CN203098131U - 可移动式水力发电系统 - Google Patents

Abstract

一种可移动式水利发电系统是用于解决低成本地利用低水头的水力资源发电的问题。该系统由Y字形浮动体和安装在上面的大功率高效率水轮发电机组成。用该系统固定装置将Y字形浮动体的浮动在河道中流量最大的水域。水轮发电机固定在Y字形浮动体的中间水道上。叶轮的水流标控制凸轮的工作位子，使叶片在逆流侧，顺水流自由摆动，在顺流侧，张开固定，推动与叶轮架杆相连的增速器的输入轴转动，带动双定子的发电机的转子线圈转动，切割双定子的径向磁力线产生电流。该发电系统充分地利用了水流的动能，使发电系统的结构得到简化，降低了水力发电的成本和对生态环境的不利影响，使水力资源得到更广泛充分的利用。

Description

可移动式水力发电系统

技术领域

可移动式水力发电系统是一种新型水利力发电装备，属于水力发电技术领域。 

背景技术

水力发电是为人类提供能源的重要方式之一。我国水资源丰富，但是目前我国水能的利用率仅为13％。随着我国经济的快速增长，水力发电需求也大大的增加。对于如何低成本地利用低水头的水力资源发电的问题，人们进行了广泛深入的研究。 

专利CN201661408U是一种新型流水发电机，无须建设水坝就能发电。 

专利CN201682386U实用新型公开了一种新型发电机，包括外转子、内转子、外定子、内定子组成，增加了最大发电量。 

发明内容

一种可移动式水力发电系统是用于解决低成本地利用低水头的水力资源发电的问题。 

该系统由Y字形浮动体和安装在上面的高效率水轮发电机组成。 

Y字形浮动体的设计 

Y字形浮动体由两个浮动箱体通过连接板构成，中间有水道。通过调整浮动箱体与连接板的相对位子置，来调整Y字形浮动体中间水道的宽度。通过调整浮动箱体中的装水量，来控制Y字形浮动体在流水中的深度。 

Y字形浮动体的前部有使浮动体固定的锚及锚链，有拦网过滤流水中的杂物。 

水轮发电机安装在浮动体的后部。在Y字形浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨，发电机的壳体连架板与导轨的接口相连，用于调整水轮发电机的工作位置。由电缆与陆地相连输送电力。 

水轮发电机的设计。 

水轮发电机有大扭矩水力叶轮，增速器，和高效率发电机组成。 

大扭矩水力叶轮有通过轴承固定座与增速器壳体相连的水流向标。水流向标可以相对固定座转动。在水流向标圆筒轴上固定有凸轮。通过设计水流向标轴上叶片的尺寸，使水流向标的摆动力矩远远大于凸轮的工作阻力矩，这样水流向标就可以控制凸轮的工作位置。固定有径向销轴的叶片转轴上有叶片，叶片转轴固定在有凸轮机构导杆的叶轮架杆上。叶片转轴可以相对叶轮架杆转动。在 凸轮的控制下，叶片在逆流侧，凸轮机构的导杆与叶片转轴上的径向销轴脱离接触，叶片顺水流自由摆动，使叶轮架杆的转动阻力矩接近为零。叶片在顺流侧，凸轮机构的导杆通过挡住叶片转轴的径向销轴，使叶片张开固定，推动与叶轮架杆相连的增速器的输入轴转动。 

增速器的输入轴与水流向标圆筒轴和凸轮之间为间隙配合。 

增速器通过连接板固定在发电机上。增速器的输出轴通过联轴器与发电机的转子轴相连，转子轴通过轴承与壳体相连。装有闭合线圈的转子顶部通过圆环导轨与固定在壳体顶部的圆环导轨相连。顶板固定在与壳体相连的连架板上。转子的外表线圈在转子转动时切割安装在壳体内表面圆筒形磁体的径向磁力线；转子的内表面线圈在转子转动时切割固定在圆柱棒上的圆筒形磁体的径向磁力线。圆柱棒固定在顶板上。转子、安装在壳体内表面圆筒形磁体内表面、固定在圆柱棒上的圆筒形磁体外表面同轴。 

在转子的顶部内壁有导电环与固定在顶板上的圆环导电刷接触，将转子线圈中产的电流引出。在顶板和与壳体相连的连架板上开有通气孔。 

在可移动式水力发电系统中，水轮发电机固定在可浮动的Y字形浮动体上。Y字形浮动体在水流中不随水流动。通过流水推动叶轮带动发电机发电。 

可移动式水力发电系统是采用了大扭矩的水力叶轮和高效率的发电机结合，充分地利用了水流的动能，提高发电系统的功率，降低了水力发电的成本，结构得到简化，对自然生态影响小。使低水头的水力资源得到更广泛充分的利用。 

附图说明

图1是可移动式水力发电系统的示意图。 

图2是水流向标的叶片示意图。 

图3是水轮机机构示意图。 

图4是水轮发电机的工作状态示意图。 

图5是水流向标的局部结构示意图。 

图6是发电机的结构示意图。 

1.Y字形浮动体，2.Y字形浮动体的固定装置，3.过滤网，4.浮动体的连接板， 5.浮动箱体，6.水轮发电机，7.机架板，8.在浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨，9.导轨的接口，10.联轴器，11.增速器，12.增速器连接板，13.凸轮，14.凸轮导杆支架，15.凸轮导杆，16.叶片转轴，17.径向销轴，18.叶轮架杆，19.叶片转轴固定座，20.发电机，21.叶片，22.水流标叶片，23.水流向标轴锁紧螺母，24.水流向标圆筒轴轴承，25.水流向标圆筒轴轴承座，26.水流向标圆筒轴轴承座端盖，27.水流向标轴上的叶片固定座，28.水流向标圆筒轴，29.增速器的输入轴，30.水轮机机构，31.叶轮架杆固定座，32.叶轮架杆锁紧螺母，33.顶板，34.圆柱棒，35.圆环导电刷，36.内壁导电环，37.水轮发电机的壳体连架板，38.转子顶部圆环导轨，39.壳体顶部的圆环导轨，40.壳体，41.壳体内表面圆筒形磁体，42.转子的外表线圈，43.转子，44.转子的内表面线圈，45.圆筒形磁体，46.转子轴轴承，47.发电机底部连接板。 

具体实施方式

如图1，图4中，可移动式水力发电系统的Y字形浮动体1由两个浮动箱体5通过浮动体的连接板4联结构成，中间有水道。通过调整浮动箱体5与浮动体的连接板4的相对位置，来调整Y字形浮动体1中间水道的宽度。通过调整浮动箱体5中的装水量，来控制Y字形浮动体1在流水中的深度。Y字形浮动体1的前部有Y字形浮动体的固定装置2和过滤网3。过滤网3拦截水中的杂物。 

通过水轮发电机的壳体连架板37与机架板7相连，机架板7连接导轨的接口9，导轨的接口9与在浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨8相接，将水轮发电机6安装在Y字形浮动体1后部的中间水道中。调整导轨的接口9与在浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨8的相对位置，来确定水轮发电机6的工作位置。在Y字形浮动体1上装有若干水轮发电机6构成可移动式水力发电系统。将可移动式水力发电系统的Y字形浮动体的固定装置2固定在河道中流量最大的水域。Y字形浮动体1在水流中不随水流动。通过流水推动叶轮带动发电机发电。由电缆与陆地相连输送电力。 

沿河道中流量最大的水域可以固定若干可移动式水力发电系统。 

如图4中，水轮发电机6有大扭矩水轮机机构30，增速器11和高效率发电机20组成。 

如图5中，水流向标圆筒轴28通过水流向标圆筒轴轴承24与固定在增速器11壳体上的水流向标圆筒轴轴承座25相连。用水流向标圆筒轴轴承座端盖26和水流向标轴锁紧螺母23，将水流向标圆筒轴28轴向固定。水流标叶片22通过水流向标轴上的叶片固定座27固定在固结有凸轮13的水流向标圆筒轴28上。凸轮13可随水流标叶片22相对水流向标圆筒轴轴承座25转动。固定有径向销 轴17的叶片转轴16通过叶片转轴固定座19连接叶片21。叶片转轴16安装在装有凸轮导杆15和凸轮导杆支架14的叶轮架杆18上。叶片转轴16可以相对叶轮架杆18转动；凸轮导杆15可以相对凸轮导杆支架14移动。固定叶轮架杆18的叶轮架杆固定座31与增速器的输入轴29周向固定连接，通过叶轮架杆锁紧螺母32和增速器的输入轴29的轴肩将叶轮架杆固定座31轴向固定。 

如图2中，通过设计水流标叶片22的尺寸，使凸轮13摆动力矩远远大于的工作阻力矩，这样就可以控制凸轮13的工作位置。 

如图3中，在凸轮13的控制下，叶片21在逆流侧，凸轮导杆15与叶片转轴16上的径向销轴17脱离接触，叶片21顺水流自由摆动，使叶轮架杆18的转动阻力矩接近为零。叶片21在顺流侧，凸轮导杆15通过挡住叶片转轴16的径向销轴17，使叶片21张开固定，推动与叶轮架杆18相连的增速器的输入轴29的输入轴转动。增速器的输入轴29与水流向标圆筒轴28和凸轮13之间为间隙配合。 

如图6中，增速器11通过增速器连接板12与发电机底部连接板47相连，发电机底部连接板47固定在发电机20上。增速器11的输出轴通过联轴器10与发电机20的转子轴相连，转子轴通过转子轴轴承46与壳体40相连。装有闭合线圈的转子43顶部通过转子顶部圆环导轨38与壳体顶部的圆环导轨39相连。转子的外表线圈42和转子的内表面线圈44在转子43转动时切割安装在壳体内表面圆筒形磁体41和固定在圆柱棒34上的圆筒形磁体45之间的径向磁力线。圆柱棒34固定在顶板33上。转子43、安装在壳体内表面圆筒形磁体41的内表面、固定在圆柱棒34上的圆筒形磁体45的外表面同轴。在转子43的顶部有内壁导电环36与固定在顶板33上的圆环导电刷35接触，将转子线圈中产的电流引出。在顶板33和水轮发电机的壳体连架板37开有通气孔。 

Claims (3)

1.一种可移动式水力发电系统，其特征是：在Y字形浮动体(1)上安装有若干水轮发电机(6)；通过水轮发电机的壳体连架板(37)与机架板(7)相连，机架板(7)连接导轨的接口(9)，导轨的接口(9)与在浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨(8)相接，将水轮发电机(6)安装在Y字形浮动体(1)后部的中间水道中；调整导轨的接口(9)与在浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨(8)的相对位置，来确定水轮发电机(6)的工作位置；将可移动式水力发电系统的Y字形浮动体的固定装置(2)固定在河道中流量最大的水域，使Y字形浮动体(1)在水流中不随水流动，通过流水推动叶轮带动发电机发电；沿河道中流量最大的水域可以固定若干可移动式水力发电系统。 

2.根据权利要求1中所述的一种可移动式水力发电系统，其特征是：所述的Y字形浮动体(1)由浮动箱体(5)，通过浮动体的连接板(4)连接固定而成，Y字形浮动体(1)前部有Y字形浮动体的固定装置(2)和过滤网(3)；导轨的接口(9)与在浮动体的中间水道竖直侧壁固定装有驱动装置的导轨(8)相连；通过调整浮动箱体(5)与浮动体的连接板(4)的相对位置，来调整Y字形浮动体(1)中间水道的宽度；通过调整浮动箱体(5)中的装水量，来控制Y字形浮动体(1)在流水中的深度。 

3.根据权利要求1中所述的一种可移动式水力发电系统，其特征是：所述的水轮发电机(6)上安装有水流标叶片(22)，叶片转轴(16)，叶片转轴固定座(19)，叶片(21)；增速器(11)；装有闭合线圈的转子(43)顶部通过转子顶部圆环导轨(38)与壳体(40)的壳体顶部的圆环导轨(39)相连；在转子(43)的顶部有内壁导电环(36)与固定在顶板(33)上的圆环导电刷(35)接触，将转子线圈中产的电流引出。 

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