CN204532664U - 水力发电的升降结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水力发电的升降结构，主要结构包括一供横跨于水道上并承载至少一发电机的定位件、至少一枢设于该定位件一侧的活动组件、至少一设于该活动组件一端且漂浮于水面上的漂浮组件、及至少一设于该漂浮组件下侧并藉水流驱动该发电机发电的驱动装置。藉由上述结构，利用定位件将本实用新型横跨于水道上，使漂浮组件漂浮在水面上，而驱动装置浸在水面下，通过漂浮组件所受的浮力，让驱动装置与活动组件同步动作。藉此，轻松的将发电机固定在水面上，让驱动装置得以较佳的效率驱动发电机发电。

Description

水力发电的升降结构

技术领域

本实用新型涉及一种水力发电装置，特别是指一种水力发电的升降结构。

背景技术

自公元1882年建立世界上第一座水力发电厂以来，人类运用水力作为发电的动力来源，已有百年历史。水力发电厂的水力发电机包含用以撷取水力的水轮机，以及利用该水力发电的发电机。主要是将水轮机建造于水库或水坝中，以汇集水库或河川的巨大水量，令水的位能通过水轮机转换成机械能，并传动至所连接的发电机，驱使发电机进行发电，或将水力发电装置设在水道上，并于水道架设有多个水车，当水流动时即会带动水车转动而发电，故水力发电是所有人类发展的再生能源中最为成熟，且成本最为低廉的发电型态，尤其台湾为海岛型国家，水量丰沛，非常适合发展水力发电，更应充分运用台湾的地利。

然上述水力发电设备于使用时，为确实存在下列问题与缺失尚待改进，使得水力发电设备无法得到较佳发电效益：

能利用水位高低差的能量来发电的水坝，其地形条件限制极高，且建造水坝所需的成本，往往大于其所能产生的供电效益，也因为地形问题，提升其建造的困难度。

利用水车发电最常面临的问题是，水流过大导致设备毁损、水流过小导致动力不足以推动水车发电、或因水位变化导致水车无法以最佳能量转换比转换水流动力而发电。

因此，要如何解决上述习用的问题与缺失，即为本实用新型的申请人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善之方向所在。

本实用新型申请人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，终于设计出此种结构简单、成本较低，且可随水位高低调整出发电装置的最佳发电效益位置的水力发电的升降结构。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、成本较低，且可随水位高低调整出发电装置最佳发电效益位置的水力发电的升降结构。

本实用新型的次要目的在于提供一种成本低、适应力强的水力发电的升降装置，其可以充分利用大自然的水流动力，而产生最大的发电效益。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种水力发电的升降结构，包含：一定位件，其横跨于水道上并承载至少一发电机；至少一枢设于该定位件一侧的活动组件；至少一设于该活动组件一端且漂浮于水面上的漂浮组件；及至少一设于该漂浮组件下侧并藉水流驱动该发电机发电的驱动装置。

该水力发电的升降结构还包含一设于该驱动装置上的连结座体，该连结座体连接所述该活动组件及所述漂浮组件。

所述活动组件包含一上活动杆及下活动杆，上活动杆枢设于所述定位件一侧，下活动杆的两端分别枢设于该上活动杆及所述连结座体。

所述漂浮组件包含至少一漂浮件及一设于所述连结座体上以固定该漂浮件的固定件。

所述漂浮件为浮球、浮块或浮板的其中之一。

所述驱动装置包含一枢设于所述连结座体并带动发电机发电的旋转轴杆、多个固设于该旋转轴杆上的旋转叶片、及一设于旋转叶片外侧用以集中导流的导流装置。

所述驱动装置还包含多个固设于所述旋转轴杆上的助推叶片。

所述定位件上活动设置至少一适应不同水道宽度的伸缩件。

所述发电机一侧具有一控制模块，该控制模块用以提高该发电机与该驱动装置的转速比。

采用上述结构后，本实用新型水力发电的升降装置是利用漂浮组件使驱动装置处于同一水深之下，而具有较佳的发电效率，同时以简单的结构将发电机固定在水道上，而可适应各种宽度或深度的水道而进行发电。当使用者利用本实用新型进行水力发电时，只要透通过定位件将发电机横跨设置于水道上，即先排除发电机泡水的问题，再利用该漂浮组件使设于其下侧的驱动装置，可常态性的处于相同深度的水面下，配合活动组件的上下移动、左右限位，稳定驱动装置承受的扭力，提高驱动装置将机械能转换成电能的效率。另外，本实用新型利用成本低、适应力强的特性，在同一水道上间隔设置多个发电装置，以充分利用大自然的水流动力，而产生最大的发电效益。

藉由上述技术，可针对习用水力发电设备所存在的建造难度及成本较高、设备容易被水流破坏、发电效益较低及发电效益不稳定等问题点加以突破，达到上述优点的实用进步性。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的立体透视图；

图2为本实用新型较佳实施例的分解图；

图3为本实用新型较佳实施例的侧视图；

图4为本实用新型较佳实施例的使用状态图(一)；

图5为本实用新型较佳实施例的动作示意图；

图6为本实用新型较佳实施例的使用状态图(二)；

图7为本实用新型另一实施例的结构示意图；

图8为本实用新型再一实施例的立体透视图；

图9为本实用新型又一实施例的结构示意图(一)；

图10为本实用新型又一实施例的结构示意图(二)；

图11为本实用新型又一实施例的结构示意图(三)。

其中：

定位件1                     活动组件2

上活动杆21                  下活动杆22

漂浮组件3                   漂浮件31

固定件32                    驱动装置4

旋转轴杆41                  旋转叶片42

导流装置43                  连结座体5

发电机7                     控制模块71

定位件1a                    伸缩件11a

旋转轴杆41b                 旋转叶片42b

助推叶片6b                 发电机7b

定位件1c                   漂浮组件3c

漂浮件31c                  驱动装置4c

发电机7c 。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

请参阅图1、图2及图3所示，为本实用新型较佳实施例的立体透视图、分解图及侧视图，由图中可清楚看出本实用新型水力发电的升降结构包括：

一定位件1，该定位件1横跨于水道上并承载至少一发电机7；

至少一枢设于该定位件1一侧的活动组件2，该活动组件2包含一枢设于该定位件1一侧的上活动杆21、及一两端分别枢设于该上活动杆21及下述连结座体5的下活动杆22；

至少一设于活动组件2一端且漂浮于水面上的漂浮组件3，该漂浮组件3包含至少一漂浮件31及一设于下述连结座体5上供固定该漂浮件31的固定件32，其中该漂浮件31为浮球、浮块或浮板的其中之一；

至少一设于该漂浮组件3下侧并藉水流驱动发电机7发电的驱动装置4，该驱动装置4包含一枢设于下述连结座体5供带动发电机7发电的旋转轴杆41、多个固设于该旋转轴杆41上的旋转叶片42、及一设于旋转叶片42外侧供集中导流的导流装置43；

一设于该驱动装置4上的连结座体5，该连结座体5是供连接该活动组件2及漂浮组件3；及

上述该发电机7一侧具有一控制模块71，供提高该发电机7与该驱动装置4的转速比。

请同时配合参阅图1至图6所示，由图中可清楚看出，本实用新型可架设于溪流或人工渠等水道上，本实施例是以人工渠道为代表，只要将定位件1的两端横跨架设在水道两侧，配合水道深度调整活动组件2的活动范围，即完成本实用新型的架设。

参阅图4，发电机7乃由定位件1所承载，而定位件1是固定于水道上，故，发电机7可安稳的固定在水面以上，不会因为水位变化而有泡水的疑虑，因此只要在发电机7外作简单的防水动作便能确保发电机7的正常运作。而发电机7的运作动力则来自驱动装置4，该驱动装置4在水中首先利用导流装置43将水流集中流向旋转叶片42一侧（约叶片外侧四分之一的位置）以提高扭力，接着使该驱动装置4的旋转叶片42藉水流推动旋转而带动连接发电机7的旋转轴杆41，并配合控制模块71提高发电机7与驱动装置4的转速比，藉此将水流动力转换成大量的机械动能、再转成电能。此外，为提升驱动装置4的发电效率，需配合活动组件2及漂浮组件3联合作动，活动组件2及漂浮组件3共同设于连结座体5上，而连结座体5则设于旋转轴杆41上，因此，如图5所示，当水位上升时，漂浮组件3因浮力作用而产生一向上的作用力，此作用力使活动组件2的上活动杆21与下活动杆22收缩靠拢，同时拉高驱动装置4，维持驱动装置4在水面下，而让驱动装置4承受最大的流速，且因活动组件2除了配合漂浮组件3上下移动外，也具有对漂浮组件3左右限位、避免其旋转的功用，藉此让驱动装置4得以发挥最大的能量转换效益。反之，水位降低时其作动原理不变，故不再赘述。

再者，如图6所示，因本实用新型的结构简单、制造成本较低，利用定位件1即可于同一水道上大量设置，只要计算出水流推动该驱动装置4后，需要多少距离才能恢复原有流速，便可依此数据间隔设置本实用新型，以在同一水道上产生更大的电能。甚至可于溪流旁开设一人工渠的分流，并依上述方法于该分流上大量设置本实用新型，且若在分流入口处做好杂质(如树枝、石头等)过滤，即可兼顾发电效益及延长使用寿命。

另请同时配合参阅图7所示，为本实用新型另一实施例的结构示意图，由图中可清楚看出，本实施例与上述实施例为大同小异，仅于该定位件1a上活动设置至少一供适应不同水道宽度的伸缩件11a，因此，本实用新型除可直接设于渠道宽度相同的水道上，也可利用伸缩件11a调整整体长度，使本实用新型可配合不同水道宽度来设置，而具有更佳的适用性。

再请同时配合参阅图8所示，为本新型再一实施例的立体透视图，由图中可清楚看出，本实施例与上述实施例为大同小异，仅于该旋转轴杆41b顶端增设多个助推叶片6b，助推叶片6b为旋转叶片42b的辅助组件。旋转叶片42b利用水流推动旋转，而助推叶片6b则利用风力推动旋转，且两者共同固设于旋转轴杆41b上，当水的推力不足时，则加上风力辅助，藉此提高发电机7b的工作稳定度。

又请同时配合参阅图9至图11所示，为本新型又一实施例的结构示意图，本实施例与上述实施例为大同小异，于图9中增加发电机7c的数量，使驱动装置4c可同时驱动多台发电机7c，藉此获得更高的发电量；而于图10、图11中增加漂浮组件3c或其漂浮件31c的数量，则可提高整体的稳定度，避免因强风强浪导致设备翻覆，也可辅助定位件1c稳固整体结构。

请参阅全部附图所示，本实用新型新型使用时，与习用技术相较，着实存在下列优点：

首先，设置条件较低、结构成本较低，具有较强的环境适应力。

其次，驱动装置4的受力状况稳定、发电机7的安全性较高，具有较长的使用寿命。

再者，通过漂浮组件3使驱动装置4自动配合水位高度升降，而具有较佳的发电效益。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (9)

1.一种水力发电的升降结构，其特征在于，包含：

一定位件，其横跨于水道上并承载至少一发电机；

至少一枢设于该定位件一侧的活动组件；

至少一设于该活动组件一端且漂浮于水面上的漂浮组件；及

至少一设于该漂浮组件下侧并藉水流驱动该发电机发电的驱动装置。

2.如权利要求1所述的水力发电的升降结构，其特征在于：还包含一设于该驱动装置上的连结座体，该连结座体连接所述该活动组件及所述漂浮组件。

3.如权利要求2所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述活动组件包含一上活动杆及下活动杆，上活动杆枢设于所述定位件一侧，下活动杆的两端分别枢设于该上活动杆及所述连结座体。

4.如权利要求2所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述漂浮组件包含至少一漂浮件及一设于所述连结座体上以固定该漂浮件的固定件。

5.如权利要求4所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述漂浮件为浮球、浮块或浮板的其中之一。

6.如权利要求2所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述驱动装置包含一枢设于所述连结座体并带动发电机发电的旋转轴杆、多个固设于该旋转轴杆上的旋转叶片、及一设于旋转叶片外侧用以集中导流的导流装置。

7.如权利要求6所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述驱动装置还包含多个固设于所述旋转轴杆上的助推叶片。

8.如权利要求1所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述定位件上活动设置至少一适应不同水道宽度的伸缩件。

9.如权利要求1所述的水力发电的升降结构，其特征在于：所述发电机一侧具有一控制模块，该控制模块用以提高该发电机与该驱动装置的转速比。