江河海浪自然流力動能輸出方法及其合葉式水輪機的製作方法

2023-06-02 18:56:31 2

專利名稱：江河海浪自然流力動能輸出方法及其合葉式水輪機的製作方法
技術領域：
本發明的江河、海浪自然流力動能輸出方法及其合葉式水輪機是屬於水力能源開發領域的。尤其是水電領域。
目前，人們利用水力能源發電的方法僅限於利用人工流水落差，而人工流水落差式發電的實現，需要首先在江河峽口截流築壩，在一些航運江河上同時還要修建船閘。因為該傳統的老方法建設周期長，施工難度大、投資成本高、收回投資慢，所以只依靠這種老方法是不能加快能源建設步伐的。同時因為傳統的老方法要求地理位置嚴格，致使絕大多數江河自然流水長年累月地白白流逝，無法利用。
對於海浪的利用，人類迄今尚未廣泛足跡。在我國漫長的海岸線上，在眾多的島嶼邊上，洶湧的海浪不時地拍打岸邊的崖石，這些自然流力的能源因為沒有一種合適的方法和設備而不能被利用。
本發明就是針對上述兩種狀況而提出來的一種簡單、經濟的利用自然流力動能發電的方法和設備。其目的是為了儘快開發水力能源，加速現代化建設。
本發明的江河、海浪自然流力動能輸出方法及其合葉式水輪機，包括一、江河、海浪自然流力動能輸出方法的構成和實現。二、合葉式水輪機以及機組的構成和實現。三、合葉式水輪機組聯結密封箱的構成和實現。
一、江河、海浪自然流力動能輸出方法的構成和實現。
1、江河自然流力動能輸出方法是這樣構成的在水流湍急的河道的兩岸建設接受動能輸出的電站①，兩岸電站的A堤牆形成狹長的整流道，用以集中水流，使流水的深度、寬度達到設計的範圍。在其河床底部間隔澆注若干流線型鋼筋混凝土樁②，樁上安有合葉式水輪機組聯結密封箱;把安裝好的合葉式水輪機組③橫軸潛水安裝在鋼筋混凝土樁②上的水輪機組聯結密封箱上;合葉式水輪機組③與有級變速器④連接在一起;有級變速器④與發電機⑤連接在一起。
江河自然流力動能輸出方法是依據積能原理實現的。一個合葉式水輪機輸出江河自然流力的動能是不大的，若干個合葉式水輪機組裝在一起，若干組這樣的水輪機組相結在一起，使滿江河的自然流力的動能積於一軸，其動能輸出的總量是可觀的。通過有級變速器來調節轉速用以適應江河四季水位流速變化。
2、海浪自然流力動能輸出方法是這樣構成的選擇相對直線巖石海岸，在海水3米深處，平行於海岸線的直線上間隔建設若干接受動能輸出的電站①;在電站①之間間隔澆注若干流線型鋼筋混凝土樁②，鋼筋混凝土樁上安有水輪機組聯結密封箱;把安裝好的合葉式水輪機組③平行於海岸潛入海水約0.5米深處安裝在鋼筋混凝土樁上的水輪機組聯結密封箱上;合葉式水輪機組③與有級變速器④連接，④再與發電機⑤連接。
海浪自然流力動能輸出方法的實現除依據積能原理外，還依據合葉式水輪機本身的特殊性能實現的。合葉式水輪機無論是在順流或逆流的境況下均可定向轉動。因此，退浪不僅不影響水輪機的轉向，而且，還可以作為它的輔助動力。通過有級變速器來調節轉速用以適應浪的大小變化。
二、合葉式水輪機以及機組的構成和實現。
本發明的合葉式水輪機以及機組是這樣構成的水輪機由兩個邊輪①，一個中心輪②，若干個合葉式葉片③罩網④組合而成。水輪機組由若干個合葉式水輪機穿軸相結而成。合葉式水輪機以及機組由鋼鐵製成。
本發明的合葉式水輪機以及機組是這樣實現的水輪機的邊輪①為片狀輪，輪輞、輪輻、輪轂厚度相同。邊輪①的輪輞的直徑等於中心輪②的輪輞的直徑;邊輪①的輪轂直徑等於中心輪②的輪崞さ鬧本 邊輪①的輪輻數以及輪輻間距等於中心輪②的輪輻數及其間距;邊輪①的輪輻同時起阻擋合葉式葉片的作用。邊輪①的輪轂上的兩個螺釘孔和穿軸孔與中心輪②的輪軸皮的螺釘孔和穿軸孔重合。
中心輪②輪軸皮的長度等於合葉式葉片③展開長度與2倍的邊輪厚度之差。中心輪②的輪輻以等分圓周設制。中心輪②的軸皮上設制固定輪與軸的沉頭螺釘孔A、B。中心輪②的軸皮兩端分別設制固定兩邊輪①與中心輪②的螺釘孔C、D。
合葉式葉片③為兩片等面積長方形或正方形鋼片疊合而成。其相對疊合邊的一邊捲筒間隔相摻，中心輪②的輪輻將兩鋼片穿軸相結，使其在180°內自由開合。合葉式葉片③的兩個面(正面和背面)分別貼置與葉片等面積的凹凸型橡膠皮和平面橡膠皮。正面用以加大水流與葉片的摩擦、且防止長期開合葉片與邊輪①的輪輻碰撞磨損。合葉式葉片③分別安裝在中心輪②的輪輻上，合葉式葉片數與其輪輻數相等。若干合葉式葉片均以中心對稱圖形設置。每個合葉在閉合狀態下均夾住前一個合葉，這樣合葉被水流衝開後不致發生合葉並葉一邊倒的現象。
水輪機安裝時用鋼條將三者(邊輪、中心輪、邊輪)分別從輪輞與相對輪輻間焊接，焊接後在輪外圈罩以鐵絲罩網④，用以防止流水中雜物夾入水輪機。
若干個合葉式水輪機穿入長軸⑤用沉頭螺釘固定後，構成一個合葉式水輪機組。水輪機組的長軸兩端分別安裝梯形滑動軸承吊鉤銷和花鍵連接的主動齒輪柱各一個。
在江河、海浪中，水輪機組一旦入水立即轉動，水流衝開水輪機的上部或下部合葉，衝閉下部或上部合葉，使每隻水輪機的上下產生極限不平衡狀態(上部或下部阻力極限大、下部或上部阻力極限小)。
三、合葉式水輪機組聯結密封箱(以下簡稱密封箱)的構成和實現合葉式水輪機組在流水中的聯結是依靠密封箱去實現的。
密封箱是這樣構成的在一個長方體鋼鑄箱①的兩寬邊上分別開一個帶銷槽的梯形缺口EF，在密封箱的一側安裝一個滑動軸承支持的惰輪②，密封箱底邦部設一個彈簧頂珠密封咀G。
密封箱是這樣實現的分別將兩組水輪機組的一端安裝的梯形滑動軸承吊鉤銷③嵌入梯形缺口E、F;其頂端安裝的花鍵連接的主動齒輪柱④嚙合於惰輪②。安裝好後加蓋密封。從G咀抽出水，加進若干溶量的機油，用以潤滑。
本發明的江河、海浪自然流力動能輸出方法及其合葉式水輪機構成簡單，容易實現，便於維修，造價低廉。本發明不破壞自然平衡和生態平衡。有較高的經濟效益。由於本發明能大規模地開發水力資源，大度地降低投資成本，大數量地節約其他能源因此，易於推廣應用。
附

圖1為江河自然流力動能輸出方法所涉及的江河電站平面示意圖。其①為電站;②為流線型鋼筋混凝土樁;③為合葉式水輪機組;④為有級變速器;⑤為發電機;A為堤牆;箭頭所指表示江河水的流向。
附圖2為江河自然流力動能輸出方法所涉及的江河電站的截面示意圖。在航運江河上船隻仍可自然通行。
附圖3為海浪自然流力動能輸出方法所涉及的海浪電站平面示意圖。其①為電站;②為流線型鋼筋混凝土樁;③為合葉式水輪機組;④為有級變速器;⑤為發電機;⑥為海岸;箭頭所指表示浪向。
附圖4為合葉式水輪機的主視圖(上圖)和俯視圖(下圖)，其①為邊輪;②為中心輪;③為合葉式葉片;④為罩網;⑤為長軸截面圖;⑥為輪輞;⑦為輪輻;⑧為輪轂;⑨為中心輪軸皮;A、B為固定輪與軸的沉頭螺釘孔;C、D為固定中心輪與邊輪的螺釘孔。
附圖5為合葉式葉片的主視圖和俯視圖。其①為葉片;②為合葉軸;③為橡膠皮。
附圖6為合葉式水輪機(不帶罩網)的軸測圖。
附圖7為合葉式水輪機組聯結密封箱的軸測圖。其①為鋼鑄箱;②為惰輪;③為梯形滑動軸承吊鉤銷;④為主動齒輪柱;⑤為固定密封箱的鋼鑄卡座;EF為梯形缺口;G為彈簧頂珠密封咀。
權利要求
1.一種江河、海浪自然流力動能輸出方法其特徵在於①一座不必截流築壩、應用A堤牆所形成的狹長整流道的接受動能輸出的江河電站，可建在江河的兩岸。②一座接受動能輸出的海浪電站，可建在大陸海岸的淺海處，島嶼海岸的淺海處，或大陸架上。③輸出自然流力動能的合葉式水輪機組以潛入水中的鋼筋混凝土樁為載體。橫軸豎輪設置，軸與水流流向成角90度。
2.根據權利要求1.所述的江河、海浪自然流力動能輸出方法其特徵在於①接受動能輸出的江河電站或任何一種接受動能輸出的機械，均可設置在江河兩岸的任意一岸。或設置在江河中的陸地上、淺灘上。②海浪電站可建在大陸海岸邊或島嶼海岸邊上。③合葉式水輪機組，安裝在任何一種有落差形成的流水道中，均可起到輸出動能的效果。因此本發明的合葉式水輪機不排除在人工落差流水中的應用。
3.一種江河海浪自然流力動能輸出方法所涉及的合葉式水輪機組的特徵在於若干只由邊輪①;中心輪②;合葉式葉片③;罩網④構成的合葉式水輪機。通過長軸穿軸聯結，軸與輪連體轉動。
4.根據權利要求3.所述的合葉式水輪機組其特徵在於合葉式葉片③由兩片穿軸連接的鋼片組成。其中每片可在90度內自由開合。合葉式葉片③以中心對稱圖形設置在中心輪②的輪輻上。合葉式葉片③的雙面均貼以凸凹型和平面型橡膠皮。
5.根據權利要求4.所述的合葉式水輪機組其特徵在於長軸的兩端安有梯形滑動軸承吊鉤銷③和主動齒輪柱④(附圖7)
6.一種合葉式水輪機組所涉及的密封箱，其特徵在於由鋼鑄箱①;惰輪②;梯形滑動軸承吊鉤銷③彈簧頂珠密封咀G構成的密封箱，通過主動齒輪柱④壓在惰輪②上實現嚙合。
全文摘要
一種江河、海浪自然流力動能輸出方法及其合葉式水輪機。可以在江河水流湍急區段建成不影響自然航運，不用截流築壩就能發電的大、中、小型電站；可以在大陸架的淺海處或島嶼邊的淺海處建成利用海浪發電的大、中、小型電站。
文檔編號F03B17/06GK1036423SQ8810491
公開日1989年10月18日 申請日期1988年8月2日 優先權日1988年8月2日
發明者賀學術 申請人:賀學術