CN215057859U - 一种水利发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水利发电设备，包括支架、转轮以及多个承接板，所述转轮上固定连接有至少一个位于所述转轮的径向上的中空杆，或者所述支架上设置链条蓄能组件。通过设置中空杆和/或链条蓄能组件，除了可以利用水利带动转轮转动，还可以利用滚珠或水银的自重，使得一部分滚珠移动或水银流动带动转轮转动以提升转速，另一部分滚珠或水银则通过向上提升实现蓄能，即水流在带动转轮转动时，水流的部分动能转换为了转轮的动能，另一部分则转换为了滚珠或水银的重力势能，这些重力势能在滚珠或水银转动到特定位置时被使用，与水流共同驱动转轮转动，转换电能的效率相对较高、结构简单且对使用环境要求相对较低。

Description

一种水利发电设备

技术领域

本实用新型涉及一种发电设备，尤其是一种水力发电设备。

背景技术

水轮车是一种以水流为动力用于排灌的旧式机械装置，由于受水流速度的限制，其转速通常相对较慢，将机械能转换为电能的效率相对较低，难以直接应用于发电设备。

水轮发电机是一种以水轮机为原动机将水的重力势能和机械能能转换为电能的发电设备，由于其主要是利用水轮叶片的结构造型和水轮腔的结构造型来增加转速，结构较为复杂，对使用环境的要求也相对较高。

有鉴于此，本申请人对水利发电设备的结构进行了深入的研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转换电能的效率相对较高、结构简单且对使用环境要求相对较低的水利发电设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水利发电设备，包括支架、转动连接在所述支架上的转轮以及多个均匀绕设在所述转轮的周向表面上的承接板，所述转轮的周缘固定连接有与所述转轮同轴布置的内齿圈、外齿圈或圆环形链条，所述支架上转动连接有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的传动齿轮或者所述支架上转动连接有与所述圆环形链条啮合的传动链轮，所述传动齿轮或所述传动链轮上传动连接有发电机，所述转轮上固定连接有至少一个位于所述转轮的径向上的中空杆，所述中空杆的两端分别设置有堵头，且所述中空杆内设置有滚珠或所述中空杆内灌注有水银。

作为本实用新型的一种改进，所述中空杆内设置的是所述滚珠，所述中空杆的两端分别开设有气孔，当所述中空杆竖直布置且位于所述转轮的轴线下方时，所述气孔的开口方向与水流方向相反。

作为本实用新型的一种改进，所述支架上还设置有辅助电机，所述辅助电机的输出轴上设置有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的驱动齿轮或者所述辅助电机的输出轴上设置有与所述圆环形链条啮合的驱动链轮。

作为本实用新型的一种改进，还包括蓄电池，所述蓄电池的充电接口与所述发电机电连接，所述蓄电池的放电接口与所述辅助电机电连接。

作为本实用新型的一种改进，所述支架上还设置有链条蓄能组件，所述链条蓄能组件包括分别转动连接在所述支架上且上下依次布置的上链轮和下链轮、套设在所述上链轮和所述下链轮之间的蓄能链条、多个沿所述蓄能链条的周向依次固定连接在所述蓄能链条上的蓄能单元以及与所述转轮相对固定且同轴布置的过渡链轮，所述上链轮或所述下链轮为双排链轮，该双排链轮和所述过渡链轮之间套设有过渡链条，所述蓄能单元包括第一容器、第二容器和连接在所述第一容器和所述第二容器之间的连接管，所述第一容器或所述第二容器内装盛有水银，所述第一容器固定连接在所述过渡链条上，当所述蓄能单元位于所述过渡链条的最下端时，所述第一容器和所述第二容器沿水流方向依次布置。

一种水利发电设备，包括支架、转动连接在所述支架上的转轮以及多个均匀绕设在所述转轮的周向表面上的承接板，其特征在于，所述转轮的周缘固定连接有与所述转轮同轴布置的内齿圈、外齿圈或圆环形链条，所述支架上转动连接有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的传动齿轮或者所述支架上转动连接有与所述圆环形链条啮合的传动链轮，所述传动齿轮或所述传动链轮上传动连接有发电机；

所述支架上设置有链条蓄能组件，所述链条蓄能组件包括分别转动连接在所述支架上且上下依次布置的上链轮和下链轮、套设在所述上链轮和所述下链轮之间的蓄能链条、多个沿所述蓄能链条的周向依次固定连接在所述蓄能链条上的蓄能单元以及与所述转轮相对固定且同轴布置的过渡链轮，所述上链轮或所述下链轮为双排链轮，该双排链轮和所述过渡链轮之间套设有过渡链条，所述蓄能单元包括第一容器、第二容器和连接在所述第一容器和所述第二容器之间的连接管，所述第一容器或所述第二容器内装盛有水银，所述第一容器固定连接在所述过渡链条上，当所述蓄能单元位于所述过渡链条的最下端时，所述第一容器和所述第二容器沿水流方向依次布置。

作为本实用新型的一种改进，所述支架上还设置有辅助电机，所述辅助电机的输出轴上设置有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的驱动齿轮或者所述辅助电机的输出轴上设置有与所述圆环形链条啮合的驱动链轮。

作为本实用新型的一种改进，还包括蓄电池，所述蓄电池的充电接口与所述发电机电连接，所述蓄电池的放电接口与所述辅助电机电连接。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

通过设置中空杆和/或链条蓄能组件，除了可以利用水利带动转轮转动，还可以利用滚珠或水银的自重，使得一部分滚珠移动或水银流动带动转轮转动以提升转速，另一部分滚珠或水银则通过向上提升实现蓄能，即水流在带动转轮转动时，水流的部分动能转换为了转轮的动能，另一部分则转换为了滚珠或水银的重力势能，这些重力势能在滚珠或水银转动到特定位置时被使用，与水流共同驱动转轮转动，转换电能的效率相对较高、结构简单且对使用环境要求相对较低

附图说明

图1本实用新型水利发电设备的结构示意图，图中箭头为使用时的水流方向。

图中标示对应如下：

10-转轮； 11-承接板；

12-圆环形链条； 13-传动链轮；

14-中空杆； 15-驱动链轮；

20-链条蓄能组件； 21-上链轮；

22-下链轮； 23-蓄能链条；

24-蓄能单元； 25-过渡链轮；

31-第一容器； 32-第二容器；

33-连接管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例一。

如图1所示，本实施例提供一种水利发电设备，包括支架(图中未示出)、转动连接在支架上的转轮10以及多个均匀绕设在转轮10的周向表面上的承接板11，承接板11和转轮10之间的具体连接结构与传统用于排灌的水轮车所采用的结构相同，并非本实施例的重点，此处不再详述。

转轮10的周缘固定连接有与转轮10同轴布置的内齿圈、外齿圈或圆环形链条12，支架上转动连接有与内齿圈或外齿圈啮合的传动齿轮或者支架上转动连接有与圆环形链条12啮合的传动链轮13，在本实施例中以设置圆环形链条12和传动链轮13为例进行说明，其中，圆环形链条12的每个链节都固定连接在转轮10上，与采用内齿圈或外齿圈的技术方案相比，采用圆环形链条12对加工精度要求低，且便于维护，如果某一个链节损坏，只需更换对应的链节即可，而无需替换整个圆环形链条12，维护成本也相对较低。传动齿轮或传动链轮13上传动连接有发电机(图中未示出)，发电机和传动齿轮或传动链轮13之间的具体传动连接结构可以为常规的结构，例如直接连接、通过传动杆连接或通过齿轮箱连接等，此处也不再详述。

转轮10上固定连接有至少一个位于转轮10的径向上的中空杆14，当中空杆14有多个时，各中空杆14以转轮10的轴线为中心匀布。在本实施例中以三个中空杆14为例进行说明。中空杆14的两端分别设置有堵头，需要说明的是，堵头可以是独立的零部件，也可以是转轮10的一部分，即也可以利用转轮10作为堵头封堵住空心杆14的两端。中空杆14内设置有滚珠(图中未示出)，滚珠可以在中空杆14的内孔中滚动。当然，也可以在中空杆14内灌注水银取代上述滚珠，当在中空杆14内灌注水银时，中空杆14的内孔需要密闭，且水银的灌注量通常为中空杆14的内孔容积的三分之一以下。采用水银的方案，工作时噪声相对较小，但采用滚珠的方案，蓄能效果更佳，在本实施例中以采用滚珠的方案为例进行说明，即在本实施例中，中空杆14内设置的是滚珠。

优选的，中空杆14的两端分别开设有气孔，当中空杆14竖直布置且位于转轮10的轴线下方时，气孔的开口方向与使用时水流方向相反，这样有助于滚珠更好的滚动，且避免气体阻碍转轮10转动。需要说明的是，中空杆14的两端并非仅仅指其端部，还包括靠近其端部的位置。

支架上还设置有辅助电机(图中未示出)，辅助电机的输出轴上设置有与圆环形链条12啮合的驱动链轮15，以便在水流量不足时带动转轮10转动，以保证发电平稳。当然，当转轮10上固定的是内齿圈或外齿圈时，辅助电机的输出轴上设置的是与内齿圈或外齿圈啮合的驱动齿轮。

优选的，本实施例提供的水利发电设备还包括蓄电池(图中未示出)，该蓄电池的充电接口与发电机电连接，该蓄电池的放电接口与辅助电机电连接。

此外，在本实施例中，支架上还设置有链条蓄能组件20，链条蓄能组件20包括分别转动连接在支架上且上下依次布置的上链轮21和下链轮22、套设在上链轮21和下链轮之间的蓄能链条23、多个沿蓄能链条23的周向依次固定连接在蓄能链条23上的蓄能单元24以及与转轮10相对固定且同轴布置的过渡链轮25，其中，过渡链轮25可以直接固定连接在转轮10上，也可以通过转杆间接固定连接在转轮10上。上链轮21或下链轮22为双排链轮，该双排链轮和过渡链轮25之间套设有过渡链条(图中未示出)，以便转轮10和蓄能链条23之间可以相互传动。

蓄能单元24包括第一容器31、第二容器32和连接在第一容器31和第二容器32之间的连接管33，第一容器31或第二容器32内装盛有水银，使用时水银可以在两个容器以及连接管33之间流动。第一容器31固定连接在过渡链条23上，当蓄能单元24的第一容器31位于过渡链条23的最下端时，第一容器31和第二容器32在竖直方向上错位布置且沿水流方向依次布置，则当蓄能单元24连接在过渡链条23的竖直链段上时，连接管33相对于水平面倾斜布置，且倾斜方向为沿水流方向逐渐向上。

使用时，将转轮10浸没在水流中，如果该水流具有瀑布，则将转轮10放置在瀑布的下流并尽可能靠近瀑布，以便充分利用落差水位所产生的重力势能。为便于说明，以图1所示的左右方位为例，在使用过程中，水流带动转轮10顺时针转动，越过左侧的水平位置之后的中空杆14，其内的滚珠会在重力作用下往下滑落，而越过右侧的水平位置之后的中空杆14，且内的滚珠会在重力作用下往转轮10的轴线方向滑落，使得转轮10在杠杆作用下加速，实现转速提升；同样的，对于链条蓄能组件20，运动到左侧的蓄能单元24中，水银从第一容器31流到第二容器32中，而运动到右侧的蓄能单元24中，水银从第二容器32流到第一容器31中，使得蓄能链条23在杠杆作用下加速，进而带动转轮10加速转动，实现转速提升；最后，转轮10带动直径远小于转轮10的传动链轮13快速转动，以便通过发电机进行发电。

实施例二。

仍参考图1所示，本实施例与实施例一的区别在于，在本实施例中没有设置中空杆14,和滚珠，或者保留了中空杆14但没有设置滚珠，仅利用链条蓄能组件20进行蓄能和加速。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种水利发电设备，包括支架、转动连接在所述支架上的转轮以及多个均匀绕设在所述转轮的周向表面上的承接板，其特征在于，所述转轮的周缘固定连接有与所述转轮同轴布置的内齿圈、外齿圈或圆环形链条，所述支架上转动连接有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的传动齿轮或者所述支架上转动连接有与所述圆环形链条啮合的传动链轮，所述传动齿轮或所述传动链轮上传动连接有发电机，所述转轮上固定连接有至少一个位于所述转轮的径向上的中空杆，所述中空杆的两端分别设置有堵头，且所述中空杆内设置有滚珠或所述中空杆内灌注有水银。

2.如权利要求1所述的水利发电设备，其特征在于，所述中空杆内设置的是所述滚珠，所述中空杆的两端分别开设有气孔，当所述中空杆竖直布置且位于所述转轮的轴线下方时，所述气孔的开口方向与水流方向相反。

3.如权利要求1所述的水利发电设备，其特征在于，所述支架上还设置有辅助电机，所述辅助电机的输出轴上设置有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的驱动齿轮或者所述辅助电机的输出轴上设置有与所述圆环形链条啮合的驱动链轮。

4.如权利要求3所述的水利发电设备，其特征在于，还包括蓄电池，所述蓄电池的充电接口与所述发电机电连接，所述蓄电池的放电接口与所述辅助电机电连接。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的水利发电设备，其特征在于，所述支架上还设置有链条蓄能组件，所述链条蓄能组件包括分别转动连接在所述支架上且上下依次布置的上链轮和下链轮、套设在所述上链轮和所述下链轮之间的蓄能链条、多个沿所述蓄能链条的周向依次固定连接在所述蓄能链条上的蓄能单元以及与所述转轮相对固定且同轴布置的过渡链轮，所述上链轮或所述下链轮为双排链轮，该双排链轮和所述过渡链轮之间套设有过渡链条，所述蓄能单元包括第一容器、第二容器和连接在所述第一容器和所述第二容器之间的连接管，所述第一容器或所述第二容器内装盛有水银，所述第一容器固定连接在所述过渡链条上，当所述蓄能单元位于所述过渡链条的最下端时，所述第一容器和所述第二容器沿水流方向依次布置。

6.一种水利发电设备，包括支架、转动连接在所述支架上的转轮以及多个均匀绕设在所述转轮的周向表面上的承接板，其特征在于，所述转轮的周缘固定连接有与所述转轮同轴布置的内齿圈、外齿圈或圆环形链条，所述支架上转动连接有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的传动齿轮或者所述支架上转动连接有与所述圆环形链条啮合的传动链轮，所述传动齿轮或所述传动链轮上传动连接有发电机；

所述支架上设置有链条蓄能组件，所述链条蓄能组件包括分别转动连接在所述支架上且上下依次布置的上链轮和下链轮、套设在所述上链轮和所述下链轮之间的蓄能链条、多个沿所述蓄能链条的周向依次固定连接在所述蓄能链条上的蓄能单元以及与所述转轮相对固定且同轴布置的过渡链轮，所述上链轮或所述下链轮为双排链轮，该双排链轮和所述过渡链轮之间套设有过渡链条，所述蓄能单元包括第一容器、第二容器和连接在所述第一容器和所述第二容器之间的连接管，所述第一容器或所述第二容器内装盛有水银，所述第一容器固定连接在所述过渡链条上，当所述蓄能单元位于所述过渡链条的最下端时，所述第一容器和所述第二容器沿水流方向依次布置。

7.如权利要求6所述的水利发电设备，其特征在于，所述支架上还设置有辅助电机，所述辅助电机的输出轴上设置有与所述内齿圈或所述外齿圈啮合的驱动齿轮或者所述辅助电机的输出轴上设置有与所述圆环形链条啮合的驱动链轮。

8.如权利要求7所述的水利发电设备，其特征在于，还包括蓄电池，所述蓄电池的充电接口与所述发电机电连接，所述蓄电池的放电接口与所述辅助电机电连接。

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