高效漂浮水輪機的製作方法

2023-06-02 20:34:11

專利名稱：高效漂浮水輪機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水輪機，尤其是可以安裝在小落差的江河湖海水面上用來驅動動發電機發電的高效漂浮水輪機。
背景技術：
目前，現有的水力發電站是建在攔河壩上，由攔河壩匯集並抬高河流的水位，利用洩水時的水位落差驅動發電站的葉片式水輪機轉動，再驅動發電機產生電能。此種固定式發電站具有發電容量大的優點，但這樣的方法存在著投資巨大，建設周期長，且對航運和生態環境有一定的影響，還會產生大量移民，因而限制了水電的發展。
為此人們想到利用有一定流速的水能直接進行發電的方法，如中國專利00252317.5公開的「江面流水發電站」和03236760.0公開「浮子式水利發電機」，都是把兩隻浮船或浮子並聯，中間置一組或多組水輪機組，其傳動變速機構、發電機均浮在水面，這種結構與現有的攔河築壩水力發電方式相比，不需修攔水壩和建築大型的鋼筋混凝水基礎設施，既保護了山林和田地，又極大地節省投資；能夠充分利用遍布於各地的江河實現發電。但由於發電設備自重載荷大，要求浮船或浮子體面積較大，而江河河床寬度有限，可以容納的水輪機小，不能產生很大的發電量。同時上述結構要求流水單向流動，對諸如潮汐一樣有雙向流動的水力資源就無法實現發電，所以實際使用價值不大。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種能適用於各種小落差的江河湖海的水力資源發電的高效漂浮水輪機，使用該水輪機可具有不同規模的發電容量，且投資少，不用修堤築壩，建設周期短，裝設容易及維修簡單的特性，更具有利於環境保護的優點。
為了實現上述發明目的，本實用新型所採用的技術方案是一種高效漂浮水輪機，包括兩個或兩個以上並行排列的浮箱，多套同軸的水車輪組位於兩兩相鄰的浮箱之間；每套水車輪組的轉軸兩端通過軸承座分別安裝在相鄰的兩個浮箱上，這些水車輪組的轉軸互相用萬向節串聯，再通過傳動裝置與浮箱之外的變速箱、單臺或多臺發電機組相連；所述並行排列的每個浮箱的前，後端均設有用於錨固的錨鏈，在最靠近岸邊的浮箱與岸之間也有錨固的錨鏈；所述的傳動裝置是一根中部帶伸縮節的傳動杆，該傳動杆一端通過萬向節連接浮箱處水車輪組的轉軸，另一端也通過第二萬向節與變速箱輸入軸相連。
為了減少水車輪的運行阻力，運行於江河上的水輪機所用的水車輪輪轂的四周均勻固定有中間開孔的輪葉支撐板，每塊輪葉支撐板靠輪轂端通過鉸鏈與輪葉片活動連接。
若本實用新型運行於海邊潮汐發電，則變速箱為雙向結構，該變速箱內有左旋單向棘爪齒輪、右旋單向棘爪齒輪、中間齒輪、從動齒輪，左旋單向棘爪齒輪、右旋單向棘爪齒輪安裝在輸入軸上，兩從動齒輪安裝在輸出軸上，左旋單向棘爪齒輪與其一從動齒輪嚙合，右旋單向棘爪齒輪通過中間齒輪與另一從動齒輪嚙合。
本實用新型與現有技術相比具有如下明顯的優點和積極效果1、由以上的技術方案可知，由於本實用新型的水輪機為漂浮錨固式，在浮箱浮力的作用下，水車輪組的下半都漫在水中，受流水的衝擊而旋轉，並通過變速箱的升速後，帶動發電機工作，由於變速箱、發電機安裝在岸上，所以操作維修簡單。本實用新型浮箱用兩套或多套錨鏈連結在河流河床上，以防止浮箱被水流推走，錨固的錨鏈與浮箱之間均為可上下自由活動的連結結構以及水車輪組轉軸之間的萬向節作用，不管水位升高或降低或水面波動，水車輪組均可正常受到水流的推動而產生動力能源，且抗洪水和強波浪能力強。
2、本實用新型可以布置多個水車輪組，可以按需要發電出力，決定規模。輸出電能變壓器等設施又布置在岸邊的安全區內，空間可以按需要取捨，結構簡單，改變了以往水電站一次性基建投資過大的弊端。簡化了水電站水工建築物的龐大空間結構，從而大大縮短了水電站的建設周期，節約了水力發電站的投資，初步估計可以省去一般水電站基建投資的80％左右。且電站規模伸縮性大，可以隨生產發展需求改變裝機容量，這是一般水電站做不到的。並且這種電站的普及性很強，既可以建立在小河流中，以滿足農村對小型電站的需求，又可適用於大江大河的急流險灘河段，可以建成較大規模的併網發電站。甚至可以利用潮汐發電，本實用新型還可以隨時拆除，不浪費大量投資。電站還可分拆、運輸、轉移於其它河段繼續使用。所以本實用新型靈活機動，適應性強。
3、本實用新型由於不必另外建水庫或水壩，所以不破壞自然景觀，相對地成本也降低很多，而具有環保及低成本的實用價值。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是一種單向水車輪實施例的示意圖；圖3是雙向水車輪實施例的示意圖；圖4是圖1的B局部放大圖；圖5是雙向結構變速箱部分實施例示意圖。
附圖中1轉軸；2水車輪組；21輪葉支撐板；22輪葉片；23鉸鏈；24輪轂；3浮箱；4軸承座；5萬向節；51第二萬向節；6傳動裝置；61伸縮節；7變速箱；71右旋單向棘爪齒輪；72左旋單向棘爪齒輪；73中間齒輪；74從動齒輪；75從動齒輪；76輸出軸；8發電機組；9輸入軸；10流水；11錨固錨鏈；12錨固錨鏈；13岸。
具體實施方式
以下結合附圖用具體的實施例對本實用新型的結構作進一步說明。
實施例1圖1為一種用於江河上發電的高效漂浮水輪機，包括水車輪組2、浮箱3和傳動裝置6，所述的浮箱3為四個並行排列，三套同軸的水車輪組2位於兩兩相鄰的浮箱3之間；每套水車輪組3的轉軸1兩端通過軸承座4分別安裝在相鄰的兩個浮箱3上，如圖4這些水車輪組的轉軸1互相用萬向節5串聯，再通過傳動裝置6與浮箱之外的變速箱7、一臺發電機組8相連；所述的浮箱4前，後端均設有用於錨固的錨鏈11，在最靠近岸邊的浮箱3與岸13之間也有錨固的錨鏈12；如圖2所述水車輪2的輪轂24四周均勻固定有中間開孔的輪葉支撐板21，每塊輪葉支撐板21靠輪轂端通過鉸鏈23與輪葉片22活動連接；所述的傳動裝置6是一根中部帶伸縮節61的傳動杆，該傳動杆一端通過萬向節5連接浮箱處水車輪組的轉軸1，另一端也通過第二萬向節51與變速箱輸入軸9相連。
本實施例的水輪機在浮箱3浮力的作用下，水車輪組2的下半都漫在水中，受流水10的衝擊而旋轉，並通過變速箱7的升速後，帶動發電機8工作。
實施例2一種用於海洋潮汐發電的高效漂浮水輪機，包括水車輪組2、浮箱3和傳動裝置6，所述的浮箱3為十個並行排列，四套同軸的水車輪組2位於兩兩相鄰的浮箱3之間；每套水車輪組3的轉軸1兩端通過軸承座4分別安裝在相鄰的兩個浮箱3上，如圖3所示這些水車輪組的輪葉均為普通的，該水車輪組的轉軸1互相用萬向節5串聯，再通過傳動裝置6與浮箱之外的變速箱7、兩臺發電機組8相連；所述的浮箱4前，後端均設有用於錨固的錨鏈11，在最靠近岸邊的浮箱3與岸13之間也有錨固的錨鏈12；所述的傳動裝置6是一根中部帶伸縮節61的傳動杆，該傳動杆一端通過萬向節5連接浮箱處水車輪組的轉軸1，另一端也通過第二萬向節51與變速箱輸入軸9相連。如圖5所述的變速箱7內有左旋單向棘爪齒輪72、右旋單向棘爪齒輪71、中間齒輪73、從動齒輪74、75，左旋單向棘爪齒輪72、右旋單向棘爪齒輪71安裝在輸入軸9上，兩從動齒輪74、75安裝在輸出軸76上，左旋單向棘爪齒輪72與其一從動齒輪75嚙合，右旋單向棘爪齒輪71通過中間齒輪73與另一從動齒輪74嚙合。
本實施例的水輪機在浮箱3浮力的作用下，水車輪組2的下半都漫在水中，受潮汐流水的來回衝擊而正反旋轉，並通過雙向變速箱7的換向升速後，帶動發電機8工作。
權利要求1.一種高效漂浮水輪機，包括水車輪組(2)、浮箱(3)和傳動裝置(6)，其特徵在於所述的浮箱(3)為兩個或兩個以上並行排列，多套同軸的水車輪組(2)位於兩兩相鄰的浮箱(3)之間；每套水車輪組(3)的轉軸(1)兩端通過軸承座(4)分別安裝在相鄰的兩個浮箱(3)上，這些水車輪組的轉軸(1)互相用萬向節(5)串聯，再通過傳動裝置(6)與浮箱之外的變速箱(7)、單臺或多臺發電機組(8)相連；所述的浮箱(4)前，後端均設有用於錨固的錨鏈(11)，在最靠近岸邊的浮箱(3)與岸(13)之間也有錨固的錨鏈(12)；所述的傳動裝置(6)是一根中部帶伸縮節(61)的傳動杆，該傳動杆一端通過萬向節(5)連接浮箱處水車輪組的轉軸(1)，另一端也通過第二萬向節(51)與變速箱輸入軸(9)相連。
2.根據權利要求1所述的高效漂浮水輪機，其特徵在於所述的變速箱(7)內有左旋單向棘爪齒輪(72)、右旋單向棘爪齒輪(71)、中間齒輪(73)、從動齒輪(74、75)，左旋單向棘爪齒輪(72)、右旋單向棘爪齒輪(71)安裝在輸入軸(9)上，兩從動齒輪(74、75)安裝在輸出軸(76)上，左旋單向棘爪齒輪(72)與其一從動齒輪(75)嚙合，右旋單向棘爪齒輪(71)通過中間齒輪(73)與另一從動齒輪(74)嚙合。
3.根據權利要求1所述的高效漂浮水輪機，其特徵在於所述水車輪(2)的輪轂(24)四周均勻固定有中間開孔的輪葉支撐板(21)，每塊輪葉支撐板(21)靠輪轂端通過鉸鏈(23)與輪葉片(22)活動連接。
專利摘要本實用新型涉及一種可以安裝在沒有落差的江河湖海水面上用來驅動發電機發電的高效漂浮水輪機。包括水車輪組(2)、浮箱(3)和傳動裝置(6)，其傳動裝置(6)是一根中部帶伸縮節(61)的傳動杆，該傳動杆一端通過萬向節(5)連接浮箱處水車輪組的轉軸(1)，另一端也通過第二萬向節(51)與變速箱輸入軸(9)相連。該水輪機與發電機組可以組成具有不同規模的發電容量，且投資少，不用修堤築壩，建設周期短，裝設容易及維修簡單，更具有利於環境保護的優點。
文檔編號F03B13/22GK2779097SQ20052000810
公開日2006年5月10日 申請日期2005年2月28日 優先權日2005年2月28日
發明者林夢魁 申請人:林夢魁