TWI786926B - 具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，包含一腔體，該腔體的二端分別為一出水端及一入水端，一集流板設置於該入水端，一多旋傳動單元設置於該腔體內，一發電模組以一支架設置於該腔體的上側以及一加速齒輪組連接該多旋傳動單元及該發電模組，設置該集流板攔截更多水源進入腔體內部加速多旋傳動單元轉動，而該加速齒輪組可以帶動發電模組提高至更高轉速而提高發電量。

Description

具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置

本發明係與發電裝置有關，特別是一種以水流推力發電的水力發電裝置。

常見利用天然水力發電的設備，其發電效益容易受到天氣、季節等因素影響發電效能，因此，在有限的水資源下提升發電量一直是目前各國努力的目標。

基於上述缺失，本發明目的在於提供一種發電裝置，特別是一種能夠提升發電量的水力發電裝置。

基於上述目的，本發明提供一種具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，包含一腔體，該腔體的二端分別為一出水端及一入水端，一集流板設置於該入水端，一多旋傳動單元設置於該腔體內，一發電模組以一支架設置於該腔體的上側以及一加速齒輪組連接該多旋傳動單元及該發電模組。

其中該集流板與該腔體之間具有一夾角。

其中該多旋傳動單元具有一螺旋葉片設置於一軸心。

較佳的，該發電模組包含一發電機，該發電機的輸出端連接一三相變流器。

較佳的，該發電模組還包含一瓦特計。

較佳的，還具有一升降式攔網設置於該腔體的該入水端。

較佳的，還具有一角度調整機構設置於該腔體用於調整該腔體的設置角度。

為了清楚說明本發明之具體實施方式、構造及所達成之效果，配合圖式說明如下：

請參閱圖1至圖3 ，繪示一種水力發電裝置，包含一腔體10，該腔體10為長條中空柱狀且其二端分別為一出水端及一入水端，一集流板15設置於該入水端，一多旋傳動單元設置於該腔體10內，該多旋傳動單元具有一螺旋葉片132設置於一軸心131，一發電模組20以一支架21設置於該腔體10的上側以及一加速齒輪組30連接於該多旋傳動單元及該發電模組20之間，該加速齒輪組30與該發電模組20之間藉由一鍊條連接而進行傳動。於本實施態樣中，該腔體10為圓筒狀腔體，於其他實施態樣中可以是但不限於矩形腔體。於其他實施態樣中，該多旋傳動單元也可以設置二個以上的螺旋葉片132。

其中該發電模組20包含一發電機，該發電機的輸出端連接一三相變流器，若發電機內的磁通量為：

根據楞次定律與法拉第電磁感應定律，時變的磁通量將感應出的電壓為

。則發電機將輸出三相電壓為：

根據前述公式，可以知道發電效能取決於帶動發電機的原動機轉速及發電機電樞繞組能承受的瓦特數。

因此，於本發明實施例中，設置有一加速齒輪組30連接該多旋傳動單元及該發電模組20，該加速齒輪組30與該軸心131同軸設置，並將該軸心(131)的轉速增數倍後所加以輸出，可以帶動發電機轉動至更高轉速，使

上升而提高發電量。

此外，該集流板15與該腔體10之間具有可調整的一夾角，集流板15相對該腔體10傾斜設置，當該腔體10設置於水道內時，該集流板15能夠攔截更多水源流入該腔體10內部，並加速水流帶動螺旋葉片132轉動，使

上升而提高發電量。

於其他實施態樣中，可以於該水力發電裝置的發電模組20安裝瓦特計(圖未示)，以監視發電的情形，或者可以搭配WiFi-Mesh及4G的無線傳輸系統(IOT)，將各水力發電裝置即時的發電數據傳輸至中控管理電腦進行發電數據分析與管控。此外，可以同時使用並聯多個水力發電裝置，讓水資源利用率達最大化並能夠提高發電量。

進一步說明，本發明之水力發電裝置係適用於河川及其支流或溝渠的小型水力發電裝置，而非常見的水力發電設備用於水庫、瀑布等大型集水區，是為了有效地利用水資源進行發電，具有體積小、移動方便且價格便宜等特性，本發明是使用螺旋葉片132的設計來提高力矩體積比使定體積下水力發電效能最大化，並且利用齒輪比傳動的設計提高螺旋葉片132旋轉速度，使發電量提高。

於本發明實施例中，是將該腔體10水平放置於溝渠水道中，並且該腔體10與水流方向平行。請參閱圖2及圖3，於本發明的第二實施例中，可以將一角度調整機構50設置於該腔體10，該角度調整機構50為一驅動馬達，如此一來，可以依據水位的高低調整腔體10的設置角度，該角度調整裝置可以使該腔體10以非水平方式(夾角範圍45度之內)設置於水道中，一併搭配集流板15使用時，可以攔截更多水源進入該腔體10內部，並加速水流帶動螺旋葉片132轉動，使

上升而提高發電量。

由於溝渠水道中容易夾雜樹葉或是其他異物，一旦有異物進入腔體10內部，容易影響發電效能。因此於本發明第二實施例中(請參閱圖2及圖3)，還安裝有一升降式攔網於該腔體10的入水端以攔網42攔截異物。其中，該升降式攔網設置於一機械臂41的一端，該機械臂41的另端則安裝於腔體10，使該機械臂41可以控制該攔網42產生移動或轉動。當該攔網42上的異物累積到一定數量時，機械臂41舉起將攔網42轉往腔體10的出水端後方，使異物受水流的推動而遠離該攔網42，完成後再由該機械臂41使該攔網42回復至原位，如此一來即可有效避免異物流入腔體10內，以維持發電效能。

10:腔體

131:軸心

132:螺旋葉片

15:集流板

20:發電模組

21:支架

30:加速齒輪組

41:機械臂

42:攔網

50:角度調整裝置

圖1是本發明實施例水力發電裝置的腔體剖視圖。

圖2是本發明第二實施例之示意圖。

圖3是本發明第二實施例之俯視圖。

無

10:腔體

131:軸心

132:螺旋葉片

15:集流板

20:發電模組

21:支架

30:加速齒輪組

Claims (8)

1. 一種具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，係包含：一腔體，為長條中空柱狀，該腔體的二端分別為一出水端及一入水端；一集流板，設置於該入水端；一多旋傳動單元，設置於該腔體內；一發電模組，以一支架設置於該腔體的上側；一加速齒輪組，連接該多旋傳動單元與該發電模組；一角度調整機構，設置於該腔體，用於調整該腔體的設置角度；以及一升降式攔網，具有一攔網透過一機械臂設置於該腔體的入水端，該機械臂可轉動地移動於該腔體的入水端與該腔體的出水端之間。
2. 如請求項1所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該集流板與該腔體之間具有一夾角。
3. 如請求項1所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該多旋傳動單元具有至少一螺旋葉片設置於一軸心。
4. 如請求項1所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該發電模組包含一發電機，該發電機的輸出端連接一三相變流器。
5. 如請求項1所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該發電模組還包含一瓦特計。
6. 如請求項1所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該加速齒輪組同軸設置於該多旋傳動單元的一軸心。
7. 如請求項6所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該加速齒輪組藉由一鍊條連接該發電模組。
8. 如請求項6所述具多旋傳動單元與加速齒輪組之水力發電裝置，其中該發電模組連接有一瓦特計或一無線傳輸系統。

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