CN207363813U - 不恒定水位的水能发电设备 - Google Patents
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Abstract
一种不恒定水位的水能发电设备，主要是在水源的坝体上设置阶梯式组合式发电机组，组合式发电机组之间通过传动机构相连接，并通过计算机控制中心控制阶梯式组合式发电机组之间的配合及工作,以及水位的测量,水流量的监测。在水能转化为机械能时利用传动轴汇集离合器分离，在发电的同时采用既统一又分散的原则利用水能资源水能发电，能以最大限度的对超大洪峰的丰沛期，干旱的枯水期的水能资源，得以反复充分利用。以改变不变的传统固定式单一装配发电机组应万变的水能资源水力发电模式，为以万变的阶梯式组合式发电机组应万变的水能资源水力发电模式，可充分合理的利用水能发电。既可有效地避免水资源浪费，又能避免对水源中下游区居民生活、生产等方面带来不利影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水能发电设备，特别是不恒定水位的水能发电设备，能全面充分的利用水流的丰沛期，枯水期，径水流期不同时期的水能大小，综合利用水资源发电。
背景技术
通常，水力发电是利用水源的水位落差，配合水轮发电机产生电力。也就是说利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机而得到电能。
水力发电所采用的是固定式单一的装配发电机组。由于水源的水流量是千变万化的，在雨季的丰沛期，干旱的枯水期和常年的径水流期，对于固定式单一的装配发电机组，在丰沛期水流量增大，发电机组满负荷运转后水资源用不完的情况下，因受固定式单一的装配发电机组的限制，不能重复利用继续再发电，而只好通过开闸泄洪放水，从而造成水资源浪费。而在干旱的枯水期，常年的径水流期，需要将发电机组设计的比较大，并且，必须蓄水提高水位才能发电。因此，会造成丰沛期特大流量的水能浪费，而枯水期，径水流期的蓄水，又会造成中下游生活生产缺水等其他环保问题。
发明内容
本实用新型的目的在于本实用新型的目的在于提供一种不恒定水位的水能发电设备，它能够克服已有技术的不足，采用阶梯式组合式发电机组的方式，可充分利用水能资源进行发电。
其解决方案是：在水源的坝体上设置阶梯式组合式发电机组，组合式发电机组之间通过传动机构相连接在同一传动主轴上，并通过计算机控制中心控制阶梯式组合式发电机组之间的配合及工作,以及水位的测量,水流量的监测。
所述阶梯式组合式发电机组2-4发组，并且，所述阶梯式组合式发电机组的装机容量自上而下依次增大，而阶梯式组合式发电机组的发电量根据水源的丰沛期、径水流期及枯水期的水能变化，发电量会自上而下依次增大及自下而上依次减小，充分利用水能。
所述阶梯式组合式发电机组的每一组发电机组由风叶式水轮经第一离合器及与传动主轴传动连接的第一传动机构与第二离合器连接，第二离合器经第二传动机构及变速箱与发电机连接而构成。
本实用新型采用上述技术方案，由于是在水源的坝体上设置阶梯式组合式发电机组，在水能转化为机械能时利用传动轴汇集离合器分离，在发电的同时采用既统一又分散的原则利用水能资源水能发电，能以最大限度的对超大洪峰的丰沛期，干旱的枯水期的水能资源，更加合理充分的利用。以改变不变的传统固定式单一装配发电机组应万变的水能资源水力发电模式，为以万变的阶梯式组合式发电机组应万变的水能资源水力发电模式，可充分合理的利用水能发电。既可有效地避免水资源浪费，又能避免对水源中下游区居民生活、生产等方面带来不利影响。
附图说明
图1为不恒定水位的水能发电设备的结构原理示意俯视图。
图2为图1中单组发电机组A的结构原理示意放大图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。
图1至图2中，可根据水源1的具体情况，在水源1的坝体5上设置阶梯式组合式发电机组的个数，现以发电机组A、发电机组B、发电机组C及发电机组D四组发电机组组合为例。由发电机组A、发电机组B、发电机组C及发电机组D组合而成的组合式发电机组与同一根传动主轴3连接，并以阶梯式的方式安装在水源1的 坝体5上，且自上而下安装的发电机组的装机容量依次逐渐增大。该阶梯式组合式发电机组之间的配合及工作,以及水位的测量,水流量的监测，均通过计算机控制中心控制。所说的水源1是指江、河、湖、泊，以及人造水库等适合发电的水资源。
所述发电机组A由通过发电机组A的支撑架A12固定在坝体5上的风叶式水轮A7，及与风叶式水轮A7的主轴输出端连接的发电机组A的第一离合器A6，该第一离合器A6的主轴输出端通过发电机组A的第一伞齿轮传动机构A5与传动主轴3连接，又与固定在发电机组A的支撑架A12上的发电机组A的第二离合器A4连接，所述第二离合器A4的主轴输出端通过第二伞齿轮传动机构A3，与固定在发电机组A的支撑架A12上的发电机组A变速箱A2连接，而该发电机组A变速箱A2的主轴输出端，与固定在发电机组A的支撑架A12上的发电机组A的发电机A1连接构成。而风叶式水轮A7位于水流通道2内，在水流通道2与水源1相连通的引水通道A11内靠近水流通道2的入口处，设置有发电机组A的截止阀A8。
所述发电机组B由通过发电机组B的支撑架B12固定在坝体5上的风叶式水轮B7，及与风叶式水轮B7的主轴输出端连接的发电机组B的第一离合器B6，该第一离合器B6的主轴输出端通过发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5与传动主轴3连接，又与固定在发电机组B的支撑架B12上的发电机组B的第二离合器B4连接，所述第二离合器B4的主轴输出端通过第二伞齿轮传动机构B3，与固定在发电机组B的支撑架B12上的发电机组B变速箱B2连接，而发电机组B变速箱B2的主轴输出端，与固定在发电机组B的支撑架B12上的发电机组B的发电机B1连接构成。而风叶式水轮B7位于水流通道2内，在水流通道2与水源1相连通的引水通道B11内靠近水流通道2的入口处，设置有发电机组B的截止阀B8。发电机组B的容量大于发电机组A的容量。
所述发电机组C由通过发电机组C的支撑架C12固定在坝体5上的风叶式水轮C7，及与风叶式水轮C7的主轴输出端连接的发电机组C的第一离合器C6，该第一离合器C6的主轴输出端通过发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5与传动主轴3连接，又与固定在发电机组C的支撑架C12上的发电机组C的第二离合器C4连接，该第二离合器C4的主轴输出端通过第二伞齿轮传动机构C3，与固定在发电机组C的支撑架C12上的发电机组C变速箱C2连接，而发电机组C变速箱C2的主轴输出端，与固定在发电机组C的支撑架C12上的发电机组C的发电机C1连接构成。而风叶式水轮C7位于水流通道2内，在水流通道2与水源1相连通的引水通道C11内靠近水流通道2的入口处，设置有发电机组C的截止阀C8。发电机组C的容量大于发电机组B的容量。
所述发电机组D由通过发电机组D的支撑架D12固定在坝体5上的风叶式水轮D7，及与风叶式水轮D7的主轴输出端连接的发电机组D的第一离合器D6，该第一离合器D6的主轴输出端通过发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5，与传动主轴3连接，又与固定在发电机组D的支撑架D12上的发电机组D的第二离合器D4连接，该第二离合器D4的主轴输出端通过第二伞齿轮传动机构D3，与固定在发电机组D的支撑架D12上的发电机组D变速箱D2连接，而发电机组D变速箱D2的主轴输出端，与固定在发电机组D的支撑架D12上的发电机组D的发电机D1连接构成。而风叶式水轮D7位于水流通道2内，在水流通道2与水源1相连通的引水通道D11内靠近水流通道2的入口处，设置有发电机组D的截止阀D8。发电机组D的容量大于发电机组C的容量。
在水源的丰沛期，当水位上升至发电机组D的引水通道D11时，由计算机控制中心控制，打开发电机组D的截止阀D8 ，此时发电机组C的引水通道C11中的发电机组C的截止阀C8、发电机组B的引水通道B11中的发电机组B的截止阀B8、发电机组A的引水通道A11中的发电机组A的截止阀A8均处于关闭状态；此时，来自发电机组D的引水通道C11中的水能冲击发电机组D的风叶式水轮D7转动，将水能转化为机械能，并通过风叶式水轮D7的主轴传递给发电机组D的第一离合器D6，经发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5传递给传动主轴3及发电机组D的第二离合器D4，由发电机组D的第二离合器D4传递给发电机组D的第二伞齿轮传动机构D3，并经发电机组D变速箱D2迫使发电机组D的发电机D1工作发电;
从引水通道D11下落至引水通道C11的水能继续作用于风叶式水轮C7转动，将水能转化为机械能，并通过风叶式水轮C7的主轴传递给发电机组C的第一离合器C6，经发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5传递给传动主轴10及发电机组C的第二离合器C4，由发电机组C的第二离合器C4传递给发电机组C的第二伞齿轮传动机构C3，并经发电机组C变速箱C2迫使发电机组C的发电机C1工作发电。该发电机组C的发电容量大于发电机组D的发电容量;
从引水通道D11下落的水能经风叶式水轮C7后继续下落至从引水通道B11并作用于风叶式水轮B7使其转动，将水能转化为机械能，再通过风叶式水B7的主轴传递给发电机组B的第一离合器B6，经发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5传递给传动主轴3及发电机组B的第二离合器B4，由发电机组B的第二离合器B4传递给发电机组B的第二伞齿轮传动机构B3，并经发电机组B变速箱B2迫使发电机组B的发电机B1工作发电。该发电机组B的发电容量大于发电机组C的发电容量;
从引水通道D11下落的水能经风叶式水轮C7及风叶式水轮B7后继续下落至引水通道A11并作用于风叶式水轮A7使其转动，将水能转化为机械能，再通过风叶式水轮A7的主轴传递给发电机组A的第一离合器A6，经发电机组A的第一伞齿轮传动机构A5传递给传动主轴3及发电机组A的第二离合器A4，由发电机组A的第二离合器A4传递给发电机组A的第二伞齿轮传动机构A3，并经发电机组A变速箱A2迫使发电机组A的发电机A1工作发电。该发电机组A的发电容量大于发电机组B的发电容量。
当从引水通道D11下落的水能下落至引水通道A11时，水源处于径水流期，若在坝体5上再设置一组小型发电机组(图中未画出)，还可以继续发电。使水能得到充分利用。
在水源的水位达到引水通道C11时，由计算机控制中心控制发电机组C的截止阀C8打开，于此同时，控制引水通道D11截止阀D8，引水通道B11的截止阀B8及引水通道A11的截止阀A8均处于关闭状态，此时，来自发电机组C的引水通道C11中的水能冲击发电机组C的风叶式水轮C7使其转动，将水能转化为机械能，并通过风叶式水轮C7的主轴传递给发电机组C的第一离合器C6，经发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5传递给传动主轴3，传动主轴3将获得的机械能传递给发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5，由发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5传递给发电机组D的第二离合器D4，由发电机组D的第二离合器D4传递给发电机组D的第二伞齿轮传动机构D3，并经发电机组D变速箱D2迫使发电机组D的发电机D1工作发电。此时，发电机组D的风叶式水轮D7由于离合器D6的作用而处于不工作状态。
从发电机组C的引水通道C11中下落的水能冲击发电机组B的风叶式水轮B7使其转动，将水能转化为机械能，并通过所述风叶式水轮B7的主轴传递给发电机组B的第一离合器B6，经发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5传递给传动主轴3，传动主轴3将获得的机械能传递给发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5，由发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5传递给发电机组C的第二离合器C4，再由发电机组C的第二离合器C4传递给发电机组C的第二伞齿轮传动机构C3，并经发电机组C变速箱C2迫使发电机组C的发电机C1工作发电;
从发电机组C的引水通道C11中下落的水能继续下落，作用于发电机组A的风叶式水轮A7使其转动，将水能转化为机械能，并通过所述风叶式水轮A7的主轴传递给发电机组A的第一离合器A6，经发电机组A的第一伞齿轮传动机构A5传递给传动主轴3，传动主轴3将获得的机械能传递给发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5，由发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5传递给发电机B的第二离合器B4，再由发电机B的第二离合器B4传递给发电机组B的第二伞齿轮传动机构B3，并经发电机组B变速箱B2迫使发电机组B的发电机B1工作发电。此时，由于水位落差的变化，发电机组A的装配较大，发电机组A的第二离合器A4开启处于不工作状态，发电机组 A的发电机A1不发电。
在水源的水位达到引水通道B11时，由计算机控制中心控制发电机组B的截止阀B8打开，于此同时，控制引水通道D11截止阀D8，引水通道C11的截止阀C8及引水通道A11的截止阀A8均处于关闭状态，此时，来自发电机组B的引水通道B11中的水能冲击发电机组B的风叶式水轮B7使其转动，将水能转化为机械能，并通过风叶式水轮B7的主轴传递给发电机组B的第一离合器B6，经发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5传递给传动主轴3，传动主轴3将获得的机械能经发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5传递给发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5，由发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5传递给发电机组D的第二离合器D4，由发电机组D的第二离合器D4传递给发电机组D的第二伞齿轮传动机构D3，并经发电机组D变速箱D2迫使发电机组D的发电机D1工作发电。此时，发电机组D的风叶式水轮D7由于离合器D6的开启处于不工作状态，而发电机组C的风叶式水轮C7由于离合器C6的开启处于不工作状态。
从发电机组B的引水通道B11中下落的水能冲击发电机组A的风叶式水轮A7使其转动，将水能转化为机械能，并通过所述风叶式水轮A7的主轴传递给发电机组A的第一离合器A6，经发电机组A的第一伞齿轮传动机构A5传递给传动主轴3，传动主轴3将获得的机械能经发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5，传递给发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5，由发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5传递给发电机组C的第二离合器C4，再由发电机组C的第二离合器C4传递给发电机组C的第二伞齿轮传动机构C3，并经发电机组C变速箱C2迫使发电机组C的发电机C1工作发电。由于受到水位落差的影响，发电机组A的发电机的装配较大，发电机组A的第二离合器A4离合器开启处于不工作状态，发电机组A不发电；而发电机组B的发电机装配也较大，发电机组B的第二离合器B4开启处于不工作状态，发电机组B不发电。
在水源的枯水期，当水位降到发电机组A的引水通道A11时，由计算机控制中心控制，打开发电机组A的截止阀A8 ，此时发电机组B的引水通道B11中的发电机组B的截止阀B8、发电机组B的引水通道B11中的发电机组B的截止阀B8及发电机组D的引水通道D11中的发电机组D的截止阀D8均处于关闭状态；此时，来自发电机组A的引水通道A11中的水能冲击发电机组A的风叶式水轮A7转动，将水能转化为机械能，并通过所述风叶式水轮A7的主轴传递给发电机组A的第一离合器A6，经发电机组A的第一伞齿轮传动机构A5传递给传动主轴3，该传动主轴3依次经发电机组B的第一伞齿轮传动机构B5及发电机组C的第一伞齿轮传动机构C5传递给发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5，该发电机组D的第一伞齿轮传动机构D5再传递给发电机组D的第二离合器D4，由发电机组D的第二离合器D4传递给发电机组D的第二伞齿轮传动机构D3，并经发电机组D变速箱D2迫使发电机组D的发电机D1工作发电。此时，发电机组B的水轮风叶B7由发电机组B的第一离合器B6开启而处于不工作状态，发电机组C的水轮风叶C7由发电机组C的第一离合器C6开启而处于不工作状态，发电机组D的水轮风叶D7由发电机组D的第一离合器D6开启而处于不工作状态。从而使水能得到反复充分利用。
由于在水源的枯水期受到水位落差的影响，发电机组A组装机大的关系，此时的发电机组A的第二离合器A4开启处于不发电工作状态，发电机组B的第二离合器B4开启处于不发电工作状态，发电机组C第二离合器C4开启处于不发电工作状态。只有发电机组D的发电机D1工作发电。
利用水能发电的过程中，在水源的丰沛期，由于阶梯式组合式发电机组的装机容量自上而下依次增大，利用水源的水位落差的增大而水位能增大，使阶梯式组合式发电机组发电量也自上而下依次增大。而在水源的径水流期及枯水期，阶梯式组合式发电机组发电量是自下而上依次减小的。
Claims (4)
1.一种不恒定水位的水能发电设备，其特征在于，在水源(1)的坝体 (5)上设置阶梯式组合式发电机组，且组合式发电机组之间通过传动机构相连接在同一传动主轴(3)上，并通过计算机控制中心控制阶梯式组合式发电机组之间的配合及工作,以及水位的测量,水流量的监测。
2.如权利要求1所述的不恒定水位的水能发电设备，其特征在于，所述阶梯式组合式发电机组为2-4发组。
3.如权利要求1所述的不恒定水位的水能发电设备，其特征在于，所述阶梯式组合式发电机组的装机容量自上而下依次增大，而阶梯式组合式发电机组的发电量根据水源(1)的丰沛期、径水流期及枯水期的水能变化，发电量会自上而下依次增大或自下而上依次减小。
4.如权利要求1所述的不恒定水位的水能发电设备，其特征在于，所述阶梯式组合式发电机组的每一组发电机组，由风叶式水轮经第一离合器及与传动主轴(3)传动连接的第一传动机构与第二离合器连接，第二离合器经第二传动机构及变速箱与发电机连接而构成。
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| CN201720907999.7U CN207363813U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 不恒定水位的水能发电设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113187643A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-30 | 广州市科峰科技投资有限公司 | 一种水力发电系统 |
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2017
- 2017-07-25 CN CN201720907999.7U patent/CN207363813U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113187643A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-30 | 广州市科峰科技投资有限公司 | 一种水力发电系统 |
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