CN221144652U - 一种水能浮力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水能浮力发电装置,涉及水能发电领域,包括浮力叶轮单元、两组发电单元以及两组自适应浮动支架,所述浮力叶轮单元包括浮力筒以及环绕设置在浮力筒上的N组浮力轮叶组件,所述浮力筒的内部为中空设置,其两端为封口设置,本实用新型通过设置主叶片、副叶片和液压杆,当水流量小时,通过液压杆的伸长,使副叶片展开,增加入水深度,增加与水的接触面积,吸收更多水流动力,加大对浮力筒的推动力,提高轮轴转速,使发电机稳定发电,当水流量较大时,通过液压杆收缩,使副叶片内折,则降低浮力轮叶组件入水深度,降低轮轴的转速,使增速箱和发电机保持在合适的转速,稳定发电,避免增速箱或发电机的损坏。
Description
技术领域
本实用新型属于水能发电领域,具体涉及一种水能浮力发电装置。
背景技术
水能发电的原理是将水的动能和势能通过水轮发电机转化为电能,实现了水能发电。在我国,水力发电是重要的可再生能源发电方式之一,与火力发电互为补充,共同满足国家的能源需求。
如中国专利申请CN104500319A公开了一种海浪逆流发电机,底座上设有导柱,浮力工作台穿过导柱置于底座上方,浮力工作台的底部固定有浮球,浮力工作台的一端为弧形挡浪板,弧形挡浪板的两侧与浮力工作台之间固定安装有挡浪侧板;浮力工作台的平面上固定有支架,支架上安装有叶轮,叶轮的主轴与变速箱连接,变速箱与发电机的输入轴连接。
该装置叶轮上的叶片整体是固定的,且叶片整体无法进行调节,由于河道内水流量不稳定,无法根据水流量的大小控制叶片与水的接触面积,以提高或降低的叶轮的转速。叶轮转速慢,则影响发电效率,叶轮转速过快,则会造成增速箱或发电机磨损加剧,缩短使用寿命,甚至导致发电机过热,造成损坏。
因此,我们提出一种水能浮力发电装置来解决上述问题。
实用新型内容
针对该装置叶轮上的叶片整体是固定的,且叶片整体无法进行调节,由于河道内水流量不稳定,无法根据水流量的大小控制叶片与水的接触面积,以提高或降低的叶轮的转速的问题,本实用新型提供一种水能浮力发电装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是:一种水能浮力发电装置,包括浮力叶轮单元、两组发电单元以及两组自适应浮动支架,所述浮力叶轮单元包括浮力筒以及环绕设置在浮力筒上的N组浮力轮叶组件,所述浮力筒的内部为中空设置,其两端为封口设置。
浮力筒的两端分别固定连接有轮轴,轮轴内部为空心设置,轮轴靠近浮力筒一端与浮力筒的内腔连通,轮轴的外侧套装有轴承座;
浮力轮叶组件包括有主叶片和K个液压杆,主叶片固定连接在浮力筒的外侧面,主叶片的上端通过铰接轴铰接安装有副叶片,K个液压杆沿主叶片的长度方向依次设置,液压杆的两端分别与浮力筒的外侧面和副叶片铰接。
两组自适应浮动支架分别位于浮力筒的两端,自适应浮力支架包括浮动座以及浮力气囊,浮动座与轴承座的底端固定连接,浮力气囊安装在浮动座底部,其上设置有气阀。
两组发电单元分别位于两侧的浮动座上,发电单元与轮轴连接,使轮轴转动过程中发电单元能够进行发电。
还包括控制系统、线缆以及安装在浮力筒内腔的液压站,液压站通过液压管路与液压杆连接,线缆由轮轴的内孔穿入并通过导电滑环与液压站电连接,使控制系统能够控制液压站的工作。
优选地,所述浮动座和浮力气囊沿其长度方向分别开设有M个通孔,通孔内滑动设置有导杆。
优选地,所述发电单元包括发电箱、传动组件以及安装在发电箱内的增速箱和发电机,发电箱安装在浮动座上,轮轴的内端延伸至发电箱内,其通过传动组件与增速箱的输入轴连接,增速箱的输出轴与发电机的机轴固定连接。
优选地,所述传动组件包括主动轮以及套装在增速箱输入轴上的从动轮,主动轮套装在轮轴上,主动轮和从动轮之间通过同步带连接。
优选地,一侧所述导杆的数量为四根,相邻两个导杆底端固定安装有同一个固定座。
优选地,所述主叶片的数量至少有六组。
还包括位于主叶片前后两侧的连接环,连接环与六个主叶片侧面固定连接。
优选地,还包括用于调整浮动座高度的调重单元。
优选地,所述调重单元包括两个调重水箱,两个调重水箱分别固定安装在浮动座上,调重水箱的一侧设置有排水管,排水管上设置有电磁阀,调重水箱内底部安装有抽水泵,电磁阀和抽水泵分别与控制系统联接,抽水泵的抽水端安装有抽水管,抽水管的外端穿过调重水箱并延伸至水下。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1、本实用新型通过设置主叶片、副叶片和液压杆,当水流量小时,通过液压杆的伸长,使副叶片展开,增加入水深度,增加与水的接触面积,吸收更多水流动力,加大对浮力筒的推动力,提高轮轴转速,使发电机稳定发电,当水流量较大时,通过液压杆收缩,使副叶片内折,则降低浮力轮叶组件入水深度,降低轮轴的转速,使增速箱和发电机保持在合适的转速,稳定发电,避免增速箱或发电机的损坏。
2、本实用新型通过将液压站安装在浮力筒内,使液压站能够与浮力筒同步旋转,以便于控制多组液压杆的稳定工作。
3、本实用新型通过设置浮力气囊,通过气阀往浮力气囊内充入一定量的气体,能够给根据水的浮力大小(水的浮力受水流速度及水质影响),调整浮力叶轮单元的位置,控制浮力叶轮单元的入水深度,使浮力叶轮单元保持在合适的位置,使得发电机能够稳定发电。
4、本实用新型通过设置导杆,能够对浮动座进行限制,该装置能够根据水面的高度,进行自适应调整自身位置,以保证该装置的稳定工作。
5、本实用新型通过设置调重水箱,通过往调重水箱内注水或将调重水箱内的水排出,以控制该装置的整体重量,以便于根据水的浮力,控制浮力叶轮单元的入水深度,使浮力叶轮单元保持在合适的位置,使得发电机能够稳定发电。
附图说明
图1为本实用新型正视剖面结构示意图;
图2为本实用新型自适应浮动支架立体结构示意图;
图3为本实用新型浮力轮叶组件左视放大结构示意图;
图4为本实用新型调重水箱正视剖面放大结构示意图;
图5为本实用新型发电箱俯视剖面放大结构示意图;
图6为本实用新型控制系统图;
图7为本实用新型浮力筒及浮力叶轮组件正视结构示意图。
图中:1浮力筒、2液压站、31液压杆、32主叶片、33副叶片、34上铰接座、35下铰接座、41发电箱、42发电机、43增速箱、44主动轮、45从动轮、46同步带、51调重水箱、52抽水管、53排水管、54电磁阀、55抽水泵、61浮动座、62浮力气囊、63导杆、64固定座、7轴承座、8轮轴、9线缆、10连接环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
请参阅图1-7,本实用新型提供了一种水能浮力发电装置的技术方案:
实施例一:
根据图1、图2、图5和图6所示,包括浮力叶轮单元、两组发电单元以及两组自适应浮动支架,浮力叶轮单元包括浮力筒1以及环绕设置在浮力筒1上的N组浮力轮叶组件,本实施例中浮力轮叶组件的数量为六组,其具体数量可以根据实际需求进行增加,浮力筒1的内部为中空设置,其两端为封口设置,使得浮力筒1整体重量较轻,浮力筒1自身可漂浮在水面。
浮力筒1的两端分别固定连接有轮轴8,轮轴8内部为空心设置,轮轴8靠近浮力筒1一端与浮力筒1的内腔连通,轮轴8的外侧套装有轴承座7。
浮力轮叶组件包括有主叶片32和K个液压杆31,本实施例浮力轮叶组件中液压杆31的数量有两个,主叶片32固定连接在浮力筒1的外侧面,主叶片32的上端通过铰接轴铰接安装有副叶片33,两个液压杆31沿主叶片32的长度方向依次设置,液压杆31的两端通过销轴分别与上铰接座34和下铰接座35铰接,下铰接座35固定连接在浮力筒1的外侧面,上铰接座34固定连接在副叶片33上,通过设置主叶片32、副叶片33和液压杆31,当水流量小时,通过液压杆31的伸长,使副叶片33展开,增加入水深度,增加与水的接触面积,吸收更多水流动力,加大对浮力筒1的推动力,提高轮轴8转速,使发电机42稳定发电,当水流量较大时,通过液压杆31收缩,使副叶片33内折,则降低浮力轮叶组件入水深度,降低轮轴8的转速,使增速箱43和发电机42保持在合适的转速,稳定发电,避免增速箱43或发电机42的损坏。
两组自适应浮动支架分别位于浮力筒1的两端,自适应浮力支架包括浮动座61以及浮力气囊62,浮动座61与轴承座7的底端固定连接,浮力气囊62安装在浮动座61底部,其上设置有气阀,通过气阀往浮力气囊62内充入一定量的气体,能够给根据水的浮力大小(水的浮力受水流速度及水质影响),调整浮力叶轮单元的位置,控制浮力叶轮单元的入水深度,使浮力叶轮单元保持在合适的位置,使得发电机42能够稳定发电。
浮动座61和浮力气囊62沿其长度方向分别开设有M个通孔,通孔内滑动设置有导杆63,通过设置导杆63,能够对浮动座61进行限制,该装置能够根据水面的高度,进行自适应调整自身位置,以保证该装置的稳定工作,一侧导杆63的数量为四根,相邻两个导杆63底端固定安装有同一个固定座64,固定座64通常是固定在河床上。
两组发电单元分别位于两侧的浮动座61上,发电单元包括发电箱41、传动组件以及安装在发电箱41内的增速箱43和发电机42,发电箱41安装在浮动座61上,轮轴8的内端延伸至发电箱41内,轮轴8上套装有轴承,轴承安装在发电箱41的侧壁上。
传动组件包括主动轮44以及套装在增速箱43输入轴上的传动轮45,主动轮44套装在轮轴8上,主动轮44和传动轮45之间通过同步带46连接,增速箱43的输出轴与发电机42的机轴固定连接,浮力筒1和轮轴8在转动过程中,通过主动轮44、传动轮45和同步带46的配合,将动力传递至增速箱43,经过增速箱43增速后,带动发电机42的工作,使发电机42发电。
还包括控制系统、线缆9以及安装在浮力筒1内腔的液压站2,液压站2通过液压管路与液压杆31连接,通过将液压站2安装在浮力筒1内,使液压站2能够与浮力筒1同步旋转,以便于控制多组液压杆31的稳定工作,线缆9由轮轴8的内孔穿入并通过导电滑环与液压站2电连接,使控制系统能够控制液压站2的工作。
具体使用时,本实用新型一种水能浮力发电装置,首先将该装置安装在合适的流域,接着根据水的浮力大小,通过气阀往浮力气囊62内充入一定量的气体,调整浮力叶轮单元的位置,控制浮力叶轮单元的入水深度,使浮力叶轮单元保持在合适的位置;
然后水在流动过程中与主叶片32和副叶片33接触,推动浮力筒1和轮轴8旋转,浮力筒1和轮轴8在转动过程中,通过主动轮44、传动轮45和同步带46的配合,将动力传递至增速箱43,经过增速箱43增速后,带动发电机42的工作,使发电机42发电;
当水流量变小时,通过控制系统控制液压杆31的伸长,使副叶片33展开,增加入水深度,增加与水的接触面积,吸收更多水流动力,加大对浮力筒1的推动力,提高轮轴8转速,使发电机42稳定发电;
当水流量较大时,通过控制系统控制液压杆31收缩,使副叶片33内折,则降低浮力轮叶组件入水深度,降低轮轴8的转速,使增速箱43和发电机42保持在合适的转速,稳定发电。
实施例二:
在实施例一的基础之上,如图7所示,主叶片32的数量至少有六组,还包括位于主叶片32前后两侧的连接环10,连接环10与六个主叶片32侧面固定连接,对六个主叶片32起到连接加固的作用。
实施例三:
在实施例一的基础之上,如图1、图2和图4所示,还包括用于调整浮动座61高度的调重单元,调重单元包括两个调重水箱51,两个调重水箱51分别固定安装在浮动座61上,并分别位于发电箱41的前后两侧,通过往调重水箱51内注水或将调重水箱51内的水排出,以控制该装置的整体重量,以便于根据水的浮力,控制浮力叶轮单元的入水深度,使浮力叶轮单元保持在合适的位置,使得发电机42能够稳定发电。
调重水箱51的一侧设置有排水管53,排水管53上设置有电磁阀54,通过打开电磁阀54,使调重水箱51内的水通过排水管53排出,调重水箱51内底部安装有抽水泵55,电磁阀54和抽水泵55分别与控制系统联接,通过控制系统控制电磁阀54和抽水泵55的工作,抽水泵55的抽水端安装有抽水管52,抽水管52的外端穿过调重水箱51并延伸至水下,通过抽水泵55工作,通过抽水管52将水抽入调重水箱51内,增加该装置的整体重量。
Claims (9)
1.一种水能浮力发电装置,其特征在于:包括浮力叶轮单元、两组发电单元以及两组自适应浮动支架,所述浮力叶轮单元包括浮力筒以及环绕设置在浮力筒上的N组浮力轮叶组件,所述浮力筒的内部为中空设置,其两端为封口设置;
浮力筒的两端分别固定连接有轮轴,轮轴内部为空心设置,轮轴靠近浮力筒一端与浮力筒的内腔连通,轮轴的外侧套装有轴承座;
浮力轮叶组件包括有主叶片和K个液压杆,主叶片固定连接在浮力筒的外侧面,主叶片的上端通过铰接轴铰接安装有副叶片,K个液压杆沿主叶片的长度方向依次设置,液压杆的两端分别与浮力筒的外侧面和副叶片铰接;
两组自适应浮动支架分别位于浮力筒的两端,自适应浮力支架包括浮动座以及浮力气囊,浮动座与轴承座的底端固定连接,浮力气囊安装在浮动座底部,其上设置有气阀;
两组发电单元分别位于两侧的浮动座上,发电单元与轮轴连接,使轮轴转动过程中发电单元能够进行发电;
还包括控制系统、线缆以及安装在浮力筒内腔的液压站,液压站通过液压管路与液压杆连接,线缆由轮轴的内孔穿入并通过导电滑环与液压站电连接,使控制系统能够控制液压站的工作。
2.根据权利要求1所述的水能浮力发电装置,其特征在于:所述浮动座和浮力气囊沿其长度方向分别开设有M个通孔,通孔内滑动设置有导杆。
3.根据权利要求1或2所述的水能浮力发电装置,其特征在于:所述发电单元包括发电箱、传动组件以及安装在发电箱内的增速箱和发电机,发电箱安装在浮动座上,轮轴的内端延伸至发电箱内,其通过传动组件与增速箱的输入轴连接,增速箱的输出轴与发电机的机轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的水能浮力发电装置,其特征在于:所述传动组件包括主动轮以及套装在增速箱输入轴上的从动轮,主动轮套装在轮轴上,主动轮和从动轮之间通过同步带连接。
5.根据权利要求2所述的水能浮力发电装置,其特征在于:一侧所述导杆的数量为四根,相邻两个导杆底端固定安装有同一个固定座。
6.根据权利要求1所述的水能浮力发电装置,其特征在于:所述主叶片的数量至少有六组。
7.根据权利要求1或6所述的水能浮力发电装置,其特征在于:还包括位于主叶片前后两侧的连接环,连接环与六个主叶片侧面固定连接。
8.根据权利要求1所述的水能浮力发电装置,其特征在于:还包括用于调整浮动座高度的调重单元。
9.根据权利要求8所述的水能浮力发电装置,其特征在于:所述调重单元包括两个调重水箱,两个调重水箱分别固定安装在浮动座上,调重水箱的一侧设置有排水管,排水管上设置有电磁阀,调重水箱内底部安装有抽水泵,电磁阀和抽水泵分别与控制系统联接,抽水泵的抽水端安装有抽水管,抽水管的外端穿过调重水箱并延伸至水下。
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