CN220395886U - 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，包括叶轮盘、转动叶片、叶轮盘轴、叶轮机架、传动齿轮、减速器、发电机、叶轮升降系统以及传动升降系统，叶轮升降系统包括滑动连接件、升降驱动组件；各叶轮盘的中部固定连接一叶轮盘轴，转动叶片固定安装在叶轮盘之间，各叶轮盘轴穿过滑动连接件和叶轮机架，滑动连接件与叶轮机架滑动配合，叶轮盘轴上固定设有第一轴承轴套，第一轴套与滑动连接件固定连接，升降驱动组件连接第一轴套；传动齿轮固定在叶轮盘轴上，传动升降系统包括被动轮、链条、张紧移动机构，传动齿轮与被动轮通过链条传动，张紧移动机构提供传动齿轮升降过程中链条的张紧力；被动轮与减速器传动配合，减速器与发电机传动配合。

Description

一种水利发电装置

技术领域

本实用新型涉及水利发电技术领域，具体涉及一种水利发电装置。

背景技术

我国的水利资源非常丰富，但发电不足，水电占比不足全国电力的三分之一。水电是可再生的清洁能源，应大力发展，成为国家的主要电力能源。目前，筑坝发电投入成本太高，修建工程大，周期长，对环境的破坏和影响较大，而且绝大数河段不适宜建筑大坝的。

为了充分利用水资源，目前有无坝发电装置，如公告号为CN217781940U的专利公开了一种无坝式水利发电站，利用叶轮盘的转动进行发电。但是由于水位的高低是会变化的，尤其是在干旱季节，若叶轮盘无法触碰到水，则就无法进行发电。现有技术中无法针对变化的水位调整叶轮盘的高度以进行发电。

同时，目前直接在江河中收集水能的水轮机的叶轮叶片都是由实心的硬性材料做成，无法做大，叶轮叶片小，收集水能少；做大加工困难，成本高，重量大，运输及安装维修均不方便，而且还要在江河中建设固定支撑架，影响泄洪。

鉴于此，提出本专利申请。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的无坝式水利发电无法根据水位变化调节叶轮盘的位置，导致在水位变化时影响发电甚至无法发电，本实用新型目的在于提供一种水利发电装置，以解决以上问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种水利发电装置，包括两个叶轮盘、转动叶片、叶轮盘轴、两个叶轮机架、传动齿轮、减速器、发电机、叶轮升降系统以及传动升降系统，所述叶轮升降系统包括滑动连接件、升降驱动组件；

各所述叶轮盘的中部固定连接一叶轮盘轴，所述转动叶片固定安装在两个所述叶轮盘之间，各所述叶轮盘轴远离所述转动叶片的一端穿过滑动连接件和叶轮机架，所述滑动连接件与所述叶轮机架滑动配合，所述叶轮盘轴上固定设有第一轴承轴套，第一轴套与所述滑动连接件固定连接，所述升降驱动组件的升降连接端连接第一轴套，以带动所述滑动连接件沿叶轮机架上下移动；

所述传动齿轮固定在叶轮盘轴上，所述传动升降系统包括被动轮、链条、张紧移动机构，所述传动齿轮与被动轮通过链条传动，所述张紧移动机构提供传动齿轮升降过程中所述链条的张紧力；

所述被动轮与减速器的旋转齿轮传动配合，所述减速器与发电机传动配合以使发电机发电。

在一可选的实施例中，所述叶轮机架的两侧固定设有固定钢板，所述固定钢板为两个对称设置并具有间距的条形钢板，所述滑动连接件的两端与条形钢板滑动配合，所述叶轮盘轴穿过两个所述条形钢板。

在一可选的实施例中，所述滑动连接件为滑动钢板，所述滑动连接件远离所述固定钢板的一侧固定设有挡持板，第一轴套穿过所述挡持板并与挡持板固定配合。

在一可选的实施例中，所述条形钢板上开设有滑槽，所述滑动钢板上设有与所述滑槽滑动配合的滑动块。

在一可选的实施例中，所述升降驱动组件包括电动葫芦，所述电动葫芦滑动连接于所述叶轮机架，所述第一轴套外部固定设有套环，电动葫芦的吊钩与所述套环相配合，所述电动葫芦为双吊点电动葫芦。

在一可选的实施例中，所述叶轮盘轴远离所述叶轮盘的一端固定设有第二轴承轴套，第二轴套上固定连接有配重块。

在一可选的实施例中，所述叶轮盘上设有多个圆周向阵列分布的盘杆，两个所述叶轮盘上相同位置处的两个盘杆之间固定连接有多根连接绳，同一盘杆所述连接绳之间固定铺设有挡水板以构成一所述转动叶片。

在一可选的实施例中，各所述叶轮盘上设有8个盘杆，两个叶轮盘之间由连接绳连接，所述连接绳，之间设有加固轮，所述加固轮由两个同心环以及位于两个同心环之间的连接杆构成，多条连接绳与加固轮的外环、连接杆和内环固定连接。

在一可选的实施例中，所述连接绳与所述盘杆的相接点处设有连接万向节。

在一可选的实施例中，所述张紧移动机构包括一辅助轮、移动轮、滑动杆、弹簧、支撑架，所述被动轮通过转轴与叶轮机架转动连接，所述辅助轮通过固定轴与叶轮机架转动连接，所述滑动杆滑动连接在所述支撑架上，所述弹簧的一端固定连接所述滑动杆、另一端固定连接所述叶轮盘轴，所述滑动杆远离所述支撑架的一端转动连接所述移动轮，所述辅助轮、移动轮在所述传动齿轮与被动轮之间上下交错设置，所述辅助轮、移动轮通过链条与传动齿轮与被动轮形成传动结构。

本实用新型相比于现有技术的优点和有益效果是：

(1)本实用新型实施例提供的一种水利发电装置，通过在叶轮机架上设置滑动配合的滑动连接件，并设置叶轮升降系统，通过叶轮升降系统的驱动带动整个叶轮盘、转动叶片的升降，适应不同高度的水位，提高发电效率。

(2)本实用新型实施例提供的一种水利发电装置，采用钢丝绳与挡水板做成超大叶轮叶片横跨江河，叶轮叶片弯曲下坠，适合河床地形，可以更多地收集水能，提高工作效率。超大叶轮叶片成本低廉，运输及安装维修、更换均很方便，也不会影响泄洪。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种水利发电装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部结构放大图；

图3为图1中B处的局部结构放大图；

图4为本实用新型一实施例提供的转动叶片的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的叶轮盘的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的加固轮的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例提供的传动齿轮、被动轮、辅助轮与移动轮相配合的侧视结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-叶轮盘，101-盘杆，2-转动叶片，201-连接绳，202-挡水板，4-叶轮盘轴，5-叶轮机架，6-传动齿轮，7-减速器，8-发电机，901-滑动连接件，9011-滑动块，902-电动葫芦，11-第一轴承轴套，12-固定钢板，1201-滑槽，13-挡持板，14-套环，15-第二轴承轴套，16-配重块，17-加固轮，1701-外环，1702-连接杆，1703-内环，18-万向节，1901-被动轮，1902-链条，1903-辅助轮，1904-移动轮，1905-滑动杆，1906-弹簧，1907-支撑架，20-转轴，21-固定轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“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保护范围的限制。

在一实施例中，如图1～7中所示，一种水利发电装置，包括：

叶轮机架5，设有2个，两个叶轮机架5固定安装在江河两岸的地基上。

叶轮盘1，设有2个，分别位于江河的两岸，每个叶轮盘1对应于1个叶轮机架5，叶轮盘1上固定设有多个呈圆周型阵列分布的盘杆101，优选地每个叶轮盘1上设有8个盘杆101。

转动叶片2，由连接绳201与挡水板202构成，位于两个所述叶轮盘1上相同位置处的两个盘杆101之间连接有多根连接绳201，各个连接绳201的两端分别连接在盘杆101上。两个所述连接绳201之间固定铺设挡水板202，这样两个叶轮盘1上的两个对应的盘杆101、两个盘杆101之间连接的多条连接绳201、多条连接绳201之间的挡水板202共同构成一个转动叶片2。挡水板202采用可形变的材质制成，具有一定的弧度。可以根据水流的冲力大小，如采用具有一定厚度的软性材料。优选地，共设置8个这样的超大转动叶片2。连接绳201可以采用钢丝绳。

从而利用钢丝绳和挡水材料组成的超大叶轮叶片弯曲下坠后直接横跨江河于水中，河水带动叶片及叶轮盘旋转从而带动发电机发电。叶轮叶片弯曲下坠适应河床地形，可以更多地收集水能。遇到洪水可以使叶轮叶片自动随水位上升，不影响泄洪。且本实施例的转动叶片可以做的很大，重量轻便，成本低廉，便于安装维修更换。

叶轮盘轴4，设有2个，每个叶轮盘轴4与对应的叶轮盘1固定配合，并贯穿叶轮盘1的中部，叶轮盘轴4也穿过对应的叶轮机架5，叶轮盘轴4作为转动轴，在转动叶片2的带动下随着叶轮盘1的转动而转动。

叶轮升降系统，包括滑动连接件901、升降驱动组件，该滑动连接件901与叶轮机架5滑动配合，叶轮盘轴4也贯穿该滑动连接件901，并且叶轮盘轴4的外径与滑动连接件901上的贯穿孔之间具有一定的间距，不影响叶轮盘轴4的转动。每个叶轮盘轴4上设有1个第一轴承轴套11，利用轴承使叶轮盘轴4稳定转动，第一轴套与滑动连接件901为固定连接的关系。升降驱动组件的升降连接端与第一轴套连接，通过带动第一轴套的升降而使滑动连接件901沿叶轮机架5上下滑动，从而带动转动叶片2的升降。可以根据水位高低及时调整叶轮高低，提高发电效率。

本实施例的装置还包括传动齿轮6、传动升降系统，将传动齿轮6固定在叶轮盘轴4上，传动升降系统包括被动轮1901、链条1902、张紧轮和张紧移动机构，所述传动齿轮6与被动轮1901通过链条1902传动，所述张紧轮也与链条1902啮合，所述张紧移动机构与张紧轮固定连接，所述张紧移动机构带着所述张紧轮随传动齿轮6的升降而移动，使链条1902始终保持张紧状态。在叶轮机架5上转动连接有转轴20，转轴20的端部与被动轮1901固定连接，被动轮1901与减速器7的旋转齿轮传动配合，所述减速器7与发电机8传动配合，使发电机8发电。

优选地，张紧移动机构包括一辅助轮1903、移动轮1904、滑动杆1905、弹簧1906和支撑架1907，所述辅助轮1903通过固定轴21与叶轮机架5转动连接，辅助轮1903不会上下移动，支撑架1907位于移动轮1904的一侧。滑动杆1905滑动连接在所述支撑架1907上，可以通过设置移动槽和移动块的方式使滑动杆1905与支撑架1907滑动配合。弹簧1906的一端固定连接所述滑动杆1905、另一端固定连接在叶轮盘轴4上，而滑动杆1905远离所述支撑架1907的一端转动连接所述移动轮1904，所述辅助轮1903、移动轮1904在所述传动齿轮6与被动轮1901之间上下交错设置，移动轮1904位于辅助轮1903的下方，辅助轮1903、移动轮1904均与链条1902啮合，所述辅助轮1903、移动轮1904通过链条1902与传动齿轮6与被动轮1901形成链条1902传动结构。这样，当传动齿轮6上升时，拉动弹簧1906带动滑动杆1905滑动，从而带着移动轮1904向上移动，这样辅助轮1903、移动轮1904、被动轮1901与传动齿轮6之间的链条1902始终保持张紧。当传动齿轮6下降时则相反。

从而，本实施例中，通过在叶轮机架5上设置滑动配合的滑动连接件901，并设置叶轮升降系统，通过叶轮升降系统的驱动带动整个叶轮盘1、转动叶片2的升降，适应不同高度的水位，提高发电效率。

进一步地，叶轮机架5的两侧固定设有固定钢板12，所述固定钢板12为两个对称设置并具有间距的条形钢板，各个条形钢板通过焊接或螺钉连接的方式固定在叶轮机架5上，所述滑动连接件901的两端与条形钢板滑动配合，所述叶轮盘轴4穿过两个所述条形钢板，通过两个条形钢板可以对叶轮盘轴4在升降过程中起到限位作用。可以在条形钢板上开设滑槽1201，在滑动钢板上设置与滑槽1201滑动配合的滑动块9011。

进一步地，设置滑动连接件901为钢板型结构，在滑动钢板远离所述固定钢板12的一侧固定设有挡持板13，挡持板13具有一定的厚度，该挡持板13用来容纳第一轴承轴套11，同时挡持板13还可以起到限位作用，第一轴套穿过挡持板13并与挡持板13固定配合，且第一轴套的一端位于挡持板13的外部，升降驱动组件的升降连接端与第一轴套连接。

进一步地，升降驱动组件包括电动葫芦902，所述电动葫芦902滑动连接于叶轮机架5上。电动葫芦902位于整个装置的上方，在第一轴套的外部固定设有套环14，电动葫芦902的吊钩可以套进套环14。电动葫芦902优选地采用双吊点电动葫芦902，每个叶轮机架5的两侧设有两个套环14，双吊点电动葫芦902可以使套环14同步升降，升降过程更加平稳。从而通过电动葫芦902就可以使第一轴承轴套11上升或下降，从而带着叶轮盘1、转动叶片2升降。在叶轮盘轴4远离叶轮盘1的一端还固定设有第二轴承轴套15，叶轮盘轴4与第二轴承固定配合，第二轴套上固定连接有配重块16，可以用来平衡叶轮盘轴4上的重量。

还在钢丝绳上设有加固轮17，加固轮17可以采用两个同心环加连接杆1702的方式，两个同心环的直径不同，多个连接杆1702的两端分别固定连接外环1701和内环1703，加固轮17设置多个，多根钢丝绳与加固轮17的外环1701、连杆1702、内环1703固定连接在一起。通过加固轮17可以减少钢丝绳的晃动。

更进一步地，在钢丝绳与盘杆101相连接的地方设有万向节18，降低连接绳201在转动过程中对于叶轮盘1的拉扯扭力。

本实用新型通过设置叶轮升降系统，可以随着水位高低调节转动叶片2的高度，超大的叶轮叶片能够充分收集利用水力资源，提高发电效率。且属于无坝水利发电，无需修建固定的水泥钢筋混凝土大坝，相比于修建大坝的大额资金投入、长周期、需蓄水、怕地震、拆迁费用高，本实用新型的发电装置，投资大大减少，对生态环境基本无影响，更不怕地震，可在江河上快速修建。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种水利发电装置，其特征在于，包括两个叶轮盘（1）、转动叶片（2）、叶轮盘轴（4）、两个叶轮机架（5）、传动齿轮（6）、减速器（7）、发电机（8）、叶轮升降系统以及传动升降系统，所述叶轮升降系统包括滑动连接件（901）、升降驱动组件；

各所述叶轮盘（1）的中部固定连接一叶轮盘轴（4），所述转动叶片（2）固定安装在两个所述叶轮盘（1）之间，各所述叶轮盘轴（4）远离所述转动叶片（2）的一端穿过滑动连接件（901）和叶轮机架（5），所述滑动连接件（901）与所述叶轮机架（5）滑动配合，所述叶轮盘轴（4）上固定设有第一轴承轴套（11），第一轴套与所述滑动连接件（901）固定连接，所述升降驱动组件的升降连接端连接第一轴套，以带动所述滑动连接件（901）沿叶轮机架（5）上下移动；

所述传动齿轮（6）固定在叶轮盘轴（4）上，所述传动升降系统包括被动轮（1901）、链条（1902）、张紧移动机构，所述传动齿轮（6）与被动轮（1901）通过链条（1902）传动，所述张紧移动机构提供传动齿轮（6）升降过程中所述链条（1902）的张紧力；

所述被动轮（1901）与减速器（7）的旋转齿轮传动配合，所述减速器（7）与发电机（8）传动配合以使发电机（8）发电。

2.根据权利要求1所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述叶轮机架（5）的两侧固定设有固定钢板（12），所述固定钢板（12）为两个对称设置并具有间距的条形钢板，所述滑动连接件（901）的两端与条形钢板滑动配合，所述叶轮盘轴（4）穿过两个所述条形钢板。

3.根据权利要求2所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述滑动连接件（901）为滑动钢板，所述滑动连接件（901）远离所述固定钢板（12）的一侧固定设有挡持板（13），第一轴套穿过所述挡持板（13）并与挡持板（13）固定配合。

4.根据权利要求3所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述条形钢板上开设有滑槽（1201），所述滑动钢板上设有与所述滑槽（1201）滑动配合的滑动块（9011）。

5.根据权利要求4所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述升降驱动组件包括电动葫芦（902），所述电动葫芦（902）滑动连接于所述叶轮机架（5），所述第一轴套外部固定设有套环（14），电动葫芦（902）的吊钩与所述套环（14）相配合，所述电动葫芦（902）为双吊点电动葫芦。

6.根据权利要求5所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述叶轮盘轴（4）远离所述叶轮盘（1）的一端固定设有第二轴承轴套（15），第二轴套上固定连接有配重块（16）。

7.根据权利要求6所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述叶轮盘（1）上设有多个圆周向阵列分布的盘杆（101），两个所述叶轮盘（1）上相同位置处的两个盘杆（101）之间固定连接有多根连接绳（201），同一盘杆上所述连接绳（201）之间固定铺设有挡水板（202）以构成一所述转动叶片（2）。

8.根据权利要求7所述的一种水利发电装置，其特征在于，各所述叶轮盘（1）上设有8个盘杆（101），两个叶轮盘之间由连接绳（201）连接，所述连接绳之间设有加固轮（17），所述加固轮（17）由两个同心环以及位于两个同心环之间的连接杆（1702）构成，多条连接绳与加固轮（17）的外环（1701）、连接杆（1702）和内环（1703）固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述连接绳（201）与所述盘杆（101）的相接点处设有连接万向节（18）。

10.根据权利要求5~9任一项所述的一种水利发电装置，其特征在于，所述张紧移动机构包括一辅助轮（1903）、移动轮（1904）、滑动杆（1905）、弹簧（1906）、支撑架（1907），所述被动轮（1901）通过转轴（20）与叶轮机架（5）转动连接，所述辅助轮（1903）通过固定轴（21）与叶轮机架（5）转动连接，所述滑动杆（1905）滑动连接在所述支撑架（1907）上，所述弹簧（1906）的一端固定连接所述滑动杆（1905）、另一端固定连接所述叶轮盘轴（4），所述滑动杆（1905）远离所述支撑架（1907）的一端转动连接所述移动轮（1904），所述辅助轮（1903）、移动轮（1904）在所述传动齿轮（6）与被动轮（1901）之间上下交错设置，所述辅助轮（1903）、移动轮（1904）通过链条（1902）与传动齿轮（6）与被动轮（1901）形成传动结构。