CN206753799U - 一种流水高效拾能水轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流水高效拾能水轮机，其用以连接于一发电机的转动轴或其他转动机械的转动轴，括框架、第一基座、第二基座、输能轴、固定板、叶片、挡条、导流板，框架内部形成一个容腔，框架对应的两面为开放结构，输能轴设置在容腔内，固定板与输能轴固定连接，输能轴穿过固定板，在固定板的底端面转动连接有叶片，在固定板上对应于每个叶片设有一挡条，导流板纵向设置在框架的开放区间的一面，导流板整个面向框架内的容腔倾斜，水流在导流板的导向作用下，一侧水压增大，水流驱动叶片转动，带动输能轴转动，当叶片转动至与水流方向相反反向时，叶片脱离挡条向上翻转，不用克服水流的阻力向前运动，如此反复，叶片能够持续带动固定板转动。

Description

一种流水高效拾能水轮机

技术领域

本实用新型涉及水轮机技术领域，具体涉及一种在水流下能够高效持续转动的流水高效拾能水轮机。

背景技术

目前，地球上的能源日益短缺，不可再生资源日益减少，因此，开发利用太阳能、风能、雨能、水能等可再生能源，已经成为世界各国解决矿物能源危机的重要途径；现有技术中，常常以水为介质，推动叶片旋转，旋转装置再带动所需转动组件旋转，如水风车，一种由水力驱动使轮轴旋转的机械，旋转的轮轴带动磨或水车，从而达到磨麦或取水灌溉的目的，同时，利用高效率的水轮机来转换水能，水车是原动力，水车旋转，带动发电机轴旋转，发电机的转子切割磁力线而产生电动势，利用水车的水轮轴与发电机的伸出轴连接在一起进行发电。

但它对选址有一定的要求，例如一些零散低水头的溪流就无法利用，不如果在零散的溪流上建设水坝提高水头，则经济性较差(建设水坝存在破坏环境、投资成本较大、建设工期较长等缺点)同样，对于低水头的潮汐能利用，目前的方法也是采用建设水坝及高效率的水轮机，对选址也存在较大潮差的要求。而对一些分散的较低潮差的地址，其建设潮汐能电站的经济性就更差；当前，水车的叶片都是固定，在高速的水流作用下，带动叶片旋转，叶片再带动水轮轴旋转，然而当叶片旋转到与水流方向相反时，需要克服水流阻力继续旋转，导致转速慢，造成发电效率不高，且传统的水轮机不能完全放置于水流之下持续进行发电，对其所发电力难以有效利用，高效、简便利用广布的各种自然水流，实现就地分散利用。

发明内容

针对以上不足，本实用新型公开了一种流水高效拾能水轮机，包括框架、输能轴、至少两个固定板、叶片、挡条，所述框架内部形成一个容腔，框架的其中的两面为开放结构，所述输能轴纵向设置在容腔内，且顶端伸出框架容腔外，所述固定板沿着输能轴的长度方向间隔设置，所述输能轴穿过固定板，在两个固定板之间的位于上固定板的底端面转动连接有至少两叶片，所述叶片不大于四片，在固定板上对应于每个叶片设有一挡条。

为了进一步实现本实用新型，还包括导流板，所述导流板纵向设置在框架的开放结构的一面，所述导流板整个面向框架内的容腔倾斜，所述导流板与框架固定连接。

为了进一步实现本实用新型，相邻的固定板之间纵向设有至少两根竖杆，所述竖杆固定连接上下两个固定板，所述竖杆到输能轴的距离大于所述叶片的长度。

为了进一步实现本实用新型，还包括第一基座所述第一基座设置在框架的顶端，所述第一基座中心设有一孔，孔内固定设有一轴承，所述输能轴与轴承的内径相配合，所述输能轴穿过第一基座。

为了进一步实现本实用新型，还包括第二基座，所述第二基座设置在框架的底端，所述第二基座与第一基座结构一致，所述输能轴底端与第二基座的轴承内径相配合。

为了进一步实现本实用新型，所述竖杆底端穿出固定板，所述每个竖杆的底端固定连接有万向滚轮，所述框架的底端设有轨道，所述滚轮在轨道上滚动。

为了进一步实现本实用新型，所述相邻上下两层的叶片不处于同一直线设置，即为错开设置。

为了进一步实现本实用新型，所述导流板整个面向框架内的容腔倾斜10°～80°。

为了进一步实现本实用新型，所述框架为两侧面为密封区间，前后两面为开放结构。

为了进一步实现本实用新型，框架的顶端为半封闭结构或者是封闭结构。

有益效果：

1、本实用新型的目的之一是通过设有框架、输能轴、固定板、叶片、挡条、导流板，将本装置固定安装在流水之中，设有导流板的一面朝向水流方向，水流在导流板的导向作用下，流入至容腔内的一侧(当水流冲击叶片时，挡条位于叶片另一侧，使得挡条能够挡住叶片翻转)使得该侧水压增大，水流驱动叶片转动，此时水流与叶片垂直，叶片被挡条挡住，叶片受到到水流的压力，压力驱动叶片向水流方向运动，则叶片带动挡条运动，挡条带动固定板转动，固定板带动输能轴转动，当叶片转动至与水流方向相反反向时，此时，在水流的作用下，叶片脱离挡条向上翻转，与水流方向相同，不用克服水流的阻力向前运动，此时固定板不会因为此方向的叶片而受到水流阻力而导致速度减慢，而其余与水流方向垂直的叶片驱动固定板转动，如此反复，叶片能够持续带动固定板转动，从而能够实现高效率驱动发电机的转动轴或其他转动机械的转动轴转动，能够实现高效率发电。

2、本实用新型的目的之二是通过在框架的开放结构一面，固定连接导流板，导流板设有导流板的一面朝向水流方向，水流在导流板的导向作用下，流入至容腔内的一侧，导流板能够将水集聚在一侧，使得此侧水压增大，叶片转动至与水流方向相反反向时，导流板能够阻挡部分水流向该方向的叶片，使得该方向水压减少，从而该装置受到水流阻力减少。

3、本实用新型的目的之三是为了使固定板更稳定，以及避免固定板变形弯曲，在两个固定板的圆周边缘上等间隔固定设有多个竖杆，竖杆的两端抵接在两个固定板之间。

4、本实用新型的目的之四是通过在竖杆的底端设有万向滚轮，框架的底端横梁上设有轨道，当每个竖杆的底端伸出固定板位置固定设有万向滚轮，万向滚轮在轨道内滚动，当固定板转动时，竖杆也随之转动，则滚轮在轨道上转动，使得竖杆稳定在轨道内旋转，固定板也能更稳固，增加了本装置的稳固性。

5、本实用新型的目的之五是当固定板的数量超过两个以上时，则上下相邻的叶片不设置在同一直线上，上下层的叶片为错开设置，使得该装置在叶片驱动转动过程中，更稳定，受力更均匀。

6、本实用新型的目的之六是设计的框架的左右、以及上下为封闭结构，前后为开放结构，使水流集中流入至框架内部，能够避免框架外其它方向的水流对框架内的装置产生影响。

附图说明

图1为本实用新型水流方向的整体结构示意图；

图2为图1从后面看的结构示意图；

图3为图1的仰视图的结构示意图；

图4本实用新型实施例二的设有万向滚轮后的结构示意图；

图5为实施例二去掉框架和导流板的两层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步地详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，本具体实施的方向以图1方向为标准。

实施例一

本实用新型公开了一种利用自然的水流，通过水流的驱动，使本装置旋转，本装置的旋转带动目标装置旋转的流水高效拾能水轮机，主要包括框架1、第一基座2、第二基座3、输能轴4、固定板5、叶片6、挡条7、导流板8，其中，

如图1-3所示，框架1中间形成一个容腔，框架1可为长方体结构、圆柱体结构，或者其他结构，在此不做限制，本实用新型优选为长方体结构，框架1的左右两侧面为封闭结构或者右侧面为封闭结构，前后两面为开放结构，水流可从开放区间进入至框架1内部，框架1的底端可为开放结构或封闭结构，优选为封闭结构，底端横设有多条第一横梁11，框架1的顶端可为半封闭结构，或封闭结构，优选为封闭结构，本实用新型以半封闭为例，框架1的顶端横设有一条第二横梁12，第二横梁12与框架1顶端面之间固定设置有一第一基座2，第一基座2中心设有一孔，孔内固定设有一轴承，对应于第一基座2的位于框架1底端的中间位置相邻的两条第一横梁11处，固定设有第二基座3，第二基座3的结构与第一基座2结构一致，在此不作描述。

输能轴4纵向穿过两个基座，输能轴4的顶端与目标组件(如发电机的输出轴或传动机构或其他转动机械的转动轴)连接，输能轴4与第一基座2与第二基座3的轴承内径配合，使得输能轴4能够在基座内部转动。

固定板5设置在第一基座2与第二基座3之间的框架1容腔内，固定板5与输能轴4固定连接，且输能轴4穿过固定板5，固定板5为平面板结构，可为圆形板、椭圆形板等平面结构，本实施例以圆形平面板为例，固定板5可沿着输能轴4的长度方向间隔设置，固定板5数量至少为两块，为了减轻阻力，固定板5的厚度不宜过厚，可采用适当厚度，也可采用有点厚度的薄板，当然可根据情况而设定，相邻两个固定板5之间设有可转动的叶片6；

叶片6为方形板块，优选为长方形或正方形，叶片6的顶端与上固定板5的底端面转动连接，可为活页连接，或者是上固定板5的底端面设有一转轴，转轴的两端安装在轴承内，轴承通过设有轴承座固定在固定板5的底端；叶片6随着转轴转动，叶片6间隔设置在固定板5上，叶片6不会触碰输能轴4，叶片6的数量至少为两个，最多为四个，两个叶片之间转动时，不会接触到相邻的叶片6，从而可避免叶片碰撞，叶片6设置位置优选为均匀设置，即位于固定板平均设置，当叶片6设置为四片时，两个叶片6之间夹角为90度，当设置超过四片时，由于叶片为方形结构，当叶片6的数量超过4片时，叶片6旋转时，叶片6会触碰至相邻的叶片6，叶片6之间会相互碰撞。

挡条7固定设置在固定板5上表面的叶片6的底端，且每一个叶片6设有一个挡条7，即当叶片6与固定板5垂直时，叶片6的一面有挡条7，为叶片6的前端位置，即水流驱动叶片转动，叶片6被挡条7挡住，叶片6给挡条7一个力，挡条7带动固定板5，固定板5带动输能轴4转动，挡条7也可以是固定板5向上凸设的一凸块，与固定板5一体设置，或者焊接或螺栓等于固定板5连接的一挡条，挡条7的长度小于叶片6的长度，优选设置为挡住叶片6底端的中间位置。

为了使固定板5更稳定，以及避免固定板5变形弯曲，在两个固定板5的圆周边缘上等间隔固定设有至少两个竖杆8，优选设置为三个，竖杆8的两端抵接在两个固定板5之间，且竖杆8到输能轴4的距离大于叶片6的长度，使得叶片6不会触碰到竖杆8，竖杆8的设置可以通过在两块相邻的固定板5设有一通孔，竖杆8穿过通孔，再采用螺母固定，或者通过一体连接有竖杆8，或者通过焊接，在此不做限定。

导流板9纵向设置在框架1的开放区间的一面，为与水流方向一面，导流板9为一方形板，导流板9的一端与框架1的竖边框固定连接，或一体连接，导流板9整个面向框架1内的容腔倾斜，使得当水流流入时，导流板9将水流导向容腔内，获得更大水压，水流带动叶片6转动，再带动固定板5转动，固定板5带动输能轴4转动，输能轴4带动所需转动组件转动，导流板9的朝向容腔的一端与框架1固定连接，可通过将导流板9的顶端框架1的顶端固定连接，导流板9的底端与第一横梁11固定连接，可采用焊接方式，或者通过在框架1的容腔内固定设有纵梁，导流板9的内端与纵梁固定连接，导流板9长度不足以触碰至固定板5。导流板9与框架1的横框的角度A范围为10°～80°，优选为45°。

当固定板5的数量超过两个以上时，比如本实施例四个，则上下相邻的叶片6不设置在同一直线上，上下层的叶片6为错开设置，使得该装置在叶片驱动转动过程中，更稳定，受力更均匀。

本实用新型的工作原理：首先，将本装置固定安装在流水之中，如海洋或河流中，设有导流板9的一面朝向水流方向，水流B在导流板9的导向作用下，流入至容腔内的一侧(当水流冲击叶片6时，挡条7位于叶片6另一侧，使得挡条7能够挡住叶片6翻转)使得该侧水压增大，水流驱动叶片6转动，此时水流与叶片6垂直，叶片6被挡条7挡住，叶片6受到到水流的压力，压力驱动叶片6向水流方向运动，则叶片6带动挡条7运动，挡条7带动固定板5转动，固定板5带动输能轴4转动，当叶片6转动至与水流方向相反反向时，此时，在水流的作用下，叶片6脱离挡条7向上翻转，与水流方向相同，不用克服水流的阻力向前运动，此时固定板5不会因为此方向的叶片6而受到水流阻力而导致速度减慢，而其余与水流方向垂直的叶片6驱动固定板5转动，如此反复，叶片6能够持续带动固定板5转动，叶片6转动至与水流方向相反反向时，导流板9能够阻挡部分水流向该方向的叶片，使得该方向水压减少，从而该装置受到水流阻力减少，因此，该装置能够利用水流高速旋转，且不会因水流速度不够大，而导致转动速度减慢，避免了传统叶片不能随着水流方向而转动，因而会受到水流的阻力，使得转速减慢，对于通过水流发电的方式来说，能够持续高效率发电，且也可用于驱动其它组件持续旋转，不限于发电作用。

实施例二

如图4-5所示，本实施例的驱动旋转装置包括框架1、第一基座2、第二基座3、输能轴4、固定板5、叶片6、挡条7、竖杆8、导流板9，其中，

框架1中间形成一个容腔，框架1可为长方体结构、圆柱体结构，或者其他结构，在此不做限制，本实用新型优选为长方体结构，左右两侧面为密封区间，前后两面为开放结构，水流可从开放区间进入至框架1内部，框架1的底端为开放结构或封闭结构，底端横设有多条第一横梁11，框架1的顶端可为半封闭结构，或者是开放结构，不做限制，本实用新型以半封闭为例，框架1的顶端横设有一条第二横梁12，第二横梁12与框架1顶端面之间固定设置有一第一基座2，第一基座2中心设有一孔，孔内固定设有一轴承，对应于第一基座2的位于框架1底端的中间位置相邻的两条第一横梁11之间，固定设有第二基座3，第二基座3的结构与第一基座2结构一致，在此不作描述。

输能轴4纵向穿过两个基座，输能轴4的顶端与目标组件(如发电机的输出轴或传动机构或其他转动机械的转动轴)，输能轴4与第一基座2与第二基座3的轴承内径配合，使得输能轴4能够在基座内部转动。

固定板5设置框架1容腔内，固定板5与输能轴4固定连接，且输能轴4穿过固定板5，固定板5为平面板结构，可为圆形板、椭圆形板等平面结构，本实施例以圆形平面板为例，固定板5可沿着输能轴4的长度方向间隔设置，固定板5数量至少为两块，本实施例以四块为例，为了减轻阻力，固定板5的厚度不宜过厚，可采用适当厚度，也可采用有点厚度的薄板，当然可根据情况而设定，相邻两个固定板5之间设有可转动的叶片6；

叶片6为方形板块，优选为长方形或正方形，叶片6的顶端与上固定板5的底端面转动连接，可为活页连接，或者是底端面设有一转轴，转轴的两端安装在轴承内，轴承通过设有轴承座固定在固定板5的底端；叶片6间隔设置在固定板5上，叶片6不会触碰输能轴4，叶片6的数量至少为两个，最多为四个，两个叶片之间转动时，不会接触到相邻的叶片6，从而可避免叶片碰撞，叶片6设置位置优选为均匀设置，即位于固定板平均设置，当叶片6设置为四片时，两个叶片6之间夹角为90度，当设置超过四片时，由于叶片为方形结构，当叶片6的数量超过4片时，叶片6旋转时，叶片6会触碰至相邻的叶片6，叶片6之间会相互碰撞。

当固定板5的数量超过两个以上时，比如本实施例四个，则上下相邻的叶片6不设置在同一直线上，上下层的叶片6为错开设置，使得该装置在叶片驱动转动过程中，更稳定，受力更均匀。

挡条7固定设置在固定板5上表面的叶片6的底端，且每一个叶片6设有一个挡条7，即当叶片6与固定板5垂直时，叶片6的一面有挡条7，为叶片6的前端位置，即水流驱动叶片转动，叶片6被挡条7挡住，叶片6给挡条7一个力，挡条7带动固定板5，固定板5带动输能轴4转动，挡条7也可以是固定板5向上凸设的一凸块，与固定板5一体设置，或者焊接或螺栓等于固定板5连接的一挡条，挡条7的长度小于叶片6的长度，优选设置为挡住叶片6底端的中间位置。

为了使固定板5更稳定，以及避免固定板5变形弯曲，在两个固定板5的圆周边缘上等间隔固定设有多个竖杆8，且竖杆8到输能轴4的距离大于叶片6的长度，使得叶片6不会触碰到竖杆8，竖杆8的设置可以通过在两块相邻的固定板5设有一通孔，竖杆8穿过通孔，再采用螺母固定，或者通过一体连接有竖杆8，或者通过焊接，在此不做限定每个竖杆8的底端伸出固定板5位置固定设有万向滚轮61，万向滚轮61在轨道13内滚动，当固定板5转动时，竖杆8也随之转动，则万向滚轮61在轨道13上转动，轨道13对应于万向滚轮61设置，万向滚轮61与轨道的配合采用现有技术实现。

导流板9纵向设置在框架1的开放区间的一面，为与水流放向一面，导流板9为一方形板，导流板9的一端与框架1的竖边框固定连接，或一体连接，导流板9整个面向框架1内的容腔倾斜，使得当水流流入时，导流板9将水流导向容腔内，获得更大水压，水流带动叶片6转动，再带动固定板5转动，固定板5带动输能轴4转动，输能轴4带动所需转动组件转动，导流板9的朝向容腔的一端与框架1固定连接，可通过将导流板9的顶端框架1的顶端固定连接，导流板9的底端与第一横梁11固定连接，可采用焊接方式，或者通过在框架1的容腔内固定设有纵梁，导流板9的内端与纵梁固定连接，导流板9长度不足以触碰至固定板5。导流板9与框架1的底端横框的角度α范围为10°～80°，优选为45°。

当固定板5的数量超过两个以上时，比如本实施例四个，则上下相邻的叶片6不设置在同一直线上，上下层的叶片6为错开设置，使得该装置在叶片驱动转动过程中，更稳定，受力更均匀。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，且属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：包括框架、输能轴、至少两个固定板、叶片、挡条，所述框架内部形成一个容腔，框架的其中的两面为开放结构，所述输能轴纵向设置在容腔内，且顶端伸出框架容腔外，所述固定板沿着输能轴的长度方向间隔设置，所述输能轴穿过固定板，在两个固定板之间的位于上固定板的底端面转动连接有至少两叶片，所述叶片不大于四片，在固定板上对应于每个叶片设有一挡条。

2.根据权利要求1所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：还包括导流板，所述导流板纵向设置在框架的开放结构的一面，所述导流板整个面向框架内的容腔倾斜，倾斜方向与水流方向相同，所述导流板与框架固定连接或一体连接。

3.根据权利要求1所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：相邻的固定板之间纵向设有至少两根竖杆，所述竖杆固定连接上下两块固定板，所述竖杆到输能轴的距离大于所述叶片的长度。

4.根据权利要求1所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：还包括第一基座，所述第一基座设置在框架的顶端，所述第一基座中心设有一孔，孔内固定设有一轴承，所述输能轴与轴承的内径相配合，所述输能轴穿过第一基座。

5.根据权利要求4所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：还包括第二基座，所述第二基座设置在框架的底端，所述第二基座与第一基座结构一致，所述输能轴底端与第二基座的轴承内径相配合。

6.根据权利要求3所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：所述竖杆底端穿出固定板，所述每个竖杆的底端固定连接有万向滚轮，所述框架的底端设有轨道，所述万向滚轮在轨道上滚动。

7.根据权利要求1所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：所述相邻上下两层的叶片不处于同一直线设置，即为错开设置。

8.根据权利要求2所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：所述所述导流板整个面向框架内的容腔倾斜10°～80°。

9.根据权利要求1所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：所述框架为一侧面为封闭结构或两侧面为封闭结构，所述侧面与所述开放结构的两面垂直，所述开放结构的两面为水流方向垂直的两面。

10.根据权利要求1所述的一种流水高效拾能水轮机，其特征在于：框架的顶端和底端为半封闭结构或者是封闭结构。