CN208024500U - 一种漂流发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种漂流发电机，为克服现有技术中先期投入巨大的成本、无法大范围推广的问题，一种漂流发电机，包括固定框架，固定框架固定设置在河床上，固定框架上滑动连接有机壳，机壳内设置有水轮，水轮由水流驱动，机壳内设置有发电机，水轮驱动发电机进行发电，机壳上固定设置有浮框，浮框用于将机壳漂浮在水面上，机壳随水面变化而上下浮动，与现有同类产品相比具有不受地缘限制、应用广泛、结构简单、投入成本低、能够克服水位变化影响和容易大范围推广等优点，而且，可以根据实际的江河流域情况，将多个漂流发电机组合在一起，漂流发电机的规模可大可小，形成一定数量规模的漂流发电机用于发电，具有因地制宜的优点。

Description

一种漂流发电机

技术领域

本实用新型属于发电设备，特指一种漂流发电机。

背景技术

电力是人类社会所不可或缺的，也可以说是社会繁荣富强的基础。尽管随着人类的进步及社会的发展，人类正在从水力发电、火力发电向核发电上过渡，但根据各自技术力量和自然情况，到目前为止，水力发电和火力发电仍然是电力事业所不可或缺的重要力量。

众所周知，常见的水力发电是利用江河的自然环境进行筑坝截流蓄水形成水库，通过水库形成稳定、持久的水流，再利用水库的高水位落差来驱动水轮机进行发电的，这种发电方式虽然通过筑坝蓄水能够获得稳定的水力，避免水轮机发电受到自然环境变化的影响，但是由于需要先期投入巨大的成本，无法大范围推广。

实用新型内容

为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种克服水位变化影响、投入成本低的漂流发电机。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种漂流发电机，包括固定框架，固定框架固定设置在河床上，固定框架上滑动连接有机壳，机壳内设置有水轮，水轮由水流驱动，机壳内设置有发电机，水轮驱动发电机进行发电，机壳上固定设置有浮框，浮框用于将机壳漂浮在水面上，机壳随水面变化而上下浮动。

作为优选，当所述机壳漂浮在水面上，水面位于水轮径向上的1/3至1/2位置之间。

作为优选，所述机壳的底部形成有供水流流过的流道，水轮转动设置在流道内。

作为优选，所述水轮不止一个，水轮交错排列在流道内。

作为优选，还包括传动机构，传动机构将水轮和发电机连接在一起，传动机构用于将水轮的驱动结合成一个驱动，并且将该驱动传输到发电机上。

作为优选，所述传动机构包括若干根转轴，转轴转动连接在机壳上，水轮固定连接在相应的转轴上，转轴的轴向上固定连接有第一齿轮，发电机上固定连接有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮之间连接有传动带，传动带将第一齿轮上的驱动传递到第二齿轮上。

作为优选，所述机壳上固定设置有若干连接头，连接头上开设有桩孔，固定框架包括相应的固定桩，固定桩穿设于桩孔上。

作为优选，所述水轮包括若干轮叶，所述轮叶具有若干壳体，所述壳体沿轴向一体成形，壳体的两端具有正高斯曲率的第一曲面壳，壳体的中部具有零高斯曲率的第二曲面壳。

作为优选，所述第一曲面壳为带有开口的球面壳或带有开口的椭球面壳或带有开口的抛物面壳。

作为优选，所述第二曲面壳为带有开口的圆柱面壳。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

(1)本实用新型采用在机壳上固定上浮框，浮框用英语将机壳漂浮在水面上机壳滑动连接在固定框架上，机壳能够在固定框架上上下滑动，因此，使得本漂流发电机能够克服水位变化影响，漂流发电机能够始终漂浮在水面上发电，在不同流域上都可以使用，与现有同类产品相比具有不受地缘限制、应用广泛的优点，漂流发电机的结构简单，使得投入成本低，相比于现有的水电站式发电机具有节约成本的优点，容易大范围推广本漂流发电机，而且，漂流发电机的规模可大可小，可以根据实际的江河流域情况，将多个漂流发电机组合在一起，形成一定数量规模的漂流发电机用于发电，具有因地制宜的优点。

(2)本实用新型的机壳漂浮在水面上，浮框限定水面位于水轮径向上的1/3至1/2位置之间，如果水面位于水轮径向上1/3以下的位置，水轮和水流接触棉结越大，水轮获得的驱动力越大，所以在水面1/3以下的位置水轮未对水流达到最佳的利用，如果水面位于水轮径向上1/2位置以上，水轮径向上1/2位置以上的水流会对水轮转动产生阻力，水流对水轮的驱动产生适得其反的效果，降低了水力的利用效率，如果水面位于水轮径向上1/3至1/2的位置，水力能够有效地反馈在水轮上，水轮能够将水流的动能和势能高效地转化为自身的机械能，此时的水流对水轮是较为理想的驱动力。

(3)本实用新型的水轮交错排列在流道内，水流进入流道后，水轮能够对水流进行逐级吸收，有效保证了能源的利用效率，而且交错排列的方式将水力的吸收分散到各个水轮上，在流速不大的流域，本漂流发电机也能正常工作。

(4)本实用新型的传动带和齿轮的传动机构具有结构紧凑、传动比准确和工作可靠的优点，能够将水轮的转速高效地传递到发电机上，提高能源利用效率，而且齿轮和皮带轮的传动结构可以使整体布局紧凑，在恶劣的自然环境下，也能长期正常运行。

(5)本实用新型的轮叶具有若干壳体，所述壳体沿轴向一体成形，壳体的两端具有正高斯曲率的第一曲面壳，壳体的中部具有零高斯曲率的第二曲面壳，所述第一曲面壳为带有开口的球面壳或带有开口的椭球面壳或带有开口的抛物面壳，所述第二曲面壳为带有开口的圆柱面壳，在水流冲击轮叶时，水流冲击在水轮正面作为驱动力，壳体正面具有的第一曲面壳和第二曲面壳的形状能够将冲击在壳体上的水流汇聚到壳体的中间，提高了水流对水轮的驱动力，壳体背面具有的第一曲面壳和第二曲面壳的形状将水向四周排开，减小轮叶在水中的阻力，水轮能够在水流中快速响应，在短时间内提升到和水流较为一致的速度。

(6)本实用新型的机壳上固定设置有若干连接头，连接头上开设有桩孔，固定框架包括相应的固定桩，固定桩穿设于桩孔上，多个固定桩固定的形式保证机壳上下浮动的流畅性，还能提高机壳在受到水流冲击和其他自然条件下的耐受力，而且，固定桩和桩孔的配合形式方便了使用者的拆装。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一；

图2是本实用新型的结构示意图之二；

图3是本实用新型的剖面结构示意图；

图4是本实用新型的水轮的结构示意图；

图5是本实用新型的轮叶的结构示意图；

图6是本实用新型的爆炸结构示意图；

图7是本实用新型的使用方式示意图。

图中：1-机壳、2-发电机、3-流道、4-水轮、5-传动机构、6-浮舫、7-固定桩、8-水闸、9-电网、10-连接头、11-散热槽、40-轮叶、41-轮毂、400-壳体、400a-第一曲面壳、400b-第二曲面壳、50-第一齿轮、51-传动带、52-第二齿轮、53-转轴。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1、图2和图3所示，一种漂流发电机，可以利用江河的低水位差、潮汐位差来发电，其包括固定框架，固定框架固定设置在河床上，河床由于土质比较松软，会在河床上挖出基坑，再在基坑内浇筑混凝土，提高了固定框架在河床上固定的牢固度，固定框架上滑动连接有机壳1，机壳1可以在固定框架上上下滑动，机壳1内设置有水轮4，水轮4由水流驱动，图2中的箭头代表水流流向叶轮的方向，水流从水轮4的径向上冲击水轮4，水轮4将水的动能和势能转换为自身机械功，机壳1内设置有发电机2，发电机2横向固定在机壳1内，水轮4驱动发电机2进行发电，水轮4将自身机械功传递给发电机2进行发电，机壳1上固定设置有浮框，浮框为一对浮舫6，浮舫6采用采用梭形形状制造而成，固定在机壳1的左右两侧，浮舫6的长度方向和水流方向一致，减小了浮舫6受到的水流阻力，浮框用于将机壳1漂浮在水面上，机壳1随水面变化而上下浮动。

在机壳1上固定上浮框，使得本漂流发电机克服了水位变化的影响，壳体400能够始终漂浮在水面上进行发电，而且采用固定框架的形式固定发电装置，发电装置只能在竖直方向上活动，固定方式可靠，因此，漂流发电机具有适用范围广、成本低、环境影响小的优点，与现有同类产品相比具有不受地缘限制、应用广泛的优点，而且，漂流发电机的规模可大可小，可以根据江河流实际情况，将多个漂流发电机组合起来，形成一定规模的漂流发电机组进行发电。

如图7所示，漂流发电机组合起来应用在水渠上，多个漂流发电机沿水流方向安装在水渠的下游段，打开闸门8，在水渠上游段的水流向水渠下游段，此时水流驱动本漂流发电机发电，水渠上的水流发电机均并入到电网9中。

当所述机壳1漂浮在水面上，水面位于水轮4径向上的1/3至1/2位置之间，如果水面位于水轮4径向上1/3以下的位置，水轮4和水流的接触面积越大，水流对水轮4驱动效果越好，当水面位于水轮41/3至1/2位置时，水流对水轮4的驱动达到最大值，当水面超过水轮4径向上1/2位置时，水流对水轮4的驱动产生阻力，降低了水轮4受到的驱动力，因此，水面位于水轮41/3至1/2位置，水轮4能够获得最理想的驱动力。

所述机壳1的底部形成有供水流流过的流道3，水流在流道3内单向通过，流道3具有一入口和一出口，水流从流道3的入口进入，在流道3的出口流出，水轮4转动设置在流道3内。

所述水轮4不止一个，水轮4交错排列在流道3内，水轮4在流道3内排列成多排，沿水流流动方向，可将水轮4分为第一排、第二排、第三排等以此类推，第二排的水轮4位于第一排的水轮4之间的间隙后方，第三排的水轮4位于第二排的水轮4之间的间隙后方，第一排的水轮4率先吸收水流的动能和势能，从第一排流下的水是从第一排的水轮4之间的间隙流下，第二排再对水流的动能和势能进行二次吸收，以此类推，水轮4对水力进行了逐级吸收，提高了水力的利用效率，而且，在低流速的流域上，水轮4凭借着高水力转化效率，漂流发电机也能正常工作。

还包括传动机构5，传动机构5将水轮4和发电机2连接在一起，传动机构5用于将水轮4的驱动结合成一个驱动，并且将该驱动传输到发电机2上。

所述传动机构5包括若干根转轴53，转轴53转动连接在机壳1上，转轴53均横向设置在流道3内，转轴53沿流道3长度方向排列在流道3内，水轮4固定连接在相应的转轴53上，转轴53的两端固定连接有第一齿轮50，发电机2上固定连接有第二齿轮52，第二齿轮52是一对，安装在发电机2的左右两侧，第一齿轮50和第二齿轮52之间连接有传动带51，传动带51将第一齿轮50上的驱动传递到第二齿轮52上，齿轮和传动带51的结构具有传动比准确和工作可靠的优点，漂流发电机能够在江河流域上长期稳定工作，发电机2能够输出稳定的电能，而且，齿轮和传动带51的结构具有结构紧凑的优点，在机壳1内占用空间小和空间要求不高，因此能够将机壳1尺寸做小和做成扁平化的造型，提高了漂流发电机在恶劣的自然环境下的耐受力，由于机壳1尺寸变小和扁平化，为了给及科内的发电机2散热，机壳1上开设有散热槽11。

所述机壳1上固定设置有若干连接头10，连接头10位于机壳1的四端，连接头10上开设有桩孔，固定框架包括相应的固定桩7，固定桩7穿设于桩孔上，多个固定桩7固定的形式保证机壳1上下浮动的流畅性，还能提高机壳1在受到水流冲击和其他自然条件下的耐受力，而且，固定桩7和桩孔的配合形式方便了使用者的拆装。

如图4和图5所示，所述水轮4包括若干轮叶40，还包括轮毂41，轮叶40沿轮毂41周向上固定在轮毂41上，轮叶40可通过焊接、铆接等形式固定在轮毂41上，所述轮叶40具有若干壳体400，所述壳体400沿轴向一体成形，壳体400的两端具有正高斯曲率的第一曲面壳400a，壳体400的中部具有零高斯曲率的第二曲面壳400b，在水流冲击在轮叶40上时，第一曲面壳400a和第二曲面壳400b正面具有向内凹陷的曲面能够将水流汇聚在壳体400的中间，而第一曲面壳400a和第二曲面壳400b的背面具有具有向外凸起的曲面，轮叶40在水中转动时，冲击在向外凸起的曲面上的水会被排开，减小水轮4在水中运动的阻力，水轮4在水流驱动下能够较快地响应，能够在短时间内提升到和水流同步的速度。

所述第一曲面壳400a为带有开口的球面壳或带有开口的椭球面壳或带有开口的抛物面壳。

所述第二曲面壳400b为带有开口的圆柱面壳。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种漂流发电机，其特征在于，包括固定框架，固定框架固定设置在河床上，固定框架上滑动连接有机壳(1)，机壳(1)内设置有水轮(4)，水轮(4)由水流驱动，机壳(1)内设置有发电机(2)，水轮(4)驱动发电机(2)进行发电，机壳(1)上固定设置有浮框，浮框用于将机壳(1)漂浮在水面上，机壳(1)随水面变化而上下浮动。

2.根据权利要求1所述的一种漂流发电机，其特征在于，当所述机壳(1)漂浮在水面上，水面位于水轮(4)径向上的1/3至1/2位置之间。

3.根据权利要求1所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述机壳(1)的底部形成有供水流流过的流道(3)，水轮(4)转动设置在流道(3)内。

4.根据权利要求2所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述水轮(4)不止一个，水轮(4)交错排列在流道(3)内。

5.根据权利要求1所述的一种漂流发电机，其特征在于，还包括传动机构(5)，传动机构(5)将水轮(4)和发电机(2)连接在一起，传动机构(5)用于将水轮(4)的驱动结合成一个驱动，并且将该驱动传输到发电机(2)上。

6.根据权利要求5所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述传动机构(5)包括若干根转轴(53)，转轴(53)转动连接在机壳(1)上，水轮(4)固定连接在相应的转轴(53)上，转轴(53)的轴向上固定连接有第一齿轮(50)，发电机(2)上固定连接有第二齿轮(52)，第一齿轮(50)和第二齿轮(52)之间连接有传动带(51)，传动带(51)将第一齿轮(50)上的驱动传递到第二齿轮(52)上。

7.根据权利要求1所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述机壳(1)上固定设置有若干连接头(10)，连接头(10)上开设有桩孔，固定框架包括相应的固定桩(7)，固定桩(7)穿设于桩孔上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述水轮(4)包括若干轮叶(40)，所述轮叶(40)具有若干壳体(400)，所述壳体(400)沿轴向一体成形，壳体(400)的两端具有正高斯曲率的第一曲面壳(400a)，壳体(400)的中部具有零高斯曲率的第二曲面壳(400b)。

9.根据权利要求8所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述第一曲面壳(400a)为带有开口的球面壳或带有开口的椭球面壳或带有开口的抛物面壳。

10.根据权利要求9所述的一种漂流发电机，其特征在于，所述第二曲面壳(400b)为带有开口的圆柱面壳。