CN2158926Y

CN2158926Y - 浮筒式流水发电装置

Info

Publication number: CN2158926Y
Application number: CN93207385U
Authority: CN
Inventors: 向尧之
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-20
Filing date: 1993-03-20
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2003-03-20

Abstract

本实用新型涉及一种利用水流动的能量进行发电的浮筒式流水发电装置。它是由柱形筒体、锥形旋转浮筒同心位套装放置形成外压式增速腔，被加速的水流流经叶轮片梢端而联动锥形旋转浮筒、传动轴、增速机构、发电机和水泵实施发电或抽水。根据载荷大小改变吃水深度实施无级调速。双驱动系统并联使用和设置双层截流板可增加功率输出并保持该装置的稳定运行。适于江河溪流中使用，工作流速通常在每秒1米以上。

Description

本实用新型涉及一种利用水流动的能量进行发电的浮筒式流水发电装置，适于江河溪流中使用。它是对现有浮筒式流水发电装置的进一步改进。

在中国专利CN20 75 705U和CN21 12 701U中，本发明人已公开了两种浮筒式流水发电装置方案。第一种方案提供了一种由支架、柱形浮筒、叶轮、传动轴、增速机构、发电机组成的浮筒式流水发电装置；第二种方案提供了一种由支架、方形浮筒、叶轮、传动轴、增速机构、离心滑移式摆杆及挡水板、发电机、水泵组成的浮筒式流水发电装置。上述两种方案均具有使用方便的特点。但因第一种方案采用手动有级调速而使输出的电压波动较大；第二种方案采用垂直挡水调速而使其后座力过大且结构较复杂转换效率不高。

本实用新型的任务在于避免上述不足而提供一种进一步改进的浮筒式流水发电装置。

图1为本实用新型结构的侧视图示。

图2为本实用新型结构的俯视图示。

图3为本实用新型结构的正视图示。

本实用新型的任务由如下方案实现：具有柱形筒体10、锥形旋转浮筒13，两组叶轮片16设置在锥形旋转浮筒13的外沿，在轴套9、24和支架8、26的支撑下，叶轮片16联动锥形旋转浮筒13、传动轴25、传动齿轮23、传动齿带28、连通传动齿轮29、发电机31并经联结器34联动水泵35运转，柱形筒体10与锥形旋转浮筒13同心位套装放置形成外压式增速腔，加速的水流可从叶轮片16的稍端流过。

根据上述方案，本实用新型的实施例如图1、图2、图3所示，柱形筒体10与锥形旋转浮筒13同心位套装放置形成外压式增速腔，柱形筒体两端的长度要大于锥形旋转浮筒13的长度，以减少水流损失和保护齿轮齿带23、28的正常运转。锥形旋转浮筒13的最大截面是柱形筒体10最大截面的0.35至0.45倍，其锥度在20至30度间。该浮筒的浮托力等于该装置全部重量的二分之一。设置柱形筒体10还可在水流较浅时支撑该装置运转并使叶轮不受河床障碍物的影响使其具有良好的流线性。在锥形旋转浮筒13外沿的中后端设置两组叶轮片16构成叶轮驱动系统。叶轮片16联结在抱圈17上，该抱圈与锥形旋转浮筒13予以固定。叶轮片的根部由锥形旋转浮筒13支撑。加速的水流冲击叶轮片16的稍端而旋转，联动锥形旋转浮筒13、传动轴25、传动齿轮23、传动齿带28、经齿带通道39、40连通另一传动齿轮29、发电机31并经联结器34带动水泵35运转。前级叶轮片的装置角在35至45度间；后级叶轮片的装置角在28至35度间。叶轮间装置距离不小于叶轮片垂直长度的2倍；每个叶轮片的数量不低于6片；叶轮片16的外沿与柱形筒体内壁的间距为5毫米。传动轴25设置在锥形旋转浮筒13的中心位并与之固定，其两端分别由轴套9、24，支架8、26和联结圈7支撑，该圈与柱形筒体10首尾的内壁相联结。由传动齿轮23、传动齿带28联动另一传动齿轮29形成增速发电抽水结构。增速结构的增速比视水流速度和发电机、水泵的要求转速而定，一般取12：1、10：1和5：1，适用水流标速分别为每秒1.5米、3米和5米。传动齿轮23、29和传动齿带28均采用同步齿轮齿带。为了方便联结其它部件和加强筒体10的强度，在其首尾及中部外沿分别设一加强联结圈6、14、20。

本实用新型由两组相同的驱动系统组成，以利增加功率输出和保持该装置的左右稳定。两组驱动系统在相同方向运转下，其动力输出端由齿带28呈三角形汇集。柱形筒体10、42由设置在该筒体首尾及中部上下两组横联结板5、15、21与加强联结圈6、41，14、43和20、44联结。发电机31、水泵35的底座由支撑板19支撑，该支撑板由数根支撑柱18支撑并固定在上横联结板15、21的中部。发电机31采用交流发电机，其电压和频率与市电相同。特殊条件下也可采用直流低压发电机。发电机与水泵的转速力求一致，以利互换和并用。为克服浪涌冲击造成电压波动，在发电机31的动力输入端设一飞轮32。护罩30可保护发电机全天候工作。在传动齿轮29的一侧设置另一传动轮33以利在需要增加功率时并入另一相同装置组成更大驱动系统满足较大功率的需要。在柱形筒体10、42的首端迎水面由网架4和网丝3组成滤网且呈双斜面放置，网架4的两端固定在横联结板5的中部，网丝3的中间由网架4撑出，该丝的两端与加强联结圈6、41予以联结。双斜面的角度分别在30至45度之间，以利漂流物在水流冲击下自行排除该装置之外。网丝3的间距一般取10至20毫米。在柱形筒体10、42之间下夹角截面的首尾端设置一截流板11、22，以利该装置首尾稳定和增加在轻载条件下的浮托力，并可削减浪涌冲击造成的转速波动；在柱形筒体10、42之间上夹角截面的首尾端设置另一截流板12、27，以利该装置在重载条件下工作在水面线上。调整柱形筒体10、42的间距可增大截流板11、22和12、27的截流面积增加浮托力。上下两组截流板11、22和12、27与水流的夹角呈20至30度放置并与柱形筒体10、42外壁或横联结板5、15、21予以联结。上截流板12、27的截流面积为柱形筒体10、42之间上夹角的二分之一，以便水流冲击该板后有一通道流出产生浮托力。

在单独实施发电或抽水时，发电机或水泵的轴功率不得大于叶轮轴功率之和；在实施发电抽水并用时，发电机和水泵的轴功率之和不得大于叶轮轴功率之和。

在实施发电抽水并用时，因发电机31、水泵35同轴联动，发电机在负荷发生变化时可使负荷偏移，即：当发电机31在较轻负荷运转下，水泵35的转速加快而获得较大功率增加抽水量，同时也限制了转速的进一步提高，使发电机在一轻负荷运转下转速略高于额定转速。仅之则可减少抽水量增大发电量，形成相对等速调速结构。

当单独实施发电时，发电机31的调速任务由如下方案实现：钢丝1、2的两端分别与河床支撑物和柱形筒体10、42首部外加强联结圈6、41的中部联结后形成一牵引夹角，该筒体组在水流冲击下其中心线力求与钢丝形成直线，当叶轮片16在较轻负荷下，转速加快对水流的阻力减小，锥形旋转浮筒13、下截流板11、22浮托整个装置上升而减小流经叶轮片的进水量，使其转速下降；反之则使锥形旋转浮筒13、下截流板11、22下沉增大流经叶轮片的进水量而使转速升高。如此反馈可使叶轮组在载任一负荷时均处最佳运行状态实施无级调速。

本实用新型与现有的浮筒式流水发电装置相比，因采用柱形筒体10与锥形旋转浮筒13同心位套装放置形成外压式增速腔，叶轮片16设置在增速腔通道内而提高转换效率；采用两组相同驱动系统并经齿带28并联传动，增加了输出功率并保持该装置的左右稳定；设置上下两组截流板11、22和12、27增加了该装置在轻重截荷条件下的浮托力并保持首尾稳定；在柱形筒体10，42的迎水面由网架4和网丝3组成滤网且成双斜面放置。具有自动排渣的特点；柱形筒体可保护叶轮及支撑整个装置并减小了机组体积，使其更趋完善和更具有实用性。适于江河溪流中使用，通常工作的流速在每秒1米以上。

Claims

1、一种利用水流动的能量进行发电的浮筒式流水发电装置，具有柱形筒体(10)、锥形旋转浮筒(13)，两组叶轮片(16)设置在锥形旋转浮筒(13)的外沿，在轴套(9)(24)和支架(8)(26)的支撑下，叶轮片(16)联动锥形旋转浮筒(13)、传动轴(25)、传动齿轮(23)、传动齿带(28)连通传动齿轮(29)、发电机(31)并经联结器(34)联动水泵(35)运转，其特征在于：柱形筒体(10)与锥形旋转浮筒(13)同心位套装放置形成外压式增速腔，加速的水流可从叶轮片(16)的稍端流过。

2、按权利要求1所述的浮筒式流水发电装置，其特征在于：钢丝（1）（2）与柱形筒体（10）（42）联结形成牵引夹角，在水流冲击下可使该筒体组上下升降。

3、按权利要求1所述的浮筒式流水发电装置，其特征在于：发电机（31）、水泵（35）同轴联动形成相对等速运转。

4、按权利要求1所述的浮筒式流水发电装置，其特征在于：在传动齿轮（29）的一侧设置一并入传动轮（33）。

5、按权利要求1所述的浮筒式流水发电装置，其特征在于：由柱形筒体（10）（42）构成两组相同驱动系统并由传动齿带（28）并联传动。

6、按权利要求1所述的浮筒式流水发电装置，其特征在于：在两个柱形筒体（10）（42）夹角截面分别设置上下两组截流板（11）（22）（12）（27）。

7、按权利要求1所述的浮筒式流水发电装置，其特征在于：在柱形筒体（10）（42）的首端迎水面由网架（4）和网丝（3）组成滤网且呈双斜面放置。