TWI828586B - 階梯式水力發電裝置 - Google Patents
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Abstract
一種階梯式水力發電裝置，用以提供一種以水力發電的綠能發電裝置。係包含：一渠道，具有一上游端及一下游端，該上游端與該下游端之間具有數承置部；數發電組，分別設置於各承置部，該發電組係由一殼體具有一流道，該流道具有一導入口及一輸出口，該導入口迎向該上游端，使由該上游端往該下游端流動的水源由該導入口導經該流道及由該輸出口輸出，該輸出口係成透空且懸空地位於各承置部，各該發電組係各具有一發電機，該發電機的軸軸接一葉輪，該葉輪位於該輸出口；及一集電組件，用以集收及輸出該數發電組所發出的電力。
Description
本發明係關於一種階梯式水力發電裝置，尤其是一種充份利用水流，以重複使用水力發電的綠能發電裝置。
水力發電已普遍被使用於水源充沛的場合，傳統的水力發電方式，係將發電裝置設於水源的上游，以使水源流經該發電裝置發電，及該水源再流至下游供灌溉或作民生用水。
由於水源流經發電裝置發電時，水源幾乎成無耗損的輸出，因此，若能將水源多次、反覆用於發電，除了可以供輸更多的電力，且可大量的降低發電成本。
有鑑於此，習知的水力發電裝置確實有加以改良的必要。
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種階梯式水力發電裝置，係可以充份地利用水資源，使該水源可以多次、反覆用於發電，以提供輸出更多的電力者。
本發明的次一目的是提供一種階梯式水力發電裝置，係可以充份地利用水資源，以降低發電成本者。
本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、
「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。
本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。
本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。
本發明的階梯式水力發電裝置，包含：一渠道，具有一上游端及一下游端，該上游端用以引入水源，該上游端與該下游端之間具有數承置部；數發電組，分別設置於各承置部，該發電組係由一殼體具有一流道，該流道具有一導入口及一輸出口，該導入口迎向該上游端，使由該上游端往該下游端流動的水源由該導入口導經該流道及由該輸出口輸出，該導入口各具有一凸牆，該凸牆凸出於各該承置部，該輸出口係成透空且懸空地位於各承置部，使水源可以由該輸出口下落於各承置部，各該發電組係各具有一發電機，該發電機的軸軸接一葉輪，該葉輪位於該輸出口；及一集電組件，用以集收及輸出該數發電組所發出的電力。
據此，本發明的階梯式水力發電裝置，係可以利用該渠道設置數個承置部，且各承置部係可以分別具有至少一發電組或數發電組，使水源由上游端往下游端流動時，該水源可以依序通過該數發電組，使該數發電組各可以發出電力，係可以使該水源多次、反覆用於發電，以提供輸出更多的
電力及降低發電成本的功效。
其中，該上游端與該下游端之間利用坡度或/及位差，以使該渠道具有數承置部。如此，該渠道係可以形成多個承置部，使各該承置部可以分別置設至少一發電組，使水源由上游端往下游端流動時，該水源可以依序通過該數發電組，使該數發電組各可以發出電力，以使該水源可以多次、反覆用於發電的功效。
其中，該發電機固定於一架，該架位於該發電組之殼體的上方。如此，係可以達到方便固定該發電機的功效。
其中，該葉輪為軸流式葉片。如此，係可以利用該葉輪的旋轉，以使該發電機發出電力的功效。
其中，該葉輪為離心式葉片。如此，係可以利用該葉輪的旋轉，以使該發電機發出電力的功效。
其中，該下游端具有一蓄水池及一抽水件，該抽水件用以將蓄集在該蓄水池之水液抽取至該上游端。如此，係可以藉由該抽水件將蓄集在該蓄水池之水液抽取至該上游端，以重複利用該水資源的功效。
〔本發明〕
1:渠道
1a:上游端
1b:下游端
11:承置部
12:側壁
2:發電組
21:殼體
22:流道
22a:導入口
22b:輸出口
23:發電機
231:軸
232:葉輪
24:架
25:凸牆
3:集電組件
4:抽水件
〔第1圖〕本發明之第一實施例的局部分解立體圖。
〔第2圖〕沿第1圖的A-A線剖面圖。
〔第3圖〕本發明之發電單元第一實施例立體圖。
〔第4圖〕本發明之發電單元第二實施例立體圖。
〔第5圖〕沿第2圖的B-B線剖面圖。
〔第6圖〕如第5圖所示的之另一實施例。
〔第7圖〕本發明之第二實施例的局部立體圖。
〔第8圖〕本發明之一使用例立體圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之一較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明；此外，在不同圖式中標示相同符號者視為相同，會省略其說明。
請參照第1、2圖所示，其係本發明之一較佳實施例，該階梯式水力發電裝置係包括一渠道1、數發電組2及一集電組件3所構成，該數發電組2係位於該渠道1中，該集電組件3用以集收及輸出該數發電組2所發出的電力。
該渠道1係具有一上游端1a及一下游端1b，該上游端1a用以引入水源，並使水源往該下游端1b流動，該上游端1a與該下游端1b之間可利用坡度或/及位差，以使該渠道1具有數承置部11，並使水源由該上游端1a往該下游端1b流動，以流經各承置部11，在本實施例中，該渠道1具有坡度及位差以形成數階梯狀之承置部11為例予以說明，但不以此為限。該渠道1較佳係具有二側壁12，以使水源在該渠道1所限制之範圍內流動。該渠道1係可以為既有河流、槽道或人工建構的河道，本發明不予限制。
該數發電組2係分別設置於各承置部11，各承置部11係可以分別具有至少一發電組2，或將數發電組2同時置於一承置部11，在本實施例中，各承置部11係分別具有三個發電組2為例予以說明，但不以此為限。
請參照第3圖所示，該發電組2係由一殼體21具有一流道22，該流道22具有一導入口22a及一輸出口22b，該導入口22a迎向該渠道1的該上游端1a，使由該上游端1a往該下游端1b流動的水源可以由該導入口22a
導經該流道22及由該輸出口22b輸出。該輸出口22b係成透空且懸空地位於各承置部11，使水源可以由該輸出口22b下落於各承置部11。
該發電組2係各具有一發電機23，該發電機23的軸231軸接一葉輪232，該發電機23固定於一架24，該架24可以位於該發電組2之殼體21的上方，該發電機23可以藉由該葉輪232的旋轉發出電力，該發電機23可以為各種習知構造，為本領域中具有通常知識者可以理解，恕不詳述。該葉輪232可以如第3圖所示之軸流式葉片，或如第4圖所示之離心式葉片，本發明不予限制。
請參照第5圖所示，該葉輪232位於該輸出口22b，如此，由該導入口22a導入的水源可以經該流道22導引流向該輸出口22b，以使該葉輪232旋轉及使該發電機23可以發出電力。較佳地，該發電組2的該導入口22a可以各具有一凸牆25(如第1、2圖所示)，該凸牆25可以凸出於各該承置部11，以使各該承置部11可以蓄集水源於一較高液位再由該導入口22a導入，以提升該水源的衝擊力。
請參照第6圖所示，其係本發明的另一實施例，與第5圖所示實施例相較，該導入口22a與該輸出口22b之間的該流道22係可以具有較大的距離，如此，水源流經該流道22時，係可以具有較大的衝擊力，以使該葉輪232可以加速旋轉，及使該發電機23可以發出較多的電力。
請再參照第1、2圖所示，該集電組件3係可用以集收及輸出該數發電組2所發出的電力，該集電組件3係可以包括變壓器等，為本領域中具有通常知識者可以理解，恕不詳述。
請參照第7圖所示，其係本發明的另一實施例，與第1圖所示實施例相較，該發電組2的該導入口22a與該凸牆25之間係可以具有較大的距離，如此，由該凸牆25溢出之水源，也可以形成較大的衝擊力再進入該流
道22，以使該葉輪232可以加速旋轉，及使該發電機23可以發出較多的電力。
請參照第8圖所示，其係本發明的另一使用例，本發明的階梯式水力發電裝置，還可以在該渠道1的該下游端1b設置蓄水池及一抽水件4，當該階梯式水力發電裝置所發出的電力過剩時，係可以藉由該抽水件4將蓄集在該蓄水池之水液抽取至該上游端1a，以重複利用該水資源。
綜上所述，本發明的階梯式水力發電裝置，係可以利用該渠道設置數個承置部，且各承置部係可以分別具有至少一發電組或數發電組，使水源由上游端往下游端流動時，該水源可以依序通過該數發電組，使該數發電組各可以發出電力，係可以使該水源多次、反覆用於發電，以提供輸出更多的電力及降低發電成本的功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當包含後附之申請專利範圍所記載的文義及均等範圍內之所有變更。
1:渠道
1a:上游端
1b:下游端
11:承置部
12:側壁
2:發電組
21:殼體
22:流道
23:發電機
24:架
25:凸牆
3:集電組件
Claims (6)
- 一種階梯式水力發電裝置，包含：一渠道，具有一上游端及一下游端，該上游端用以引入水源，該上游端與該下游端之間具有數承置部；數發電組，分別設置於各承置部，該發電組係由一殼體具有一流道，該流道具有一導入口及一輸出口，該導入口迎向該上游端，使由該上游端往該下游端流動的水源由該導入口導經該流道及由該輸出口輸出，該導入口各具有一凸牆，該凸牆凸出於各該承置部，該輸出口係成透空且懸空地位於各承置部，使水源可以由該輸出口下落於各承置部，各該發電組係各具有一發電機，該發電機的軸軸接一葉輪，該葉輪位於該輸出口；及一集電組件，用以集收及輸出該數發電組所發出的電力。
- 如請求項1之階梯式水力發電裝置，其中，該上游端與該下游端之間利用坡度或/及位差，以使該渠道具有數承置部。
- 如請求項1之階梯式水力發電裝置，其中，該發電機固定於一架，該架位於該發電組之殼體的上方。
- 如請求項1之階梯式水力發電裝置，其中，該葉輪為軸流式葉片。
- 如請求項1之階梯式水力發電裝置，其中，該葉輪為離心式葉片。
- 如請求項1至5中任一項之階梯式水力發電裝置，其中，該下游端具有一蓄水池及一抽水件，該抽水件用以將蓄集在該蓄水池之水液抽取至該上游端。
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|---|---|---|---|---|
| CN106988956A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-07-28 | 习水县文雄水利动力科技有限公司 | 一种高效水轮发电装置 |
| CN215370096U (zh) * | 2021-08-09 | 2021-12-31 | 西安理工大学 | 一种便携式小型管道微水头发电装置 |
| TWM632392U (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-21 | 黃聖傑 | 建構於坡地的水槽發電系統 |
| TWM647127U (zh) * | 2023-05-16 | 2023-10-11 | 鄭玄鋒 | 階梯式水力發電裝置 |
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2023
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