CN213540605U - 一种循环式水渠水轮发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环式水渠水轮发电系统，其包括蓄水系统及设置于其上的水轮发电系统，蓄水系统包括蓄水池及通过水渠串联设置的若干个集水池；水轮发电系统包括水轮发电装置及设置于其上方的提升装置；水轮发电装置包括支架Ⅰ及设置于其上的旋转轴；旋转轴上设置有水轮，其两端均设置有轴承瓦座、减速器和发电机；提升装置包括支架Ⅱ及设置于其上的传动机构。本实用新型结构设计合理，循环式水渠的设置能够使得水轮发电系统在较小的损耗下充分利用水的动能，实现持续发电的目的。

Description

一种循环式水渠水轮发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电设备领域，尤其涉及一种循环式水渠水轮发电系统。

背景技术

现有技术中，对于小型用电区域常采用水渠水轮发电机组进行发电，所发电量一部分为水渠水轮发电机组中的用电设备提供运转电能，一部分用于小型用电区域维持日常用电量，若有多余的电量集中变电站，采取升压并入国家电网中。直通式水渠水轮发电机是目前运用最为广泛的水轮发电方式。

但是该发电方式也存在着一个最大的问题，即对于离湖泊、溪流较远的区域，若采用该直通式水渠水轮发电方式，必须在水渠的一端引入活水，再打通水渠的另一端将活水放出，在建造此种水渠的过程中，所耗费的人力、物力、财力远远大于用其他方式的发电设施。同时，对于宽度有限的水渠也仅能安装小型水轮发电设备，且一台小型水轮发电设备是远远不足以带动该区域正常用电的，即使加装数量众多的小型水轮发电设备，水渠的部分区域也存在着空间的浪费。

因此，需要一种能够循环利用水流的动能，并在较小的损耗下实现持续发电的目的，同时充分利用空间资源的系统。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种循环式水渠水轮发电系统。

本申请解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种循环式水渠水轮发电系统，其包括蓄水系统及设置于其上的水轮发电系统，所述蓄水系统包括蓄水池及通过水渠串联设置的若干个集水池，首端的集水池和尾端的集水池分别与蓄水池连接，形成环形通路；所述相邻集水池之间的水渠上设置有水轮发电系统；

所述水轮发电系统包括水轮发电装置及设置于其上方的提升装置；

所述水轮发电装置包括支架Ⅰ及设置于其上的旋转轴；所述旋转轴上设置有水轮，其两端均设置有轴承瓦座、减速器和发电机；所述旋转轴下方设置有支杆；所述支架Ⅰ上设置有限位块和限位孔；所述轴承瓦座上设置有链条，其通过链条与提升装置连接；

所述提升装置包括支架Ⅱ及设置于其上的传动机构；所述支架Ⅱ包括第一桁架和通过支撑杆与其连接的第二桁架；所述传动机构包括设置于第一桁架上方的电机、通过传动轴与电机连接的主动轮、与主动轮啮合的从动轮及通过传动轴与从动轮连接的链轮；所述链条缠绕在链轮上。

进一步地，所述蓄水池与首端的集水池之间设置有闸门；所述蓄水池与尾端的集水池之间设置有水泵；所述蓄水池内壁面设置有标尺；所述首端的集水池上设置有补水管。

进一步地，所述集水池与水渠之间设置有拦网。

进一步地，所述支杆包括第一支杆和第二支杆；所述第一支杆设置于轴承瓦座下表面；所述减速器与发电机下表面设置有底座，第二支杆设置于底座下表面，且第二支杆一端连接第一支杆；所述第一支杆上设置有限位孔。

进一步地，所述支架Ⅰ为“门”字型，其设立于水渠的外壁面；所述支架Ⅰ上设置的限位块包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块位于支架Ⅰ顶端，第二限位块位于支架Ⅰ中端；所述支架Ⅰ上的限位孔设置有若干个，且等间隔排列于第一限位块和第二限位块之间。

进一步地，所述水轮包括套筒及设置于其上的水轮叶片。

进一步地，所述支架Ⅱ固定连接于支架Ⅰ的上方。

进一步地，所述主动轮和从动轮均为斜齿轮；所述电机一端连接的传动轴，其贯穿第一桁架和主动轮，并与第二桁架通过轴承座连接；所述从动轮设置有两个并分别啮合于主动轮两端；所述从动轮与链轮之间设置有轴承瓦座，其一端与第二桁架固定连接。

本实用新型所述的技术方案与现有技术相比，结构设计合理，发电效率高，循环式水渠的设置能够使得水轮发电系统在较小的损耗下充分利用水的动能，实现持续发电的目的；

通过设置可升降的水轮发电系统，能够根据水渠中经过的水流量，调节水轮发电系统的高低，以保证持续动能的输入，电量的持续输出；

通过设置集水池和相邻集水池之间的拦网，不仅能够防止杂物掉进蓄水系统时，拦截其靠近水轮发电系统，避免杂物影响水轮发电系统正常工作；同时，集水池内还能够进行水产养殖，此时拦网将起着拦截水产生物靠近水轮发电系统的作用。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型水轮发电系统的机构示意图；

图3为本实用新型水轮发电系统左侧支架Ⅰ和支架Ⅱ的结构示意图

其中：1、蓄水系统；11、蓄水池；12、集水池；13、水渠；14、补水管；15、水泵；2、水轮发电系统；21、水轮发电装置；211、支架Ⅰ；212、旋转轴；213、水轮；214、轴承瓦座；215、减速器、216、发电机；217、限位孔；218、限位块；219、第一支杆；2110、第二支杆；2111、链条；22、提升装置；221、支架Ⅱ；222、链轮；223、电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“连通”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，一种循环式水渠水轮发电系统，其包括蓄水系统1及设置于其上的水轮发电系统2，蓄水系统1包括蓄水池11及通过水渠13串联设置的若干个集水池12，首端的集水池12和尾端的集水池12分别与蓄水池11连接，形成环形通路；相邻集水池12之间的水渠13上设置有水轮发电系统2；

水轮发电系统2包括水轮发电装置21及设置于其上方的提升装置22；

水轮发电装置21包括支架Ⅰ211及设置于其上的旋转轴212；旋转轴212上设置有水轮213，其两端均设置有轴承瓦座214、减速器215和发电机216；旋转轴212下方设置有支杆；支架Ⅰ211上设置有限位块218和限位孔217；轴承瓦座214上设置有链条2111，其通过链条2111与提升装置22连接；

提升装置22包括支架Ⅱ221及设置于其上的传动机构；支架Ⅱ221包括第一桁架和通过支撑杆与其连接的第二桁架；传动机构包括设置于第一桁架上方的电机223、通过传动轴与电机223连接的主动轮、与主动轮啮合的从动轮及通过传动轴与从动轮连接的链轮222；链条2111缠绕在链轮222上。

本实用新型的实施例中，蓄水池11前端通过水渠13与首端的集水池连接，且蓄水池11与首端的集水池12之间设置有闸门；蓄水池11后端与尾端的集水池12连接，且蓄水池11与尾端的集水池12之间设置有水泵15；首端的集水池12上设置有补水管14，通过补水管14完成向蓄水系统1中进水及后续补水工作。

本实用新型的实施例中，蓄水池11内壁面设置有标尺，通过该标尺能够测定蓄水池11中的水量高度，并通过该数据计算水轮发电系统21开启的时间，同时还能够得出补水管14停止进水的时间及开启蓄水池11与首端的集水池12之间闸门的时间。

本实用新型的实施例中，集水池12与水渠13之间设置有拦网，拦网数量设置为两个，分别位于的水轮发电系统2的前、后端，拦网的设置可防止杂物掉进蓄水系统1时，拦截其靠近水轮发电系统2，避免杂物影响水轮发电系统2正常工作。

本实用新型的实施例中，支杆包括第一支杆219和第二支杆2110；第一支杆219设置于轴承瓦座214下表面；减速器215与发电机216下表面设置有底座，第二支杆2110设置于底座下表面，且第二支杆2110一端连接第一支杆219。

本实用新型的实施例中，支架Ⅰ211为“门”字型，其设立于水渠13的外壁面，即水渠13的外壁面左、右两侧均设置有支架Ⅰ211，且两侧支架Ⅰ211位置对称；支架Ⅰ211上设置的限位块218包括第一限位块和第二限位块，第一限位块位于支架Ⅰ211顶端，第二限位块位于支架Ⅰ211中端；支架Ⅰ上的限位孔217设置有若干个，且等间隔排列于第一限位块和第二限位块之间，限位块218的设置能够限制水轮发电装置21提升或下降的极限位置，限位孔217的设置能够在水轮发电系统2根据水渠13中水流量确定某一高度时，通过螺栓穿进限位孔217的方式将水轮发电系统2固定于该高度。

本实用新型的实施例中，水轮213包括套筒及设置于其上的水轮叶片。

本实用新型的实施例中，支架Ⅱ221固定连接于支架Ⅰ211的上方，支架Ⅰ211采用U型槽钢结构，轴承瓦座214的前、后端均位于支架Ⅰ211的U型槽内。

本实用新型的实施例中，主动轮和从动轮均为斜齿轮；电机223一端连接的传动轴，其贯穿第一桁架和主动轮，并与第二桁架通过轴承座连接；从动轮设置有两个并分别啮合于主动轮两端；从动轮与链轮222之间设置有轴承瓦座214，其一端与第二桁架固定连接。

本实用新型的实施例中，主动轮与从动轮啮合的过程中，啮合于主动轮左端的从动轮旋转方向与啮合于主动轮右端的从动轮旋转方向相反，因此与左端从动轮连接的链轮222上链条2111缠绕的方向与右端从动轮连接的链轮222上链条2111缠绕的方向相反。

本实用新型实施例的工作原理为：

通过设置于首端的集水池12上的补水管14，向蓄水系统1进水，直至水流进入尾端的集水池12并在其中储存一定水量后，启动靠近尾端的集水池12的水轮发电系统2，随后启动排列其后的集水池12的水轮发电系统2，依次顺序启动该系统，直至启动靠近首端上午集水池12的水轮发电系统2；

启动水轮发电系统2时，先开启提升装置22上的电机223，电机223的传动轴旋转带动主动轮旋转，随后主动轮带动与其啮合的从动轮旋转，从动轮带动传动轴旋转从而带动链轮222旋转，缠绕在链轮222上的链条2111将水轮发电装置21向下降落，直至到达水渠13中水流的动能能够带动水轮213旋转的高度为止，此时，利用螺栓穿进设置于支架Ⅰ211和第一支杆219上的限位孔217，将水轮发电装置21固定于该高度；水流带动水轮213旋转，将动能转化为机械能，再通过减速器215和发电机216转化为电能，该部分电能进入变电站升压、降压，最终并入电网。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：包括蓄水系统及设置于其上的水轮发电系统，所述蓄水系统包括蓄水池及通过水渠串联设置的若干个集水池，首端的集水池和尾端的集水池分别与蓄水池连接，形成环形通路；所述相邻集水池之间的水渠上设置有水轮发电系统；

所述水轮发电系统包括水轮发电装置及设置于其上方的提升装置；

所述水轮发电装置包括支架Ⅰ及设置于其上的旋转轴；所述旋转轴上设置有水轮，其两端均设置有轴承瓦座、减速器和发电机；所述旋转轴下方设置有支杆；所述支架Ⅰ上设置有限位块和限位孔；所述轴承瓦座上设置有链条，其通过链条与提升装置连接；

所述提升装置包括支架Ⅱ及设置于其上的传动机构；所述支架Ⅱ包括第一桁架和通过支撑杆与其连接的第二桁架；所述传动机构包括设置于第一桁架上方的电机、通过传动轴与电机连接的主动轮、与主动轮啮合的从动轮及通过传动轴与从动轮连接的链轮；所述链条缠绕在链轮上。

2.根据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述蓄水池与首端的集水池之间设置有闸门；所述蓄水池与尾端的集水池之间设置有水泵；所述蓄水池内壁面设置有标尺；所述首端的集水池上设置有补水管。

3.根据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述集水池与水渠之间设置有拦网。

4.据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述支杆包括第一支杆和第二支杆；所述第一支杆设置于轴承瓦座下表面；所述减速器与发电机下表面设置有底座，第二支杆设置于底座下表面，且第二支杆一端连接第一支杆；所述第一支杆上设置有限位孔。

5.根据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述支架Ⅰ为“门”字型，其设立于水渠的外壁面；所述支架Ⅰ上设置的限位块包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块位于支架Ⅰ顶端，第二限位块位于支架Ⅰ中端；所述支架Ⅰ上的限位孔设置有若干个，且等间隔排列于第一限位块和第二限位块之间。

6.根据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述水轮包括套筒及设置于其上的水轮叶片。

7.根据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述支架Ⅱ固定连接于支架Ⅰ的上方。

8.根据权利要求1所述的一种循环式水渠水轮发电系统，其特征在于：所述主动轮和从动轮均为斜齿轮；所述电机一端连接的传动轴，其贯穿第一桁架和主动轮，并与第二桁架通过轴承座连接；所述从动轮设置有两个并分别啮合于主动轮两端；所述从动轮与链轮之间设置有轴承瓦座，其一端与第二桁架固定连接。

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