CN220248253U - 一种水利发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水利发电装置，属于水利发电设备领域，包括叶轮，所述叶轮周向均布有若干叶片，所述叶片包括连接板和与连接板连接的弧形板，所述弧形板位于远离叶轮中心的一侧。本方案中，叶片上的弧形板能够增加叶片的整体表面积，并且弧形板与河流水接触，可以增大水流对叶片的冲击面积，产生更大的转矩，使得叶轮转动效率更高，从而提高水能的利用效率。此外，本方案还能够使叶轮快速达到平衡状态，并且可以在河流任意位置进行工作，制造、维护成本低，实施方便。

Description

一种水利发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，更准确地说，它涉及一种水利发电装置。

背景技术

水利发电装置主要是水利发电站，但水利发电站要求严格的地形环境，并且实施成本较高。目前，已有一些小型水利发电站，能够在较多的场合实施，并且维护成本也相对较低，但其仍然具有一定局限性。

例如：中国专利公告号CN210769124U，公告日2020年6月16日，实用新型的名称为一种江河移动发电站，该方案公开了一种水利发电设备，包括发电船，叶轮，叶轮轴，框架和浮筒等结构，通过将发电船固定在江河水面上，利用水流带动叶轮转动进行发电，它能够在较多的河流水面进行发电，但其叶轮的体积过大，并且结构简单，其发电效率较低，安装不方便。

实用新型内容

本实用新型克服了小型水利发电设备发电效率较低的问题，提供了一种水利发电装置，本方案通过不增加叶轮体积的情况下，增大叶轮与河流的接触面积，提高发电设备对江河水能的利用效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种水利发电装置，包括叶轮，所述叶轮周向均布有若干叶片，所述叶片包括连接板和与连接板连接的弧形板，所述弧形板位于远离叶轮中心的一侧。本方案中，叶片上的弧形板能够增加叶片的整体表面积，并且弧形板与河流水接触，可以增大水流对叶片的冲击面积，产生更大的转矩，使得叶轮转动效率更高，从而提高水能的利用效率。

作为优选，所述弧形板的凹面朝向与水流方向相反，且弧形板凹面沿其长度方向的两端设有阻流板。弧形板凹面朝向与水流方向相反，即弧形板的凸面与水流方向相同，一方面凹面为水流的冲击面，凹面能够将水能最大化转化成机械能，另一方面凸面可以减小水中的阻力，从而减小叶轮的整体转动阻力，而且当叶片从水中转出时，凹面朝下，凹面中不会蓄水，即不会增加叶轮的转动负担。弧形凹面的两端设置阻流板主要用于限制水流从沿弧形板的凹面两侧流出，进一步的增大叶轮的传动效果。

作为优选，所述连接板设有滑槽，且弧形板滑动连接于滑槽内。弧形板与连接板为两个部件，并且弧形板可以在连接板的滑槽内部滑动；当叶片在水流的冲击下转动时，叶片结构会产生离心力，在离心力的作用下，由于弧形板滑动连接在连接板上，所以弧形板会朝远离叶轮中心方向移动，从而增大叶轮的整体体积，即增大了叶片与水流的有效接触面积，进一步地增加了叶轮的转动效率；并且，在叶轮起始转动时，转速是渐变的，在转速逐渐增大的过程中，离心力逐渐增大，弧形板产生的位移增大，而弧形板的位移越大，对水能的利用率越高，即转化为机械能的效率越高，继而进一步增大叶轮转速，形成一个良性循环，直至叶轮转速与水流流速达至平衡状态。该方案除了增大机械能的转化效率，还能够以最短时间使叶轮达到稳定转速，实现稳定发电效果。

作为优选，所述弧形板与连接板之间设有弹性件。弹性件用于连接弧形板和连接板，对弧形板形成一个位移限制作用，防止弧形板与连接板脱节。

作为优选，还包括并排船体，所述叶轮轴向两端通过支撑座连接于并排船体之间。并排船体中间设置了叶轮，并排船体可以使叶轮在河流的任意位置进行发电工作，并且，随着河流水位的升高或降低，并排船体也随着升高或降低，保证了叶轮能够一直与水流进行接触，实现发电；当河流处于枯水期时，还能将并排船体开至合适水流段继续进行发电工作。使得发电十分方便，充分利用地形条件，并且不会造成生态破坏。

作为优选，所述叶轮上设有吊耳。吊耳主要用于起吊机吊起叶轮，将叶轮进行拆卸或者安装。

作为优选，所述并排船体分别安装有发电设备，且叶轮轴向两端分别与发电设备转子连接。叶轮的转动转换成发电设备的转子转动，从而进行发电工作，最后将电能进行储存或者供船体运输使用。

作为优选，所述并排船体底部设有限位组件，所述限位组件包括第一锁链，所述第一锁链一端为分支状并分别连接于并排船体底部，另一端连接有第一定位件。限位组件用于固定并排船体，使得并排船体在河流中位置稳定，第一锁链一端为分支并且分别连接并排船体的底部，一方面是为了限制并排船体之间的距离，另一方面限制并排船体的错位，使得并排船体更加稳定。第一锁链的另一端连接第一定位件，将第一定位件固定在河床或者其他位置，可以使并排船体稳定在河流中。

作为优选，所述限位组件还包括第二锁链，所述第二锁链一端与第一锁链分支端共同连接于并排船体底部，另一端连接有第二定位件。第二锁链数量为两条，并且分别与第一锁链的分支端共同连接于并排船体，增强并排船体整体的稳定性，第二锁链的另一端与第二定位件连接，第二定位件也固定于河床上，固定并排船体位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）能够增大叶轮的发电效率；（2）能够快速使叶轮达到转速平衡状态，发电效果稳定；（3）可以在河流任意位置进行发电操作；（4）制造、维护成本低，适用性广泛。

附图说明

图1为本实用新型的轴测图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型并排船体上的结构示意图。

图4为本实用新型叶轮的示意图。

图5为本实用新型实施例2的示意图。

图中：1.叶轮，11.叶片，111.连接板，1111.滑槽，112.弧形板，113.阻流板，114弹性件，12.吊耳，2.发电设备，3.并排船体，31.支撑座，4.限位组件，41.第一定位件，42.第二定位件，43.第一锁链，431.分支端，44.第二锁链，5.水面，6.河床。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：如图1至图4所示的一种水利发电装置，包括并排船体3，船体的数量为两个，在并排船体3之间通过支撑座31安装有叶轮1，叶轮1周向均匀设置有若干叶片11，叶片11数量为四个，叶片11包括连接板111和弧形板112，并且连接板111和弧形板112为一体结构，弧形板112位于叶轮1的外缘位置。本方案中并排船体3主要是为叶轮1起到一个支撑的作用，保证叶轮1能够在河流面上正常转动，支撑座31安装在并排船体3上，并且叶轮1轴向两端与支撑座31之间为可拆连接，当叶轮1出现损坏时，方便维修。叶片11上设置弧形板112，能够增大叶片11在水中面积，从而河流水对叶片11的冲击力更大，叶轮1能够获得更大的转矩，获得更高的转速，使得发电效率更高。

弧形板112的凹面朝向与水流方向相反，凸面朝向与水流方向相同，一方面凹面为水流的冲击面，凹面能够将水能最大化转化成机械能，另一方面凸面可以减小叶片11在水中的阻力，从而减小叶轮1的整体转动阻力，而且当叶片11从水中转出时，凹面朝下，凹面中不会蓄水，即不会增加叶轮1的转动负担。弧形板112凹面的两端设置阻流板113主要用于限制水流从沿弧形板112的凹面两侧流出，进一步的增大叶轮1的传动效果。

并排船体3上还安装有发电设备2，发电设备2主要为发电机，并且发电机内的转子与叶轮1的转轴连接，流水对叶片11的冲击使得叶轮1转动，最终带动发电机转子进行转动，从而实现发电工作。叶轮1上还安装有吊耳12，吊耳12主要用于起吊机将叶轮1吊起，方便叶轮1的安装与拆卸。

为了能让并排船体3在水面上保持位置不变，在并排船体3的底部还设置有限位组件4，限位组件4包括第一锁链43和第二锁链44；第一锁链43的一端为分支端431，并且两个分支分别连接于两个并排船体3的底部，另一端连接第一定位件41，第一定位件41与河床6固定连接，限位组件4主要用于固定并排船体3，使得并排船体3在河流中位置稳定，第一锁链43设置分支端431一方面是为了限制并排船体3之间的距离，另一方面限制并排船体3的错位，使得并排船体3更加稳定；第二锁链44设有两条，并且其中一端与第一锁链43的分支端431共同连接于并排船体3的底部，另一端连接第二定位件42，第二定位件42与河床6固定连接，进一步增强并排船体3的稳定性。

本方案实施过程中，并排船体3可以使叶轮1在河流的任意位置进行发电工作，并且，随着河流水位的升高或降低，并排船体3也随着升高或降低，保证了叶轮1能够一直与水流进行接触，实现发电；当河流处于枯水期时，还能将并排船体3开至合适水流段继续进行发电工作。发电十分方便，能够充分利用地形条件，并且不会造成生态破坏。

实施例2：如图5所示的一种水利发电装置，其与实施例1的区别仅在于，连接板111和弧形板112为两个部件，并且连接板111或者弧形板112上设置有滑槽1111，连接板111和弧形板112之间还连接有弹性件114。

当叶片11在水流的冲击下转动时，叶片11结构会产生离心力，在离心力的作用下，由于弧形板112滑动连接在连接板111上，所以弧形板112会朝远离叶轮1中心的方向移动，从而增大叶轮1的整体体积，即增大了叶片11与水流的有效接触面积，进一步地增加了叶轮1的转动效率；并且，在叶轮1起始转动时，转速是渐变的，在转速逐渐增大的过程中，离心力逐渐增大，弧形板112产生的位移增大，而弧形板112的位移越大，叶片11就进行了伸展，与流水的接触面积就越大，对水能的利用率越高，即转化为机械能的效率越高，继而进一步增大叶轮1转速，形成一个良性循环，直至叶轮1转速与水流流速达至平衡状态。与实施例1相比，该方案除了增大机械能的转化效率，还能够以最短时间使叶轮1达到稳定转速，实现稳定发电效果。

Claims (7)

1.一种水利发电装置，其特征在于，包括叶轮，所述叶轮周向均布有若干叶片，所述叶片包括连接板和与连接板连接的弧形板，所述弧形板位于远离叶轮中心的一侧；所述弧形板的凹面朝向与水流方向相反，且弧形板凹面沿其长度方向的两端设有阻流板；还包括并排船体，所述叶轮轴向两端通过支撑座连接于并排船体之间。

2.根据权利要求1所述的一种水利发电装置，其特征是，所述连接板设有滑槽，且弧形板滑动连接于滑槽内。

3.根据权利要求2所述的一种水利发电装置，其特征是，所述弧形板与连接板之间设有弹性件。

4.根据权利要求1-3任意一条所述的一种水利发电装置，其特征是，所述叶轮上设有吊耳。

5.根据权利要求1所述的一种水利发电装置，其特征是，所述并排船体分别安装有发电设备，且叶轮轴向两端分别与发电设备转子连接。

6.根据权利要求1所述的一种水利发电装置，其特征是，所述并排船体底部设有限位组件，所述限位组件包括第一锁链，所述第一锁链一端为分支状并分别连接于并排船体底部，另一端连接有第一定位件。

7.根据权利要求6所述的一种水利发电装置，其特征是，所述限位组件还包括第二锁链，所述第二锁链一端与第一锁链分支端共同连接于并排船体底部，另一端连接有第二定位件。