CN2066081U

CN2066081U - 直接利用河海流速水能的装置

Info

Publication number: CN2066081U
Application number: CN 87216370
Authority: CN
Inventors: 李学宽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1990-11-21

Abstract

直接利用河海流速水能的装置解决了现有水电技术的难度大、投资巨、周期长，管理复杂，坝址难觅、闸坝碍航、怕地震和轰炸等问题。它采用浮筒式串列水轮直接获取水能。经软轴传输上岸直接发电或驱动各种机器；更可经“缆轮输力网”将水力风力海浪能潮汐能和热力能等，实行并网调剂，均衡满足乡村的能源需要。它具有技术简、投资少、周期短，易管理，能迅速推广收立竿见影之效。

Description

本实用新型属于水利开发，是对现有水能技术的重要改进。

现有技术是：筑坝栏河，抬高水位，利用落差发电。灌溉工程的“跌水”是为消杀水冲力，而栏河坝正如跌坎，完全浪费了水流的惯性力，它所获得的水能较利用流速水能要小好几倍；它技术难、投资巨、周期长和碍航及坝址难觅，地震或轰炸更会造成毁灭性灾难。

本实用新型的目的——以最简单的技术、设备和管理，最短的周期，多快好省地开发水力资源，缓解能源紧张，促进城乡各业兴旺。

本实用新型的技术方案——用锚链固定浮船和串列浮筒于急流，每对浮筒架装一个水轮，轴端有传动轮，每两轮间绕一输力缆，逐缆接力传输水能到串列之首的浮船，再用沉江输力软轴绕过航道，传输上岸驱动岸边厂房或岸洞的发电机，或直接带动各种机器。

图1 浮筒式串列叶轮水轮机侧视示意图

图2 水上工厂平面布局示意图

图3 高峡急流水能装置前视示意图

图4 “缆轮输力网”侧视示意图

图面说明

①锚链 ②绞盘 ③浮船 ④沉江输力软轴 ⑤输力轮 ⑥跳板式吊桥 ⑦叶轮辐条 ⑧整流板 ⑨浮筒 ⑩凹槽形叶板（11）叶轮支承架（12）内外轮圈（13）防漂物链（14）拽链（15）输力缆（16）传动轮（17）叶轮轴（18）山洞（19）地轴及锥齿轮（20）路面斜撑柱（21）转轮（22）水泥桩（23）浮筒横档

结合附图详细描述利用流速水能的实施例：

甲浮筒式串列叶轮水轮机的原理：

如图1、浮船③尾有拽链（14）拽一串浮筒⑨、均靠锚链①固定于江心急流。每对浮筒架装一个水轮，筒顶焊三角形支承架（11），架顶为叶轮轴（17）。与轴心垂直焊结八根园钢为叶轮辐条⑦，并靠焊于传动轮（12）的侧平面。再用园钢弯曲为内外轮圈（12）与辐条焊接。每个焊接点又水平焊接一园钢为叶轮横档d，再在上下横档与辐条间焊装凹槽形叶板⑩。

串列水轮主要靠拽链次要靠输力缆（15）承受水的冲力。大中型水轮受水的冲力和紊流影响大，故在浮筒前顶没小绞盘e，便于绞住和调整锚链若河道向左弯曲，则相应缩短每根左输力缆，串列即向左弯以顺应河势，反之则向右弯。另外，洪枯水位变化“大溜”会左右偏移，还有，水轮阻水截能，长期流速偏低，轮下会积淤，均可用收、放一侧输力缆和锚链，使串列每次汛期移位，以适应大溜移位和冲淤需要。

各水轮的间距，视河道弯直、水流快慢及防冲凹岸的需要适当调整。各浮筒两侧。设略低于水面的防漂物链（18），以阻栏漂浮物随水窜入并打坏叶轮。浮筒底有整流板⑧以减阻紊流对航船的影响；浮筒上兼设航标，既利航行也避免航船撞坏浮筒。

乙水能的传输和利用：（缆轮轨力网）

各叶轮载获的水能经各输力缆接力传输到浮船的输力轮⑤，其轴外端与沉江输力软轴④相连。如图3能避开航船再伸出水面。大中型水轮带动岸边厂房或岸洞（18）内发电机、发电并网远输；小型串列水轮直接带动岸边各种机器、或通过简易设备“缆轮输力网”，输送到几十公里范围内的广大乡村，以满足能源需要促进乡村工业的发展。

如图3和4，将若干套串列水轮的水能集中于沿河岸设置的地轴或地软轴，经锥齿轮（19）转向带动岸边第一个水泥桩（22）上的转轮（21），在相邻几百至几千米远的高地或小山顶，设置桩和转轮；轮缘有三槽通过每两轮之间的输力缆，如图4的f、h、k缆，象皮带盘一样各自来回转动，把水能接力输送到乡村。它只须在转轮第三个凹槽内再加缰化纤缆r，并连通到小厂房内，经过天轴、皮带盘即可带动乡村工业的各种机器。

丙串列水轮的布局与水上工厂

河流总是一宽一窄，一滩一潭交替延续。如图2的左侧上下有O、P两块岸地、它表示是狭窄河床之末，即往左是窄河面。同左侧中间的q是半个水轮的俯视状，即成串水轮之末尾。窄河流急所获水能大，是专门转岸供能的；而O、P往右则是流速减缓的宽阔河面。

改变沿铁公路线设厂，解决与农事地的严重矛盾是当务之急。一般中型江河的阔河面、宽达三两百米，而其航道宽仅需几十米，〔图2箭头所示，E、F是上下行船〕所余广大水面完全可大建水上工厂。图2上下是两排水上工厂、A船是发电船，靠其右的一串水轮驱动发电，供给能源。B和其左有C、D……大型水泥浮船，长30米、宽10米以上，各有多层舱室，船总面积千平方米以上，足够一个车间。各浮船之间有跳板式吊桥⑥相联为通道。宽阔河面的航道两侧，可以设若干排水上工厂，各排间的水巷可行小船。解决运输和交通需要。

丁海洋流速水能的利用

海洋能源现只开发潮汐能、波浪能和温差发电；海洋流速1米／秒以上的海域很多，皆可如法利用，建立海上工业区，进一步缓解与农争地。所不同的是海浪大，浮船为圆形抗风浪效果才佳。钢丝网水泥船已发展到第三代，可建造直径超百米，排水量10万吨以上的园船，作水上工厂的厂房，或只利用海流能在船上发电，再传、输上海岛或大陆。

戊长江三峡等高峡急流的利用

长江三峡最窄处枯水江宽仅约98米，流速约6米／秒，布设密集水轮后，阻挫水流使流速降为5米／秒，枯水位必抬高，江宽可能增为108米。（图3未按比例仅作示意）水轮宽可定为16米，船宽14米，而航船与水轮和岸坡间还各有16米安全水面，是可以安全行船的大型水轮每三、五个为串列，列首有浮船；但长江三峡是特大型，故改为各水轮前有浮船。峡壁陡峭无处建厂房，可为每个水轮在峭壁打一个大山洞，内设发电机。水轮直径30米凹槽叶板长13米宽7.5米有97.5m²工作面，所获水能在1万瓩以上。

全国大多数河流的中上游，都有高峡河谷，皆可如法以岸洞为厂房，既大减投资又不怕地震，轰炸，只要沿各大洞水平线，再挖建许多窑洞房作办公和住宅，在峭壁间断斜坡，填坪设小集市，再修建半挖半搭的栈道式公路（20），使全部连通以解决交通运输需要。

我国许多地区常是雨季风小、旱季风大，沿海的潮汐、波浪能，内陆的地热和太阳能等的能量亦难恒定，单纯利用某种能源皆难均衡满足需要；因此可考虑在农村将上述多能，通过缆轮输力网进行并网调剂，利于农村经济的持续稳定增长。

闸坝的溢洪道，拦洪水库的泄水道，山涧小溪及滚水坝的滚水部分，灌溉渠的陡坡、跌水、无观尝价值的瀑布，凡不能用浮筒者皆可设水泥桩，墩再安装若干水轮，以挖掘零散水能，做到“水尽其利”“流尽其用”。另外请特别注意1峡谷最窄河段和有溃堤之虞的荆江河段等处，洪峰期应使所有水轮空转，以免阻滞洪水渲泄，造成水灾。

乍一看，水轮占据航道中心必碍航，可能引起多方顾虑或反对。其实不然，既不碍航反面利于航行，更能利用串列水轮改造河流性格，为减少专利审查的麻烦，特另写“补充说明”请参考。

Claims

1、一种直接利用河海流速的水能装置，其特征在于：用锚链①固定浮船和串列浮筒⑨于急流，每对浮筒架装一个水轮，轴端有传动轮（16），每两轮间有输力缆（15），逐缆接力传输水能到浮船③，再用沉江输力软轴④绕过航道，传输上岸驱动发电机或直接带动各种机器。

2、根据权利要求1所定义的流速水能装置、其特征有：浮筒前上部设控制锚链的小绞盘e，并有三角形支承架（11），各水轮间有拽链（14），每两个浮筒端部连有略低于水面的防漂物链（13），浮筒底装有整流板⑧。