CN211397765U - 浮船式水力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水力发电设备技术领域；浮船式水力发电装置，包括浮船平台、水箱、水箱支架、接水槽、水车、水轮管、水轮机和发电机；其中，浮船平台漂浮在流动的水面上，船首锚定，水箱通过水箱支架安装在浮船平台上，水车可转动安装在水箱侧面，水车下端没于水面之下，水车上端高于水箱上沿，水箱上端敞口并安装有平行于水车的接水槽接水槽长度大于水车直径；水箱底部连接垂直布置的水轮管，水轮管底端安装水轮机，发电机与水轮机传动连接；本实用新型提供了一种低成本、高效率的水力发电设备，其发电效率较高且对水流的方向稳定性、流速要求较低，可以广泛用于江河、季节性河流、潮汐滩涂带与海峡洋流环境。

Description

浮船式水力发电装置

技术领域：

本实用新型涉及水力发电设备技术领域。

背景技术：

水力发电是重要的清洁能源来源，在生产生活中有很重要的地位。

现有的水力发电设备多为配套水坝等水利设施的大型水轮机，效率高但设备成本也很高。不考虑并网的低成本小型水力发电装置多采用桨板轮直接驱动发电机的结构，该结构因对发电机的推动力很小，效率很低，严重依赖转速，因此也存在发电机轴承等转动部件磨损较快的问题，效费比不高，仅适合应急使用。同时，该类型水力发电设备对水流的方向稳定性、流速等都有较高要求，不利于部署使用。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种低成本便于部署使用，且采用水轮机提高发电效费比的新型水力发电设备。

浮船式水力发电装置，包括浮船平台、水箱、水箱支架、接水槽、水车、水轮管、水轮机和发电机。

其中，浮船平台漂浮在流动的水面上，船首锚定，水箱通过水箱支架安装在浮船平台上，水车可转动安装在水箱侧面，水车下端没于水面之下，水车上端高于水箱上沿，水箱上端敞口并安装有平行于水车的接水槽接水槽长度大于水车直径。

水箱底部连接垂直布置的水轮管，水轮管底端安装水轮机，发电机与水轮机传动连接。

工作时，船首通过锚定自动指向水流来向，水流带动水车旋转并通过水车扬升，经过水车顶时通过接水槽汇流至水箱内，通过水箱约束提高水箱内液位，水箱底部通过水轮管将高压水流引入水轮机，驱动水轮机并带动发电机工作，实现发电功能。

该设计中，不需要高成本的水利设施辅助即可安装使用，便于部署并降低成本，使用水车将水流动能转变为水箱内高水位的势能，提高驱动水轮等转动部件的力，在相同发电功率下可以有效降低设备磨损，并提高发电效率。

优选的，水车外缘设置有向水箱倾斜的水斗，水斗上设置有划水板。

为提高水箱内发电时的水位，本设计中还应包括水轮管阀，水轮管阀为蝶阀，安装在水轮管内，水轮管阀一侧通过绳索连接浮球，浮球漂浮于水箱内，仅当水箱内水位足够高时，浮球通过绳索牵动水轮管阀使其开启，水轮管才将水箱内的水导入水轮机，在水箱内水位低于工作水位时水轮管阀关闭，保证水轮机仅工作在设计水压下，提高发电效率。

优选的，水轮机由内水轮、内齿轮、外水轮、外齿轮和传动齿轮组成，水轮管由内水轮轴部通入内水轮，外水轮套装在内水轮外侧，内水轮与外水轮螺旋方向相反，内齿轮安装在内水轮上部外缘，外齿轮安装在外水轮上部外缘，传动齿轮夹持在内齿轮与外齿轮之间并与内齿轮、外齿轮啮合，发电机轴与传动齿轮传动连接。该设计下，通过内水轮的旋流水流可以直接驱动外水轮旋转，回收旋流动能，进一步提高发电效率，同时不会引入第二套发电机，降低设备成本。

本实用新型提供了一种低成本、高效率的水力发电设备，其发电效率较高且对水流的方向稳定性、流速要求较低，可以广泛用于江河、季节性河流、潮汐滩涂带与海峡洋流环境。

附图说明：

附图1是本实用新型浮船式水力发电装置具体实施例结构示意图；

附图2是本实用新型浮船式水力发电装置具体实施例水车、水箱侧视结构示意图；

附图3是本实用新型浮船式水力发电装置具体实施例水轮机结构示意图。

图中：浮船平台1、水箱2、水箱支架3、接水槽4、水车5、水斗501、划水板502、水轮管6、水轮管阀7、绳索701、浮球702、水轮机8、内水轮801、内齿轮802、外水轮803、外齿轮804、传动齿轮805。

具体实施方式：

浮船式水力发电装置，包括浮船平台1、水箱2、水箱支架3、接水槽4、水车5、水轮管6、水轮管阀7、水轮机8和发电机。

其中，浮船平台1漂浮在流动的水面上，船首锚定，水箱2通过水箱支架3安装在浮船平台1上，水车5外缘设置有向水箱2倾斜的水斗501，水斗501上设置有划水板502，水车5可转动安装在水箱2侧面，水车5下端没于水面之下，水车5上端高于水箱2上沿，水箱2上端敞口并安装有平行于水车5的接水槽4接水槽4长度大于水车5直径。

水箱2底部连接垂直布置的水轮管6，水轮管6底端安装水轮机8，发电机与水轮机8传动连接。

水轮管阀7为蝶阀，安装在水轮管6内，水轮管阀7一侧通过绳索701连接浮球702，浮球702漂浮于水箱2内，仅当水箱2内水位足够高时，浮球702通过绳索701牵动水轮管阀7使其开启，水轮管6才将水箱2内的水导入水轮机8，在水箱2内水位低于工作水位时水轮管阀7关闭，保证水轮机8仅工作在设计水压下，提高发电效率。

水轮机8由内水轮801、内齿轮802、外水轮803、外齿轮804和传动齿轮805组成，水轮管6由内水轮801轴部通入内水轮801，外水轮803套装在内水轮801外侧，内水轮801与外水轮803螺旋方向相反，内齿轮802安装在内水轮801上部外缘，外齿轮804安装在外水轮803上部外缘，传动齿轮805夹持在内齿轮802与外齿轮804之间并与内齿轮802、外齿轮804啮合，发电机轴与传动齿轮805传动连接。该设计下，通过内水轮801的旋流水流可以直接驱动外水轮803旋转，回收旋流动能，进一步提高发电效率，同时不会引入第二套发电机，降低设备成本。

工作时，船首通过锚定自动指向水流来向，水流通过划水板502带动水车5旋转并通过水斗501扬升，经过水车5顶时通过接水槽4汇流至水箱2内，通过水箱2约束提高水箱2内液位，水箱2底部通过水轮管6将高压水流引入水轮机8，驱动水轮机8并带动发电机工作，实现发电功能。

该设计中，不需要高成本的水利设施辅助即可安装使用，便于部署并降低成本，使用水车5将水流动能转变为水箱2内高水位的势能，提高驱动水轮等转动部件的力，在相同发电功率下可以有效降低设备磨损，并提高发电效率。

Claims (4)

1.浮船式水力发电装置，其特征在于，包括浮船平台、水箱、水箱支架、接水槽、水车、水轮管、水轮机和发电机；

其中，浮船平台漂浮在流动的水面上，船首锚定，水箱通过水箱支架安装在浮船平台上，水车可转动安装在水箱侧面，水车下端没于水面之下，水车上端高于水箱上沿，水箱上端敞口并安装有平行于水车的接水槽接水槽长度大于水车直径；

水箱底部连接垂直布置的水轮管，水轮管底端安装水轮机，发电机与水轮机传动连接。

2.如权利要求1所述的浮船式水力发电装置，其特征在于，所述水车外缘设置有向水箱倾斜的水斗，水斗上设置有划水板。

3.如权利要求1所述的浮船式水力发电装置，其特征在于，还包括水轮管阀，水轮管阀为蝶阀，安装在水轮管内，水轮管阀一侧通过绳索连接浮球，浮球漂浮于水箱内。

4.如权利要求1所述的浮船式水力发电装置，其特征在于，所述水轮机由内水轮、内齿轮、外水轮、外齿轮和传动齿轮组成，水轮管由内水轮轴部通入内水轮，外水轮套装在内水轮外侧，内水轮与外水轮螺旋方向相反，内齿轮安装在内水轮上部外缘，外齿轮安装在外水轮上部外缘，传动齿轮夹持在内齿轮与外齿轮之间并与内齿轮、外齿轮啮合，发电机轴与传动齿轮传动连接。

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