CN204402739U - 多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置 - Google Patents

Abstract

一种实用新型多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置，其总体结构是：由金属制成的固定框架内放置一由多个叶轮等间距、横向排列、水平安装在长方体支架上所构成的叶轮组，由锥齿轮、横向传动杆、变向器、竖向传动杆、组成的动力传输装置与固定在固定框架上方的变速装置相互连接，变速装置与发电机相连接，发电机与外部负载导线连接，液压提升装置与水位/温控开关、外部电源、叶轮组相互连接，多组集流板分置于叶轮组两侧，由缆绳一端系于框架体的立柱前方，另一端固定在河岸上而将整体装置拴系于河流之中，装置前方设有一垂直防护网。此装置属绿色能源，不会对环境造成任何污染，简单适用，易于规模化生产。

Description

多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用水流进行发电的装置，具体说是一种固定在河床之上，利用湍急河水冲击多个叶轮从而获得更多能量来带动发电机工作而发出较大功率电能的装置。

背景技术

目前；在国家知识产权网上公示了三种河流发电装置，公示号分别为CN101220794A；CN102767460A；CN203394677U，但这些装置存在着以下不足：一是在拦截水流做功的过程中，大多是一套装置只在水流的横截面上做一次拦截，不能获得更大的水流动能，使发出的电能功率有了很大的局限性；二是大多装置中所设置的传动、转动机件或浸没于水中或与水流直接接触，极易造成机件的锈蚀损坏，也为平时对设备的维护带来很大的不便。

本实用新型解决其技术问题是：

为克服背景技术的不足，本人设计一种“多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置”，它能够在不需拦河筑坝的情况下，将河水对多个叶轮的冲击动能全部传输给所设置的发电机，使发电机的输出功率有较大提高；并且使设备的传动、转动机件始终露出水面之上，有效防止水流对机件的锈蚀，为日常对设备的维护提供了便利。

所采用的技术方案是：

由金属制成的立柱(1)、横梁(2)及底座(3)相互连接成一个截面为矩形的固定框架，用于支撑其它组件及将整体装置置于河床之上；

在固定框架内放置一由金属制作的长方体支架(4)，用作安装横轴叶 轮(5)的承载体，在长方体支架上安装多个横轴叶轮(简称叶轮：所用数量根据实际情况而定)构成叶轮组，用于接收水流的动能；

动力传输装置是由锥齿轮(6)、横向传动杆(7)、变向器(8)及竖向传动杆(9)相互连接而成，并与变速装置(10)相连接，变速装置固定在固定框架上方并与发电机(11)相连接，用于将叶轮所接收到的水流动能传输给发电机；

发电机固定安装在横梁上方，用于将叶轮接收到的水流动能转化成电能，并向外接负载输出电能；

由安装在横梁上的托板(13)上的液压活塞(12)、液压机(15)及液压管(14)相互连接组成液压提升装置，液压机的电动机与水位/温控开关(16)相连接，水位/温控开关固定安装在叶轮组一端并与外部电源相连，用于自动提升/降低叶轮组在河水中的高度；

在用于传输动力的锥齿轮的外部加装防水盒(17)，以防止水对齿轮的锈蚀；

在长方体支架两侧，等距离对称斜向外固定安装多块长方形硬质薄板构成集流板(18)，用于收集更多水流，加快水的流速；

缆绳(19)将整体装置与河岸相连接，用于加强装置的稳定性；

在装置的前方设一防护网(20)，用于阻拦水中漂浮物(河水中常年无漂浮物的河段不需设防护网)，确保叶轮旋转顺畅；

本实用新型的工作过程：

将组装完整的总体装置，以逆流方向固定在湍急的河流之中，并通过液压机调整活塞杆的伸缩长度，从而调整长方体支架在固定框架中的高度，使叶轮轴下方的桨叶浸没于水流之中，而位于叶轮轴上方的浆叶外露于水 面之上。当水流冲击到第一个叶轮的浆叶时，此叶轮便获得了来自于水流促使叶轮发生转动的冲击力，但由于阻力的作用，叶轮浆叶的前后方的水位产生了高度差(前方的水位高于后方的水位)，而不断流过叶轮两侧的水流在重力的作用下，由两侧的高水位向中间的低水位流动，来平衡水位差，从而对下一个叶轮的浆叶产生冲击，使这个叶轮同样获得了发生转动的冲击力；以此类推，所安装的每个叶轮所获得的冲击力，通过锥齿轮全部作用在同一根横向传动杆上，并通过变向器的再次变向传递给竖向传动杆，竖向传动杆经变速装置最终传递到发电机的转动轴上，使发电机的转子获得较大的动力而发生快速旋转，完成将流动的河水所具有的动能转化成电能的转化过程；发电机与外部负载导线连接为用户供电能。集流板能够收集到更多的水流作用在叶轮上，提高了水对叶轮的冲击速度，使叶轮在单位时间内获得更大的动能，从而进一步提高了单机的输出功率。

因为河流会随着季节的变化而出现水位升高和降低、河面冰冻和融化的现象。为保证设备的正常运转而加装了自动提升装置。当河流水位升高/下降时，水位/温控开关利用水的浮力自动接通/关闭，液压机的电动机发生不同方向的旋转/停止，调整液压活塞杆收缩和伸长的长度，将叶轮组提升/降低，确保不会因水位过高将叶轮全部淹没或水位降低使叶轮露出水面而停转。当外界温度降到冰点(0℃)以下或上升到冰点以上时温控开关自动工作，同样起到控制液压机工作的功效，使叶轮随温度变化而被全部提出水面和下放至水中，确保叶轮不被封冻于水中或被冰块损毁(常年不结冰的河段不需要温控开关)。

本实用新型的优点在于：

1、在利用河流发电的过程中，因为是采用多个叶轮按水流方向顺次安 装在同一套装置上，形成了在水流中同时拦阻多段河水的现象，在各项条件相同的情况下，使用于冲击叶轮的水体数量增多，扩大了叶轮受水流的冲击面，加之集流板的集流作用，在单位时间内整套装置就能够获得更多的水流对叶轮冲击所带来的动能，能有效提高单机的输出功率。

2、不用拦河筑坝，不改变地质环境，没有负面影响。

3、叶轮能够随水位的高低和外部气温的变化自动调整自身处在水面的高度，使设备始终处在一个最佳的工作状态。

4、是绿色清洁能源、可再生能源，无任何排放，不会造成任何污染，而且工作持续性、稳定性好。

5、节省原材料，简单适用，便于制造和规模化生产。

6、使设备的传动、转动机件露出水面，有效防止水流对机件的锈蚀，给日常对设备的维护、保养提供了便利。

附图说明：图1是本实用新型的主视图。图2是本实用新型的俯视图。图3是图1的A-A视图。

图中1.立柱，2.横梁，3.底座，4.长方体支架，5.横轴叶轮，6.锥齿轮，7.横向传动杆，8.变向器，9.竖向传动杆，10.变速装置，11.发电机，12.液压活塞，13.托板，14.液压管，15.液压机，16.水位/温控开关，17.防水盒，18.集流板，19.缆绳，20.防护网。

具体实施方式；下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

由图1可以看到，本实用装置的主要设备是由多根金属立柱(1)和横梁(2)及底座(3)彼此相互固定连接构成一个固定框架(其横截面为矩形)，在固定框架内设置一长方体支架(4)且能够在框架体内沿立柱上下自由移动，在长方体支架的上方等间距、横向排列、水平安装多个横轴叶 轮(5)，叶轮轴两端用轴承与长方体支架固定连接，使叶轮的桨叶能够在垂直面内自由旋转。

在每个叶轮轴同一侧的端部固定安装一锥齿轮(6)，经另一与之相啮合的锥齿轮变向后与横向传动杆(7)串联接，每套齿轮外设有防水盒(17)与长方体支架固定连接，并保证锥齿轮在其内部能自由旋转。

横向传动杆(7)端部与固定安装在长方体支架上的变向器(8)啮合连接，竖向传动杆(9)是一个横截面为多边形的棱柱体，下端与变向器内部齿轮相连接，上端部穿过固定安装在横梁上的变速装置(10)中的齿轮形成滑动连接，以便在叶轮组升高/降低时随之上下自由伸缩，即不产生任何阻碍又保持动力传输的顺畅。

发电机(11)、液压机(15)、固定在横梁上方。液压活塞(12)的液缸部分固定安装在横梁间的托板(13)上，活塞杆端部穿过托板与长方体支架相互垂直连接。液压活塞通过液压管(14)与液压机相互连接。液压机上的电动机通过固定在长方体支架一端的水位/温控开关(16)与外部电源相连接。

在长方体支架外侧等距离、斜向外对称安装多块集流板(18)。

缆绳(19)一端系于框架体的立柱前方，另一端固定在河岸上。

防护网(20)垂直置于发电装置的前方。

Claims (4)

1.一种实用新型多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置，其特征在于，包括：在一个由金属制成的固定框架内放置一由长方体支架和多个叶轮组成的叶轮组，由锥齿轮、横向传动杆、变向器、竖向传动杆、组成的动力传输装置与固定在固定框架上方的变速装置相互连接，变速装置与发电机相连接，发电机与外部负载导线连接，液压提升装置与水位/温控开关、外部电源、叶轮组相互连接，多组集流板分置于叶轮组两侧，由缆绳一端系于框架体的立柱前方，另一端固定在河岸上而将整体装置拴系于河流之中，装置前方设有一垂直防护网。

2.根据权利要求1所述的实用新型多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置，其特征在于：所述叶轮组由多个横轴叶轮等间距、横向排列、水平安装在长方体支架上所构成，用于在单位时间内接收更多水流的动能。

3.根据权利要求1所述的实用新型多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置，其特征在于：所述动力传输装置为在每个叶轮轴同一侧的端部的垂直面内安装有锥齿轮，经另一与之相啮合的锥齿轮变向后与横向传动杆串联接，用于传输每一个叶轮所接收到的水流动能。

4.根据权利要求1所述的实用新型多叶轮、自控升降、集流式河流发电装置，其特征在于：所述集流板是由硬质材料制作而成的多组长方体薄板以斜向外、对称方式安装在叶轮组两侧，用于将更多的水流汇集于两集流板之间，以提高水对叶轮冲击时的流速。