CN204805017U - 一种环保低水头发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环保能源领域，尤其涉及一种环保低水头发电装置，包含支架，沿河床（1）通过支架（5）固定有水轮轴（4），水轮轴(4）套接水轮（3），水轮轴（4）与水轮（3）为一体式结构；水轮轴（4）套接有变速机构（12)，变速机构(12)与发电机组（6）连接；还包含加力部分，所述加力部分为力度叠加结构或/和是流量叠加结构，力度叠加结构为可转的加力水轮机的动力轴上的链轮和水轮轴（4）上的链轮通过履带动力连接；所述流量叠加结构为流量加速结构。

Description

一种环保低水头发电装置

技术领域

本实用新型涉及环保能源领域，尤其涉及一种环保低水头发电装置。

背景技术

传统的水动力发电都需要水源有足够的水位差，通过高水头冲击力带动水轮机发电机组发电，然而现有的水资源利用已接近极点，而人们对能源的需求特别是绿色能源的需要确不断增加。

在我国，长江是中国第一大河，在世界上位列第三，干流全长六千三百多公里，经青藏高原、云南、四川、湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省区，注入东海，沿途汇集了七百多条支流，流域面积达一百八十多万平方公里。

黄河仅次于长江,是中国第二大河，干流全长5464千米，流经青海、四川、甘肃、宁夏、绥远、陕西、山西、河南及山东九个省份，成「几〕字形，向东注入渤海，沿途汇集了三十多条主要支流和无数溪川，流域面积达七十五万多平方公里。

长江只有三峡发电站和葛洲坝发电站，黄河上就多了有龙羊峡,李家峡,公伯峡,拉西瓦,苏只,直岗拉卡,康扬水电站,尼那水电站,积石峡水电站,刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡、三门峡,小浪底等等。

相比较长江和黄河流经的地域，少许的发电站显得太少，其中的主要原因还是上述的水位差不够，使充足的水资源不能开发利用。

另外，现有缺陷还有如下缺陷：

1.由于水流速度可能比较慢，因此难以带动水轮机；

2.水位差太小的话难以实现。

实用新型内容

实用新型的目的：为了提供一种效果更好的环保低水头发电装置和发电方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：

方案一：

一种环保低水头发电装置，其特征在于，包含支架，沿河床通过支架固定有水轮轴，水轮轴套接水轮，水轮轴与水轮为一体式结构；水轮轴套接有变速机构，变速机构与发电机组连接；还包含加力部分，所述加力部分为力度叠加结构或/和是流量叠加结构，力度叠加结构为可转的加力水轮机的动力轴上的链轮和水轮轴上的链轮通过履带动力连接；所述流量叠加结构为流量加速结构。

本实用新型进一步技术方案在于，所述力度叠加结构的加力水轮机的动力轴可转安装在支架上，其置于水轮的上流处。

本实用新型进一步技术方案在于，所述流量叠加结构为变流结构，其为变径管道，所述变径管道安装在水轮的上流处。

本实用新型进一步技术方案在于，所述变径管道安装在加力水轮机的动力轴上，其的导流口指向水轮机的水轮机叶片。

本实用新型进一步技术方案在于，所述水轮机的叶片为空心。

本实用新型进一步技术方案在于，所述变径管道内部包含一个可转的叶轮，其中部的轴安装在边侧轴承上，边侧轴承位于安装板上，所述安装板上方连接一个升降结构。

本实用新型进一步技术方案在于，所述水轮轴通过可升降轴托固定，使水轮下端浸入在河水中；水轮轴套接有变速机构，变速机构与发电机组连接；河床上端的上位水向河床下端流动，冲击水轮转动，水轮带动水轮轴转动；水轮轴连接的变速机构与水轮轴一起转动，变速机构将水轮低速转动调节到高速转动，带动发电机组工作，由发电机组输出交流电压供给负载。

方案二：

一种环保低水头发电的方法，其特征在于，采用如上任意一项装置，包含如下步骤：

水轮的下半部分置于水流中，使得水轮随着水转动，带动水轮轴转动，进一步将发电机组带动；

同时，力度叠加结构通过变径管道加快水流速度，水流冲向叶轮，加快叶轮转动，进一步加快发电机动力输入。

本实用新型进一步技术方案在于，可转的加力水轮机的动力轴上的链轮和水轮轴上的链轮通过履带动力连接，因此，加力水轮机的功效能够叠加在水轮轴上进一步输入发电机组。

采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：

1.利用低水位差进行发电；改变了原来流速少无法利用河流动能的问题；

2.能实现加流，流速加快和机械叠加，使得功效实现更好，效率更高。

附图说明

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：

图1是本实用新型实施例一总体效果示意图；

图2是本实用新型实施例一的示意图；

图3是本实用新型实施例二的总体效果示意图；

图4为整体原理结构示意图；

图5为实施例三结构示意图；

图6为实施例四结构示意图；

图7为力度叠加部分的结构示意图；

图8为实施例五结构示意图；

其中：1、河床；2、上位水；3、水轮；4、水轮轴；5、支架；6、发电机组；7、U型槽；8、限位滑道；9、河水；10、可升降轴托；11、可升降轴；12、变速机构；13.侧板；14.发电机下固定块；15.地基平台；16.支架；17.水轮机叶片；18.加流装置；19.导流口；20.皮带；21.加力水轮机；22.履带；23.边侧轴承；24.基础平台；25.升降结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，实施例不构成对本实用新型的限制：

实施例一；

如图1所示，沿河床1通过支架5固定有水轮轴4，水轮轴4套接水轮3，水轮轴4与水轮3为一体式结构；水轮轴4通过可升降轴托10固定，使水轮3下端浸入在河水中；水轮轴4套接有变速机构12，变速机构12与发电机组6连接；河床1上端的上位水2向河床1下端流动，冲击水轮3转动，水轮3带动水轮轴4转动；水轮轴4连接的变速机构12与水轮轴4一起转动，变速机构12将水轮3低速转动调节到高速转动，带动发电机组6工作，由发电机组6输出交流电压供给负载。

如图2所示，可升降轴托10被与限位在由支架5构成的U型槽7内，可升降轴托10连接支撑缸8的伸缩杆，通过支撑缸8的伸缩杆上下移动使水轮侵入在河水9适当的水位。

由于河床1水位会随时间、季节变化，而侵入河水9的水轮3轴与水面距离直接影响着发电效果，因此不断通过检测水轮3轴与水面距离，通过调节机构控制水轮3轴与水面距离在合理距离，就能最大限度的提高发电效率。

水轮3轴与水面距离通过在河面上方安装超声测距传感器，通过间隔测距方式，获取水轮3轴与水面距离。

变速机构12与水轮3分置在可升降轴托10两端，变速机构12同时起到平衡水轮3的作用。

变速机构12包括一个主动齿轮和从动齿轮组；从动齿轮组连接发电机组。

支架5整体为等腰三角形机构，U型槽在等腰三角形机构中心线上。等腰三角形有利于结构平稳。

支架5由两个相同结构直角三角形背靠背连接构成，背靠背之间由U型槽7支架体连接，这种结构有利于运输和现场安装。

水轮3采用水斗式结构或斜击式结构或现有的其它方式。

实施例二

如图3所示，支架5为双支架，分置于河床1两岸，水轮轴4两端连接在支架5上。水轮轴4套接水轮3，水轮轴4与水轮3为一体式结构；水轮轴4通过可升降轴托10固定，使水轮3下端浸入在河水中；水轮轴4一端套接有变速机构12，变速机构12与发电机组6连接；河床1上端的上位水2向河床1下端流动，冲击水轮3转动，水轮3带动水轮轴4转动；水轮轴4连接的变速机构12与水轮轴4一起转动，变速机构12将水轮3低速转动调节到高速转动，带动发电机组6工作，由发电机组6输出交流电压供给负载。

作为进一步的改进；

如图4所示，支架5为双支架，分置于河床1两岸，水轮轴4两端连接在支架5上。水轮轴4套接水轮3，水轮轴4与水轮3为一体式结构；水轮轴4通过可升降轴托10固定，使水轮3下端浸入在河水中；水轮轴4两端分别套接有变速机构12，变速机构12与发电机组6连接；河床1上端的上位水2向河床1下端流动，冲击水轮3转动，水轮3带动水轮轴4转动；水轮轴4连接的变速机构12与水轮轴4一起转动，变速机构12将水轮3低速转动调节到高速转动，带动发电机组6工作，由发电机组6输出交流电压供给负载。

本实用新型中，水轮3的直径大于水轮的长度，水轮轴4低于水面。

本实用新型通过在落差小的江、河边上安装可升降轴托10，水轮轴4通过可升降轴托10固定，水轮轴4套接水轮3，水轮轴4与水轮3为一体式结构；使水轮3下端浸入在河水中；水轮轴4套接有变速机构12，变速机构12与发电机组6连接；河床1上端的上位水2向河床1下端流动，冲击水轮3转动，水轮3带动水轮轴4转动；水轮轴4连接的变速机构12与水轮轴4一起转动，变速机构12将水轮3低速转动调节到高速转动，带动发电机组6工作，由发电机组6输出交流电压供给负载。虽然整体水位落差小，但上位水受无限远上游水的连续作用，其冲击力很大。它为同于一般的水位落差小，因为一般的水位落差小不通带动较大负载的水轮。

此为，本实用新型采用自动适应水位变化的可升降轴托10。能保障系统总体处在较佳的工作状态，使水轮3受上游冲击力最大。

实施例三，结合图5；

一种环保低水头发电装置，其特征在于，包含支架，沿河床1通过支架5固定有水轮轴4，水轮轴4套接水轮3，水轮轴4与水轮3为一体式结构；水轮轴4套接有变速机构12，变速机构12与发电机组6连接；还包含加力部分，所述加力部分为力度叠加结构或/和是流量叠加结构，力度叠加结构为可转的加力水轮机的动力轴上的链轮和水轮轴4上的链轮通过履带动力连接；所述流量叠加结构为流量加速结构。具体的实现过程和水轮的下半部分置于水流中，使得水轮随着水转动，带动水轮轴转动，进一步将发电机组带动；同时，力度叠加结构通过变径管道加快水流速度，水流冲向叶轮，加快叶轮转动，进一步加快发电机动力输入。所述力度叠加结构的加力水轮机的动力轴可转安装在支架上，其置于水轮的上流处。所述变径管道内部包含一个可转的叶轮，其中部的轴安装在边侧轴承上，边侧轴承位于安装板上，所述安装板上方连接一个升降结构。

图中皮带20即是用来传递动力的结构，其能将减速机中的动力传动带动可转的叶轮转动，进一步加速水流流动。

结合图7，所述力度叠加结构的加力水轮机的动力轴可转安装在支架上，其置于水轮的上流处。文中的传动结构可以是履带，也可以是链条。

实施例四：结合图6；

不同于实施例三，所述流量叠加结构为变流结构，其为变径管道，所述变径管道安装在水轮的上流处。但是，其中没有可转的叶轮，即，直接采用变径的管道，流量不变的情况下，流速自然增大，冲击力变大，因此其能效传递更好。

进一步结合图7；本实用新型进一步技术方案在于，所述变径管道安装在加力水轮机的动力轴上，其的导流口指向水轮机的水轮机叶片。因此，采用一个轴，能实现多种能效。

实施例五，基于以上各个实施例，做进一步的分析和改进；

所述变径管道内部包含一个可转的叶轮，其中部的轴安装在边侧轴承上，边侧轴承位于安装板上，所述安装板上方连接一个升降结构。

本处提供了一种升降结构，使得整体的水轮机能够升降，使得其能适应水位变化，以起到更好的适应性。

实施例六，基于以上各个实施例，做进一步的分析和改进；

减轻叶片重量时能使得阻力变小，叶片转动效果高。

进一步，同时在减轻叶片重量的时候还能使得整体的叶片能进行些微浮沉，以适应水位的微量变化。因为空心的部分有增加浮力的作用。基于此考虑：所述水轮机的叶片为空心。

一种环保低水头发电的方法，其特征在于，采用如上任意一项装置，包含如下步骤：

水轮的下半部分置于水流中，使得水轮随着水转动，带动水轮轴转动，进一步将发电机组带动；

同时，力度叠加结构通过变径管道加快水流速度，水流冲向叶轮，加快叶轮转动，进一步加快发电机动力输入。

本实用新型进一步技术方案在于，可转的加力水轮机的动力轴上的链轮和水轮轴4上的链轮通过履带动力连接，因此，加力水轮机的功效能够叠加在水轮轴上进一步输入发电机组。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

图中未示出部分细节。

毫无疑问，叶片属于现有技术。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (6)

1.一种环保低水头发电装置，其特征在于，包含支架，沿河床（1）通过支架（5）固定有水轮轴（4），水轮轴(4）套接水轮（3），水轮轴（4）与水轮（3）为一体式结构；水轮轴（4）套接有变速机构（12)，变速机构(12)与发电机组（6）连接；还包含加力部分，所述加力部分为力度叠加结构或/和是流量叠加结构，力度叠加结构为可转的加力水轮机的动力轴上的链轮和水轮轴（4）上的链轮通过履带动力连接；所述流量叠加结构为流量加速结构。

2.如权利要求1所述的一种环保低水头发电装置，其特征在于，所述力度叠加结构的加力水轮机的动力轴可转安装在支架上，其置于水轮的上流处。

3.如权利要求1所述的一种环保低水头发电装置，其特征在于，所述流量叠加结构为变流结构，其为变径管道，所述变径管道安装在水轮的上流处。

4.如权利要求3所述的一种环保低水头发电装置，其特征在于，所述变径管道安装在加力水轮机的动力轴上，其的导流口指向水轮机的水轮机叶片。

5.如权利要求1所述的一种环保低水头发电装置，其特征在于，所述水轮机的叶片为空心。

6.如权利要求4所述的一种环保低水头发电装置，其特征在于，所述变径管道内部包含一个可转的叶轮，其中部的轴安装在边侧轴承上，边侧轴承位于安装板上，所述安装板上方连接一个升降结构。