动下顺流行驶，所连的柔性链松开，并带动轮盘3转动，从而带动发电机5转动发电，另一个漂浮体在转动的轮盘3带动下逆流行驶，两个漂浮体交替顺流和逆流行驶。本实施例与实施例五的区别在于：两个漂浮体的柔性链通过滑轮系与轮盘3相连，两个漂浮体的行驶范围在水流流动方向上不重叠。如图7所示，第一漂浮体11的第一柔性链41通过第一滑轮101连接到设置在岸边的轮盘3，第二漂浮体12的第二柔性链42通过第二滑轮102、第三滑轮103和第四滑轮108连接到设置在岸边的轮盘3上。第一漂浮体11和第二漂浮体12的行驶线路是串行的，且相互不交叠。

或者，如图8所示为本实用新型河流发电系统具体实施例六的另一种实施方式的结构示意图。其中，第一漂浮体和第二漂浮体在水流方向上也错开距离，避免相互影响，第一柔性链和第二柔性链通过适当设置滑轮来与轮盘连接。

本实施例的技术方案可以使两个漂浮体交替着带动发电机连续发电，并且行驶范围不交叠可以避免漂浮体柔性链之间的纠缠和干扰。

河流发电系统实施例七

如图9所示为本实用新型河流发电系统具体实施例七的结构示意图，在本实施例中，轮盘的数量为两个，即第一轮盘31和第二轮盘32，其上分别卷绕一个柔性链，即第一柔性链41和第二柔性链42，且其中一个柔性链呈卷绕状态，另一个柔性链呈松开状态；发电机5的数量为一个，与第一轮盘31和第二轮盘32的转动轴分别相连的第一变速器81、第二变速器82分别通过第一离合装置104和第二离合装置105连接在发电机5上，第一离合装置104和第二离合装置105具体可以为离合器或棘轮。且第一轮盘31转动轴的另一端连接第四动力装置106，第二轮盘32的转动轴的另一端连接第五动力装置107；每个柔性链的一端分别连接有一个漂浮体，即第一漂浮体11和第二漂浮体12，两个漂浮体的柔性链分别通过滑轮系与各自轮盘相连；其中一个漂浮体在水流的推动下顺流行驶，并带动所连接的轮盘转动，从而带动发电机5转动发电，另一个漂浮体所连接的轮盘在其动力装置的驱动下转动，从而带动所连接的漂浮体逆流行驶。较佳的是两个漂浮体的行驶范围在水流流动方向上不重叠。

在本实施例中，进一步采用两组轮盘、柔性链和漂浮体的组合，两个轮盘带动一个发电机发电，以离合器控制轮盘与发电机的接合和断开，轮盘、离合装置、发电机和动力装置可以固定设置在岸边某处，而后可以通过滑轮系及柔性链连接漂浮体。两个漂浮体交替着顺流发电和逆流返回，并且，以动力装置驱动漂浮体逆流返回，较佳的是使漂浮体逆流返回的速度大于另一漂浮体顺流行驶的速度，这样可以保证返回漂浮体留有收起挡板等的时间间隔，确保发电机能够连续发电。

河流发电系统实施例八

如图10所示为本实用新型河流发电系统具体实施例八的结构示意图，本实施例以上述实施例一为基础，进一步可以设置两个或两个以上漂浮体1，沿水流方向串连设置，各漂浮体1均连接在柔性链4上，或者可以分割的各段柔性链4首尾相连。

本实施例的技术方案使多个漂浮体能够同时顺流行驶发电，并能够在一个动力装置的驱动下逆流行驶返回到出发点。多个漂浮体同时顺流行驶可增强发电能力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1、一种河流发电系统，其特征在于，包括：

轮盘，相对于水流固定设置；

漂浮体，漂浮在所述水流上；

挡板，设置在所述漂浮体上，在发电时所述挡板插入所述水流中，所述挡板在水流的推动下带动所述漂浮体顺流行驶；

柔性链，所述柔性链的一端固定连接在所述漂浮体上，所述柔性链的另一端卷绕在所述轮盘上，当所述漂浮体在水流推动下顺流行驶时，拖拽卷绕的所述柔性链带动所述轮盘转动；

发电机，通过变速器与所述轮盘的转动轴相连，当所述轮盘转动时，带动所述发电机发电。

2、根据权利要求1所述的河流发电系统，其特征在于，还包括：

第一动力装置，与所述轮盘相连，用于在停止发电时，驱动所述轮盘转动将松开的所述柔性链卷绕在所述轮盘上以带动所述漂浮体逆流行驶。

3、根据权利要求1或2所述的河流发电系统，其特征在于：

所述挡板的一端与所述漂浮体枢接，枢接轴水平设置且连接有第三动力装置，在所述漂浮体逆流行驶时，所述第三动力装置驱动所述枢接轴转动，以带动所述挡板转动至从所述水流中移开。

4、根据权利要求1或2所述的河流发电系统，其特征在于：

所述挡板的一端与所述漂浮体枢接，枢接轴竖直设置且连接有第三动力装置，在所述漂浮体逆流行驶时，所述第三动力装置驱动所述枢接轴转动，以带动所述挡板转动至所述水流的顺流方向。

5、根据权利要求1或2所述的河流发电系统，其特征在于，还包括：

第三动力装置，设置在所述漂浮体上，用于在所述漂浮体逆流行驶时，驱动所述漂浮体转动，以带动所述挡板转动至所述水流的顺流方向。

6、根据权利要求1或2所述的河流发电系统，其特征在于：所述漂浮体上设置有多个所述挡板，所述挡板并排设置或并列设置。

7、根据权利要求1所述的河流发电系统，其特征在于：所述轮盘的数量为两个，其上分别卷绕一个所述柔性链，且其中一个所述柔性链呈卷绕状态，另一个所述柔性链呈松开状态；所述发电机的数量为一个，与所述两个轮盘的转动轴分别相连的两个变速器分别通过一离合装置连接在所述发电机的两端，且两个轮盘的转动轴的另一端分别连接一动力装置；每个所述柔性链的一端分别连接有一个所述漂浮体，两个所述漂浮体的柔性链分别通过滑轮系与两个所述轮盘相连；其中一个所述漂浮体在水流的推动下顺流行驶，并带动该轮盘转动，从而带动所述发电机转动发电，另一个所述漂浮体所连接的轮盘在所连接的动力装置的驱动下转动，从而带动所连接的漂浮体逆流行驶；两个所述漂浮体的行驶范围在水流的流动方向上不重叠。

8、根据权利要求7所述的河流发电系统，其特征在于：所述离合装置为离合器或棘轮。

9、根据权利要求1所述的河流发电系统，其特征在于：所述柔性链的数量为两个，两个柔性链的一端均卷绕连接在所述轮盘上；所述漂浮体的数量为两个，分别连接在两个所述柔性链的另一端上；其中一个漂浮体的挡板插入所述水流中在水流推动下带动该漂浮体顺流行驶，并牵拉所连接的柔性链松开且带动所述轮盘转动；转动的所述轮盘卷绕另一个漂浮体所连接的柔性链，并牵拉该漂浮体逆流行驶，两个所述漂浮体交替顺流行驶和逆流行驶。

10、根据权利要求9所述的河流发电系统，其特征在于：所述轮盘与所述发电机之间连接有换向装置。

11、根据权利要求1或2所述的河流发电系统，其特征在于：所述漂浮体的数量为两个或两个以上，沿水流方向串连设置，各漂浮体均连接在所述柔性链上。

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