TWM654595U - 水力發電裝置 - Google Patents

Abstract

本新型係一種水力發電裝置，其包含一殼體，殼體內藉由設置一分隔壁將密封的內部空間分隔成一進水室及一出水室，分隔壁頂端貫穿有一導水孔，殼體鄰近於進水室底端的位置貫穿有一進水孔，鄰近於出水室底端的位置貫穿有一出水孔；一轉軸，其穿設殼體；一第一葉輪，其固設於轉軸且位於進水室內；一第二葉輪，其固設於轉軸且位於出水室內；二發電機，其分別連接轉軸的二端；水流自進水孔導入撞擊第一葉輪後自下方位置移動至位於上方的導水孔再次蓄積位能，經由導水孔流出推動第二葉輪，利用水流高低差所產生位能之特性，增進轉動轉軸之效能，並可提高發電效率。

Description

水力發電裝置

本新型係涉及一種發電裝置，尤指一種水力發電裝置。

現今環保意識的抬頭，各種環境資源的有效利用也更顯得重要，而山林密集的地區因為擁有密度較高之河川，如何有效的利用水資源更是值得深思的課題，針對水資源的利用，水力發電是不可或缺的一環，水力發電的原理主要是將位能轉化為動能，動能再推動水力發電機發電，目前較常見的水力發電機其主要結構包含一發電機、一驅動軸及一渦輪機，發電機的轉子與渦輪機的葉片藉由驅動軸相連接，發電機通常設置於水庫大壩旁，渦輪機連接於水管使得自水庫向下衝擊之水流可經過渦輪機並推動葉片，渦輪機再帶動發電機的轉子同步轉動而產生電力。

然而，當水流在推動葉片的過程中，因為葉片結構及轉動過程所產生的阻力因素，使得水的位能在轉化為動能的過程中產生諸多的耗損，且此段轉換的過程其位能僅一次性的應用，當自渦輪機流出的水流其流速及動能已大幅下降無再利用之價值，故如何增進水力發電機之效能，實有待加以思考並予以改進之必要。

有鑒於現有技術的不足，本新型提供一種水力發電裝置，其藉由水推動第一葉輪並移動至位於上方位置的導水孔，經由導水孔流出推動第二 葉輪，達到蓄積水流位能並推動第二葉輪轉動之目的，而當安裝於水庫下游的各主管道及各副管道時，整體可組成如水鏈般的串接結構，可連續利用水力達到發電的功效。

為達上述之新型目的，本新型所採用的技術手段為設計一種水力發電裝置，其包含：一殼體，其圍繞形成一密封的內部空間，該殼體內設置有一分隔壁，該分隔壁將該密封的內部空間分隔成一進水室及一出水室，該分隔壁貫穿有一導水孔及一通孔，該導水孔鄰近於該殼體的頂端且連通該進水室及該出水室，該殼體貫穿有一進水孔、一出水孔及二軸孔，該進水孔與該出水孔位於該二軸孔之間，該進水孔鄰近於該殼體的底端且與該進水室相連通，該出水孔鄰近於該殼體的底端且與該出水室相連通；一轉軸，其可轉動地穿設於該二軸孔及該通孔；一第一葉輪，其固設於該轉軸且位於該進水室內；一第二葉輪，其固設於該轉軸且位於該出水室內；二發電機，其分別連接該轉軸的二端且可與該轉軸同步轉動。

進一步而言，所述之水力發電裝置，其中該導水孔的孔中心線為呈水平方向，導水孔的孔中心線與二軸孔中心之間的連線形成有一角度。

進一步而言，所述之水力發電裝置，其中該第一葉輪包含一第一軸部及複數第一葉片，各該第一葉片環繞間隔設置於該第一軸部的外環壁，該第二葉輪包含一第二軸部及複數第二葉片，各該第二葉片環繞間隔設置於該第二軸部的外環壁，該第一葉輪以該第一軸部套設固定於該轉軸且位於該進水室中，該第二葉輪以該第二軸部套設固定於該轉軸且位於該出水室中。

進一步而言，所述之水力發電裝置，其中各該第一葉片具有一長邊及二短邊，該長邊位於該二短邊之間，該二短邊朝向遠離該分隔壁的方向傾斜。

進一步而言，所述之水力發電裝置，其中該轉軸的二端分別設置有一驅動輪，每一該發電機包含一本體及一軸桿，該軸桿的一端凸設於該本體且該軸桿設置有一從動輪，各該驅動輪與各該從動輪分別藉由一皮帶連接。

本新型的優點在於，藉由水推動第一葉輪並移動至位於上方位置的導水孔，故可將用於推動第一葉輪的水流再次蓄積位能，再利用所蓄積之位能經由導水孔流出推動第二葉輪，使得轉軸位於進水室的一端可受到剛進入殼體內部的水流沖擊力驅使轉動外，轉軸位於出水室的另一端還能夠再受到水流自上方落下的衝擊力，達到轉軸同時受到水流通過進水室及出水室所產生的動能予以驅動轉動，相較於現有技術僅受到單次水流的衝擊力，如此將能減少水流的能量損失，利用水流高低差所產生位能之特性，增進轉動轉軸之效能，並可提高發電效率。

1:水力發電裝置

10:殼體

11:分隔壁

111:導水孔

112:通孔

12:進水室

13:出水室

14:進水孔

15:出水孔

16:軸孔

20:轉軸

21:驅動輪

30:第一葉輪

31:第一軸部

32:第一葉片

321:長邊

322:短邊

40:第二葉輪

41:第二軸部

42:第二葉片

50:發電機

51:本體

52:軸桿

53:從動輪

60:皮帶

70:水庫

71:主管道

80:淨水廠

81:副管道

90:開閉閥

圖1係本新型之俯視配置示意圖。

圖2係本新型之剖面示意圖。

圖3係本新型應用於自來水供水系統示意圖。

圖4係本新型應用於自來水供水系統之局部放大示意圖。

以下配合圖式以及本新型之較佳實施例，進一步闡述本新型為達成預定新型目的所採取的技術手段。

請參閱圖1所示，本新型之水力發電裝置，其包含一殼體10、一轉軸20、一第一葉輪30、一第二葉輪40及二發電機50。

請參閱圖1及圖2所示，殼體10圍繞形成一密封的內部空間，殼體10內設置有一分隔壁11，分隔壁11將密封的內部空間分隔成一進水室12及一出水室13，分隔壁11貫穿有一導水孔111及一通孔112，導水孔111的孔中心線為呈水平方向且呈傾斜之斜孔，但不以此為限，導水孔111鄰近於殼體10的頂端且連通進水室12及出水室13，通孔112位於導水孔111的下方位置，殼體10貫穿有一進水孔14、一出水孔15及二軸孔16，進水孔14與出水孔15位於二軸孔16之間，導水孔111的孔中心線與二軸孔16中心之間的連線形成有一角度，具體而言，請參閱圖1所示，從上方視之，導水孔111的一端鄰近於進水孔14的對側面，導水孔111的另一端鄰近於出水孔15的對側面，整體為斜向導向之孔型結構，在本實施例中，殼體10為長筒狀，二軸孔16分別位於殼體10的二端面，二軸孔16與通孔112位於同一孔中心線上，進水孔14鄰近於殼體10的底端且與進水室12相連通，出水孔15鄰近於殼體10的底端且與出水室13相連通，進水孔14與出水孔15位於殼體10相對的二側壁，導水孔111鄰近於進水室12的一端開口斜向進水孔14相對側的內側壁位置，導水孔111鄰近於出水室13的一端開口斜向出水孔15相對側的內側壁位置，但不以此為限，殼體10之形式可依使用者需求作改變。

轉軸20可轉動地穿設於二軸孔16及通孔112，轉軸20位於導水孔111的下方位置，如圖1所示，從上方視之轉軸20的軸心線與導水孔111的孔中心線形成有一夾角，在本實施例中，轉軸20的二端分別設置有一驅動輪21，但不以此為限。

第一葉輪30位於進水室12中，第一葉輪30包含一第一軸部31及複數第一葉片32，第一軸部31為中空柱狀體，各第一葉片32環繞間隔設置於第一軸部31的外環壁，在本實施例中，各第一葉片32具有一長邊321及二短邊322，長邊321位於二短邊322之間，二短邊322之延伸線與轉軸20的軸心線形成有一夾角，換言之，短邊322的延伸線為斜向朝向導水孔111相對側的方向，朝向遠離該分隔壁的方向傾斜，有助於將水流導向導水孔111，但不以此為限，第一葉輪30之形式可依使用者需求作改變，第一葉輪30以第一軸部31套設固定於轉軸20。

第二葉輪40位於出水室13中，第二葉輪40包含一第二軸部41及複數第二葉片42，第二軸部41為中空柱狀體，各第二葉片42環繞間隔設置於第二軸部41的外環壁，第二葉輪40以第二軸部41套設固定於轉軸20。

二發電機50分別位於轉軸20的二端，且二發電機50分別連接轉軸20的二端位於殼體10外部，具體而言，各發電機50包含一本體51及一軸桿52，軸桿52的一端凸設於本體51且軸桿52設置有一從動輪53，各驅動輪21與各從動輪53分別藉由一皮帶60連接，使得轉軸20與各軸桿52可同步轉動，但不以此為限，發電機50與轉軸20之連接方式可依使用者需求作改變。

請參閱圖1至圖4所示，本新型水力發電裝置1，以應用於自來水供水系統為例說明，但不以此為限，自來水供水系統包含一水庫70及複數淨水廠80，水庫70連接有複數主管道71，各主管道71用以將水庫70的水導引而出，其中部分的主管道71與各淨水廠80之間分別連接有一副管道81，副管道81用以將主管道71內的水分流導入各淨水廠80，本新型之應用方法包含以下步驟： a.將複數水力發電裝置1等間距地連接於各主管道71，使得各主管道71位於上游方向的水流自殼體10的進水孔14流入，經由撞擊第一葉輪30的各第一葉片32使得第一葉輪30轉動，第一葉輪30帶動轉軸20轉動，於轉動的過 程中水由殼體10內部的下方位置移動至位於上方的導水孔111的位置，經由導水孔111的一端流入並自另一端流出，流出之水流落下再推動第二葉輪40；b.出水孔15連接位於下游方向的主管道71，自出水孔15流出的水再流到位於下游方向的主管道71並朝下游方向流動；c.將複數水力發電裝置1連接於各副管道81；前述之連接方式如同步驟a.所述，故不再贅述；d.複數開閉閥90設置於各主管道71及各副管道81，且位於各水力發電裝置1的上游方向的位置。

前述過程中，由於本新型藉由水推動第一葉輪30並且移動至位於上方位置的導水孔111，故可將用於推動第一葉輪30的水流再次蓄積位能，利用所蓄積之位能自導水孔111流出並推動第二葉輪40，換言之，轉軸20位於進水室12的一端可受到剛進入殼體10內部的水流沖擊力驅使轉動外，轉軸20位於出水室13的另一端還能夠再受到水流自上方落下的衝擊力，達到轉軸20同時受到水流通過進水室12及出水室13所產生的動能予以驅動轉動，相較於現有技術僅受到單次水流的衝擊力，如此將能減少水流的能量損失，利用水流高低差所產生位能之特性，增進轉動轉軸20之效能及提高發電效率；且自水庫70以下的下游方向，各個本新型可組成如水鏈般的串接結構，可連續利用水力達到發電的功效。

前述過程中，由於設置有各開閉閥90，故可控制水流入各水力發電裝置1的數量，且當水力發電裝置1進行保養時，亦可藉由關閉開閉閥90後止擋水流的進入並進行作業。

以上所述僅是本創作之較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍 內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾作為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

1:水力發電裝置

10:殼體

11:分隔壁

111:導水孔

12:進水室

13:出水室

14:進水孔

15:出水孔

16:軸孔

20:轉軸

21:驅動輪

30:第一葉輪

31:第一軸部

32:第一葉片

321:長邊

322:短邊

40:第二葉輪

41:第二軸部

42:第二葉片

50:發電機

51:本體

52:軸桿

53:從動輪

60:皮帶

Claims (5)

1. 一種水力發電裝置，其包含： 一殼體，其圍繞形成一密封的內部空間，該殼體內設置有一分隔壁，該分隔壁將該密封的內部空間分隔成一進水室及一出水室，該分隔壁貫穿有一導水孔及一通孔，該導水孔鄰近於該殼體的頂端且連通該進水室及該出水室，該殼體貫穿有一進水孔、一出水孔及二軸孔，該進水孔與該出水孔位於該二軸孔之間，該進水孔鄰近於該殼體的底端且與該進水室相連通，該出水孔鄰近於該殼體的底端且與該出水室相連通； 一轉軸，其可轉動地穿設於該二軸孔及該通孔； 一第一葉輪，其固設於該轉軸且位於該進水室內； 一第二葉輪，其固設於該轉軸且位於該出水室內； 二發電機，其分別連接該轉軸的二端且可與該轉軸同步轉動。
2. 如請求項1所述之水力發電裝置，其中該導水孔的孔中心線為呈水平方向，導水孔的孔中心線與二軸孔中心之間的連線形成有一角度。
3. 如請求項1或2所述之水力發電裝置，其中該第一葉輪包含一第一軸部及複數第一葉片，各該第一葉片環繞間隔設置於該第一軸部的外環壁，該第二葉輪包含一第二軸部及複數第二葉片，各該第二葉片環繞間隔設置於該第二軸部的外環壁，該第一葉輪以該第一軸部套設固定於該轉軸且位於該進水室中，該第二葉輪以該第二軸部套設固定於該轉軸且位於該出水室中。
4. 如請求項3所述之水力發電裝置，其中各該第一葉片具有一長邊及二短邊，該長邊位於該二短邊之間，該二短邊朝向遠離該分隔壁的方向傾斜。
5. 如請求項4所述之水力發電裝置，其中該轉軸的二端分別設置有一驅動輪，每一該發電機包含一本體及一軸桿，該軸桿的一端凸設於該本體且該軸桿設置有一從動輪，各該驅動輪與各該從動輪分別藉由一皮帶連接。

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