CN201835970U - 瀑布及坝体泄洪水能发电装置 - Google Patents

瀑布及坝体泄洪水能发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种瀑布及坝体泄洪水能发电装置，由发电机组、水轮机、传动支撑机构以及测量控制机构构成。发电机组转轴的中部设置有小齿轮和传感器，底座的右侧部和下部设置有定齿轮和动齿轮。水轮机由水轮叶片、转轴和大齿轮构成。小齿轮、定齿轮、动齿轮以及大齿轮通过同步带相啮合连接。支撑机构包括轴承和承台，轴承设置于承台的上部，承台的中部设置有平行于导轨的螺纹孔，承台设置于导轨之上，水轮机转轴的两端与支撑机构上部的轴承相连接，承台通过蜗轮蜗杆丝杠机构与电动机相连接。它可对瀑布及坝体泄洪的水能进行有效地利用，运维绿色环保成本低、发电连续稳定效率高，可在节能减排等方面做出实际的贡献，推动循环经济的可持续发展。

Description

瀑布及坝体泄洪水能发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种瀑布及坝体泄洪水能发电装置，是一种能够在不影响或破坏瀑布原有生态景观，不修筑低坝和引水管道的前提下，有效地利用瀑布水能和坝体泄洪水能发电的装置。
背景技术
瀑布是从河床纵断面的陡坡或悬崖上倾泻下来的水流，是观光旅游的胜地，可有的瀑布却建起了水电站，主要是因为瀑布上下游的水位落差大，具有相当大的可开发的能量，所以一般就在瀑布的上游筑一低坝，从坝前的水库中用管道或隧洞引水到瀑布下游，以驱动位于瀑布下游的水轮发电机组，便可发出可观的电力。
在国外，长期以来，具有110多万年历史的世界著名的塞特凯达斯大瀑布一直是巴西和阿根廷人民的骄傲，但在上世纪80年代初，人们为了发电，不顾生态平衡，在瀑布的上游建起了一座巨型水电站——伊泰普水电站。水电站高高的栏河大坝截住了大量的河水，使塞特凯达斯大瀑布的水源大为减少。科学家们预测，过不了多久，瀑布将完全消失。而现在，塞特凯达斯大瀑布已逐渐枯竭，即使在汛潮期，也不见昔日雄奇的气势。巴西曾有4万多名国内外游客，排成长队，怀着惋惜的心情，向大瀑布告别。1986年8月下旬，来自世界各地的几十名生态学、环境学的专家教授，以及大批热爱大自然的人在大瀑布脚下汇集，他们模仿当地印第安人为他们的酋长举行葬礼的仪式，一起哀悼即将消失的大瀑布。同年9月，在拉丁美洲的巴拉那河上，举行了一次特殊的葬礼，巴西总统菲格雷特穿着黑色的葬礼服，亲自主持了这个特殊的葬礼。这个葬礼是为一条瀑布——塞特凯达斯大瀑布举行的。同样，我国四川的大飞水瀑布水电站、黑龙江的镜泊湖水电站、广东的从化水电站以及湖南的衡山水电站等，也都是利用瀑布建成的电站。
利用瀑布的水资源发展当地经济是不容置疑的，但在合理利用当地瀑布水资源发展经济的同时，又能够很好的保护瀑布及周边的原有自然生态环境，实现两全其美，则是最好的选择。
经专利检索及对有关资料的查询，知目前有公开的“雨能、瀑布发电装置”(申请号为03118477.4)，虽然该装置能对雨能和瀑布进行利用，但其结构复杂、自动化程度低、发电不稳定效率低，甚至有可能不能发电，因为从装置上部小雨轮流下来的水很可能会阻碍下部大雨轮的运转，而所有雨轮又均由链条连接在一起，这样就不利于整个装置的运转，以致造成发电机不能正常发电。最重要的是，该装置在用做瀑布发电时，影响或破坏了瀑布的原有生态景观，并且会造成环境污染等系列问题。
发明内容
为克服现有相关技术中存在的不足，本实用新型提供一种瀑布及坝体泄洪水能发电装置，它能在不影响或破坏瀑布原有生态景观，不修筑低坝和引水管道的前提下，对瀑布及坝体泄洪的水能进行有效地利用，运维绿色环保成本低、发电连续稳定效率高，可在节能减排等方面做出实际的贡献，并推动循环经济的可持续发展。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：
瀑布及坝体泄洪水能发电装置，由发电机组、水轮机、传动支撑机构以及测量控制机构构成。
本实用新型的发电机组的下部固定在底座上，发电机组的转轴的中部设置有小齿轮，小齿轮两边的转轴上设置有传感器，发电机组的底座的右侧部和下部分别设置有定齿轮和动齿轮。
本实用新型的水轮机由水轮叶片、转轴和大齿轮构成。水轮叶片设置至少为三组，互成相同的角度对称设置于转轴上，各水轮叶片上同一位置的截面所在平面垂直于转轴，转轴的中部设置有大齿轮，大齿轮的半径小于水轮叶片边缘所成圆的半径。
本实用新型的发电机组转轴中部的小齿轮、底座右侧部和下部的定齿轮和动齿轮、以及水轮机转轴中部的大齿轮的齿轮截面均位于同一竖直平面内，并通过同步带相啮合连接。
本实用新型的支撑机构包括轴承和承台，轴承设置于承台的上部，承台的中部设置有平行于导轨的螺纹孔，承台设置于导轨之上，两导轨的中心轨距等于水轮机转轴的轴长，且两导轨垂直于转轴平行固定于地面上。水轮机转轴的两端与支撑机构上部的轴承相连接。
本实用新型的蜗轮蜗杆丝杠机构采用并行与串行相结合的方式连接。设置在两边的蜗轮蜗杆丝杠机构的两丝杠轴分别与相应支撑机构承台中部的螺纹孔相啮合连接并平行设置于两导轨的上部，同时两丝杠轴的两端均分别通过固定装置固定在两导轨的两端。电动机的转轴与设置在中部的蜗轮蜗杆丝杠机构相连接。电动机和蜗轮蜗杆丝杠机构均固定在地面上。
本实用新型的发电机组可以是同轴两个发电机，也可以是单个的发电机。
本实用新型的同步带也可以是链条或履带传动机构。
本实用新型的有益效果是：
由于瀑布的年径流量变化大，坝体泄洪的水能流量变化也大，因此可通过调节电动机11的启停与转速来实现实时控制水轮机所处空间位置的目的，以便使水轮机和发电机组1能够最大化、最有效地将瀑布或坝体泄洪的水能转化为电能。
由于本实用新型正常运行时隐藏于瀑布或坝体泄洪所形成瀑布的后方，因此，本实用新型能够在不影响或破坏瀑布原有生态景观，不修筑低坝和引水管道的前提下，对瀑布及坝体泄洪的水能进行有效地利用，运维绿色环保成本低、发电连续稳定效率高，可在节能减排等方面做出实际的贡献，并推动循环经济的可持续发展。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型瀑布及坝体泄洪水能发电装置的主视图。
图2是本实用新型瀑布及坝体泄洪水能发电装置的俯视图。
图中1、发电机组，2、小齿轮，3、传感器，4、同步带，5、水轮叶片，6、转轴，7、大齿轮，8、导轨，9、支撑机构，10-1、蜗轮蜗杆丝杠机构，10-2、蜗轮蜗杆丝杠机构，10-3、蜗轮蜗杆丝杠机构(10-1、10-2和10-3均为蜗轮蜗杆丝杠机构，只是它们的位置不同)，11、电动机，12、定齿轮，13、动齿轮，14、底座。
具体实施方式
图1所示：瀑布及坝体泄洪水能发电装置，由发电机组1、水轮机、传动支撑机构以及测量控制机构构成。
发电机组1的下部固定在底座14上，发电机组1的转轴的中部设置有小齿轮2，小齿轮2两边的转轴上设置有传感器3，发电机组1的底座14的右侧部和下部分别设置有定齿轮12和动齿轮13。
水轮机由水轮叶片5、转轴6和大齿轮7构成。水轮叶片5设置至少为三组，互成相同的角度对称设置于转轴6上，各水轮叶片5上同一位置的截面所在平面垂直于转轴6，转轴6的中部设置有大齿轮7，大齿轮7的半径小于水轮叶片5边缘所成圆的半径。
发电机组1转轴中部的小齿轮2、底座14右侧部和下部的定齿轮12和动齿轮13、以及水轮机转轴6中部的大齿轮7的齿轮截面均位于同一竖直平面内，并通过同步带4相啮合连接。
支撑机构9包括轴承和承台，轴承设置于承台的上部，承台的中部设置有平行于导轨8的螺纹孔，承台设置于导轨8之上，两导轨8的中心轨距等于水轮机转轴6的轴长，且两导轨8垂直于转轴6平行固定于地面上。水轮机转轴6的两端与支撑机构9上部的轴承相连接。
蜗轮蜗杆丝杠机构10-1、10-2和10-3采用并行与串行相结合的方式连接。设置在两边的蜗轮蜗杆丝杠机构10-1和10-2的两丝杠轴分别与相应支撑机构9承台中部的螺纹孔相啮合连接并平行设置于两导轨8的上部，同时两丝杠轴的两端均分别通过固定装置固定在两导轨8的两端，以防止其产生机械振动影响水轮机的运行。电动机11的转轴与设置在中部的蜗轮蜗杆丝杠机构10-3相连接。电动机11和所有蜗轮蜗杆丝杠机构10-1、10-2和10-3均固定在地面上。
发电机组1可以是同轴两个发电机，也可以是单个的发电机，当发电机组1为同轴两个发电机时，可使发电机组1的转轴以及装置整体的受力均衡。
同步带4也可以是链条或履带传动机构。
由于瀑布的年径流量变化大，坝体泄洪的水能流量变化也大，因此可通过调节电动机11的启停与转速来实现实时控制水轮机所处空间位置的目的，以使水轮机和发电机组1能够最大化、最有效地将瀑布或坝体泄洪的水能转化为电能。
由于本实用新型正常运行时隐藏于瀑布或坝体泄洪所形成瀑布的后方，因此，本实用新型能够在不影响或破坏瀑布原有生态景观，不修筑低坝的前提下，对瀑布及坝体泄洪的水能进行有效地利用，运维绿色环保成本低、发电连续稳定效率高，可在节能减排等方面做出实际的贡献，并推动循环经济的可持续发展。

Claims (7)

1.瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：由发电机组(1)、水轮机、传动支撑机构以及测量控制机构构成，发电机组(1)的下部固定在底座(14)上，发电机组(1)的转轴的中部设置有小齿轮(2)，小齿轮(2)两边的转轴上设置有传感器(3)，发电机组(1)的底座(14)的右侧部和下部分别设置有定齿轮(12)和动齿轮(13)。
2.根据权利要求1所述的瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：水轮机由水轮叶片(5)、转轴(6)和大齿轮(7)构成，水轮叶片(5)设置至少为三组，互成相同的角度对称设置于转轴(6)上，各水轮叶片(5)上同一位置的截面所在平面垂直于转轴(6)，转轴(6)的中部设置有大齿轮(7)，大齿轮(7)的半径小于水轮叶片(5)边缘所成圆的半径。
3.根据权利要求1所述的瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：发电机组(1)转轴中部的小齿轮(2)、底座(14)右侧部和下部的定齿轮(12)和动齿轮(13)、以及水轮机转轴(6)中部的大齿轮(7)的齿轮截面均位于同一竖直平面内，并通过同步带(4)相啮合连接。
4.根据权利要求1所述的瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：支撑机构(9)包括轴承和承台，轴承设置于承台的上部，承台的中部设置有平行于导轨(8)的螺纹孔，承台设置于导轨(8)之上，两导轨(8)的中心轨距等于水轮机转轴(6)的轴长，且两导轨(8)垂直于转轴(6)平行固定于地面上，水轮机转轴(6)的两端与支撑机构(9)上部的轴承相连接。
5.根据权利要求1所述的瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：蜗轮蜗杆丝杠机构(10-1、10-2和10-3)采用并行与串行相结合的方式连接，设置在两边的蜗轮蜗杆丝杠机构(10-1和10-2)的两丝杠轴分别与相应支撑机构(9)承台中部的螺纹孔相啮合连接并平行设置于两导轨(8)的上部，同时两丝杠轴的两端均分别通过固定装置固定在两导轨(8)的两端，电动机(11)的转轴与设置在中部的蜗轮蜗杆丝杠机构(10-3)相连接，电动机(11)和蜗轮蜗杆丝杠机构(10-1、10-2和10-3)均固定在地面上。
6.根据权利要求1所述的瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：发电机组(1)可以是同轴两个发电机，也可以是单个的发电机。
7.根据权利要求1所述的瀑布及坝体泄洪水能发电装置，其特征在于：同步带(4)也可以是链条或履带。 
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