水利渠道、河道組合式水車發電裝置的製作方法

2023-07-19 20:21:51

專利名稱：水利渠道、河道組合式水車發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水車及其發電，尤其是多種的水利渠道、河道組合式水車發電裝置。
背景技術：
目前公知的水力發電可提供ー種無汙染的清潔能源，其綜合優勢顯而易見，好於風力、火力、核能、光能等發電方式，使人們不斷重視建壩攔截水流建立大、中、小型或超大型水力發電站，但相應衍生出大量、豐富、漫長的引水樞紐——水利渠道中的水流動能，長年累月地在白流沒有被人們足夠重視加以再利用或重複利用轉換為電能，同樣，全球無數地渠溝、溪澗、江河等各種水道中的水流能也沒有被再利用或重複利用而轉換為電能。近年來，伴隨著全球能源供需矛盾的急劇惡化，人們更積極投入再生能源的探索、研究與發明， 希望能夠替代傳統瀕臨枯竭的化石能源。本人小時生長在農村，60年代初期時常看著傳統木質水車帶動水磨碾谷、碾麥轉啊轉，產生無盡之遐想，但後來看到龐大的傳統水車發電效率低下而收場終結至今糾結心中。在本實用新型提出之前，無水利渠道、河道組合式水車發電裝置或類似組合式水車發電的裝置、方法、使用、檢索專利文獻，無其技術方案公開。
發明內容本實用新型的目的是為了克服傳統水車笨重複雜、水利渠道與江河中的自然水流落差低、衝擊小以及水車利用自然水流效能低下現象和為了解決水車軸向距離長、徑向幅度大受カ不均勻，容易產生振動與搖擺等問題，更重要是針對改變現有水利渠道中、河道中的水流動能沒有被有效再利用或重複利用轉換為電能之狀況，以具有設計科學、體積可大可小而輕便、整體塑制或分體預製組裝靈活而簡易、無汙染、不破壞生態、不改變水利渠道、河道的引水功能及特性，儘可能全方位巧妙地有效再利用或重複利用水利渠道、河道中的自然水流能發電，而提供多種新穎的水力電能服務於社會、造福於人類，可謂是中華民族巧妙再利用水能的又一智慧結晶，也是人類巧妙重複利用水能的再次文明進展！實現本實用新型所採用的技術方案是根據自然水流動能原理，結合現代先進位造エ藝，量化預製加工成為水利渠道、河道相應特點的組合式水車發電的整體或分體板材、模塊等有關的組部件。相比較傳統水車而言，組合式水車主要由多個的水車車輪、多片多層的水車葉片和車軸主件組成，水車車輪既是輪轂、輪輞、輪幅，也是車身，水車葉片分主葉、付葉，水車車輪與水車葉片組成空間為水鬥，水鬥是無底的，靠水車車輪邊緣的水鬥大ロ子部分為進、排水ロ，水鬥無底的小口子部分為進、排氣ロ，進、排氣ロ水平位置高於進、排水ロ，其設計科學之合理結構避免了空氣捲入水鬥中產生水流內真空與汽蝕，確使水流順暢快速進出水鬥，盡最大限度發揮組合式水車效能。組合式水車整體的牢固可靠與否主要取決於水車車輪間的水車葉片形狀與安置角度，其整體塑制或分體組裝時，各個車輪之間的層與層葉片相對水平位置錯開安置，其結構簡潔、輕便、緊湊之牢固可靠與蜂窩有著同エ異曲之妙處，其結構組成可變換出妙不可言之各種適宜水利渠道、河道組合式水車的形體，同理，其它量身定製的組合式水車也適宜作用於其它水道中的自然流水能。組合式水車的形體可整體塑制小至小巧玲瓏置放掌中，也可分體組裝大到超乎想像高聳入雲或橫跨整條河道架設，並儘可能全方位巧妙地有效再利用或重複利用水利渠道、河道中或其它水道中的自然流水能而高效帶動發電機發電造福於人類，其単元發電之高效能、成本低等優勢，好於傳統水車發電，這也是本實用新型所採用技術方案的精髄內涵。本實用新型組裝架設合成後，利用水利渠道或河道中源源不斷的尚穩水流長時間推動組合式水車勻速旋轉，促使其同軸上的全組水車同體轉動，通過支座與變速器交連高速帶動發電機發電，再將發電機組的電能通過輸電設備輸送到電網，實現了本實用新型利用水利渠道、河道中的水流能通過組合式水車轉換成旋轉機械能，再通過發電機將旋轉機械能轉換成電能服務於社會所採用的技術方案。究其整體裝置及原理和各項有益效果，本實用新型故曰為水利渠道、河道組合式水車發電裝置。本實用新型的有益效果是本實用新型結合水利渠道、河道綜合治理實用性強而廣，在原有水利渠道、河道結構基礎上佔地少、施工簡便、自然災害風險低；利用水利渠道中流水能的發電，受天然水資源影響小、長期運行穩定可靠；水利渠道、河道自然水流能資源豐富而現成現用、整體投資和運作成本低；単元提供電量效能高、集群輸送電力功率大， 為人類重複利用水能轉換為電能，緩解全球能源供需矛盾惡化而提供了多種新型清潔能源的實施方式與方法。本實用新型使人類文明地、和平地再利用或重複利用全球自然水流能轉換為電能，開發多種新的資源共享，有望降低人類引發資源戰爭風險的實際國際意義，也有可能申請上報提升為國家戰略新資源利用和開發的充實理由。

圖I為本實用新型大型組合式水車主件分體結構示意圖。圖2為本實用新型梯形水利渠道單元架設發電的正面結構示意圖。圖3為本實用新型梯形水利渠道單元架設發電的側面結構示意圖。圖4為本實用新型矩形水利渠道單元架設發電的正面結構示意圖。圖5為本實用新型矩形水利渠道單元架設發電的側面結構示意圖。圖6為本實用新型半圓形水利渠道單元架設發電的結構示意圖。圖7為本實用新型圓形水利管道単元架設發電的結構示意圖。圖8為本實用新型河道單元架設發電的正面結構示意圖。圖9為本實用新型河道単元架設發電的側面結構示意圖。圖10為本實用新型實施例水利渠道改進型單元架設發電的狀態示意圖。圖11為本實用新型實施例水利渠道、河道單元高幅度架設發電的狀態示意圖。圖12為本實用新型實施例河道單元架設發電的狀態示意圖。圖13為本實用新型實施例河道單元大跨度架設發電的狀態示意圖。圖14為本實用新型實施例水利渠道組群發電的狀態示意圖。圖15為本實用新型實施例河道集群發電的狀態示意圖。圖I中I.水車車輪，10.-19.水車車輪分件，2.水車葉片，21.水車葉片(分件)主葉，22.水車葉片(分件)副葉，4.車軸，40.水鬥，41.進、排水ロ，42.進、排氣ロ。圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9中I.水車車輪(多個的)，2.水車葉片(多片、多層的)，3.組合式水車,4.車軸,5.支座與變速器,6.發電機,7.輸電設備,8.基座，9.水流。圖2中10.梯形水利渠道，圖4中10.矩形水利渠道，圖6中10.半圓形水利渠道，圖7中10.圓形水利管道，圖8中10.河道。圖3、圖5中11.柵欄，圖8中11.水閘。圖10中I.水利渠道底部，2.改進的水利渠道部分。圖15中I.河道上遊組群發電，2.河道中遊組群發電 ，3.河道下遊組群發電，其各對應100.200.300.為防洪、水位與發電智能調控系統，110. 210. 310.為洩洪閘門，111-115. 211-215. 311-315.為單元組合式水車發電機組，121-125. 221-225. 331-335.為水閘。
具體實施方式
實施例一單元架設發電在圖2或圖4或圖6或圖7或圖8中，基座⑶基建在梯形水利渠道(10)或矩形水利渠道(10)或半圓形水利渠道(10)或圓形水利管道(10)或河道(10)上，再將由水車車輪(I)、水車葉片(2)、車軸(4)合成的組合式水車(3)、支座與變速器(5)和發電機(6)安裝架設在基座(8)上，水利渠道或河道中的水流(9)促使同一車軸(4)上的組合式水車(3)同體旋轉形成具大的旋轉機械能，通過支座與變速器(5)高速帶動發電機(6)發電轉換為電能，又通過輸電設備(7)，將各其電能輸送到電網服務於社
ο在圖I中，大型組合式水車主件，水車車輪(I)組裝的分件為水車車輪分件(10.、
11、12、13、14、15、16、17、18、19)、水車葉片(2)組裝的分件為水車葉片(分件)主葉(21)與水車葉片(分件)副葉(22)，目的便於運輸與安裝；水車車輪⑴與水車葉片⑵組成空間為水鬥(40)，作用兜、倒流水，促使水車車輪(I)轉動而帶動整個組合式水車同體旋轉；水車葉片(2)分主葉(21)與副葉(22)以及水鬥(40)無底，有進、排水ロ(41)與進、排氣ロ(42)，且進、排氣ロ(42)水平位置要高於進、排水ロ(41)，作用避免了空氣捲入水鬥中產生水流內真空與汽蝕，確使水流順暢快速進出水鬥，盡最大限度發揮組合式水車效能。水車車輪(I)和水車葉片(2)的分件量和個(片)量、層數及車軸(4)尺寸等，因地制宜根據組合式水車發電能力的變化而變化。在圖3、圖5中，柵欄(11)，防止水流中較大的雜物或漂流物通過而影響發電。在圖8中，水閘(11)的作用a.根據水位調控組合式水車發電；b.不定期開閘衝刷發電水道中淤泥、淤沙等雜物；c.輔助洩洪。實施例ニ水利渠道改進型單元架設發電在圖10中，將較淺的水利渠道底部(I)處理為改進的水利渠道部分(2)，有效地提高了單元組合式水車發電效能。實施例三水利渠道、河道單元高幅度架設發電在圖11中，單元高幅度架設發電在有效的水利渠道、河道中的水流量的條件下，較大提高了單元組合式水車發電功率。實施例四河道単元架設發電在圖12中，橫跨適宜的河道単元架設組合式水車發電，提供了其單元較大功率電カ輸出。實施例五河道單元大跨度架設發電在圖13中,橫跨適度的大河道單元大跨度架設組合式水車發電，儘可能實現了其單元大功率電カ輸出。[0036]實施例六水利渠道組群發電在圖14中，適宜的水利渠道上組群發電，構建級級組群發電或眾多水電站，集成大規模發電服務於社會。實施例 七在適宜的河道集群發電在圖15中，河道上遊組群發電⑴的防洪、水位與發電智能調控系統(100)控制著水閘(121、122、123、124、125)的水流，相對控制了單元組合式水車發電機組(111、112、113、114、115、)的發電量，並控制著洩洪閘門(110)防洪；河道中遊組群發電(2)的防洪、水位與發電智能調控系統(200)控制著水閘(221、222、223、224,225)的水流，相對控制了單元組合式水車發電機組(211、212、213、214、215、)的發電量，並控制著洩洪閘門(210)防洪；河道下遊組群發電(3)的防洪、水位與發電智能調控系統(300)控制著水閘(321、322、323、324、325)的水流，也相對控制了單元組合式水車發電機組(311、312、313、314、315、)的發電量，也控制著洩洪閘門(310)防洪，構成眾多水電站，規模化發電服務於人類。在圖14中，示意局部水利渠道組群發電狀態，實際運作中，在漫長的水利渠道上構建連綿不斷的、眾多的規模化發電站服務於社會。同理，在圖15中，示意枯水期時河道上遊流水量較少的河道上遊組群發電(I)、河道中遊流水量較多的河道中遊組群發電(2)和河道下遊流水量多的河道下遊組群發電(3)因流水量不同的發電狀態而已，實際運作中，也可在現有星羅棋布的渠溝、溪澗、江河等水道上因地制宜集群發電，構建級級、層層的眾多規模化發電站(廠)服務於人類，實現了本實用新型緩解全球能源供需矛盾惡化的目的。以上所述僅為本實用新型實施例，並不局限本實用新型所採用技術方案的精髄內涵，凡在本實用新型的涵義與原則之內所作的任何變換和改進等，均應屬本實用新型保護範疇。
權利要求1.水利渠道、河道組合式水車發電裝置，其特徵在幹由組合式水車或由多個水車車輪、多層多片水車葉片、車軸和支座與變速器、發電機、輸電設備組成，組合式水車的水車車輪既是輪轂、輪輞、輪幅，也是車身，水車葉片分為主葉和副葉，主葉與副葉之間有一定相對的安置角度，水車車輪與水車葉片組成空間為水鬥，水鬥是無底的，靠水車車輪邊緣的水鬥大ロ子部分為進、排水ロ，水鬥小ロ子部分為進、排氣ロ，進、排氣ロ水平位置高於進、排水ロ，各個水車車輪之間層與層的水車葉片相對水平位置錯開安置，組合式部件構成多種形體的組合式水車發電裝置，裝置可大可小、整體塑制或分體組裝架設在水利渠道、河道、自然水流道的基座上發電，単元組合式水車發電裝置利用水利渠道、河道、自然水流道中的自然水流能發電，集群組合式水車發電裝置再利用或重複利用水利渠道、河道、自然水流道中的自然水流能發電。
2.根據權利要求I所述的水利渠道、河道組合式水車發電裝置，其附加特徵在於由整體塑制或由水車車輪、水車葉片、車軸分體預製部件或由水車車輪分件、水車葉片分件主葉及其副葉、車軸分體預製組合式部件構成單元的組合式水車形體。
3.根據權利要求I所述的水利渠道、河道組合式水車發電裝置，其附加特徵在於由多個水車車輪、多層多片水車葉片、車軸組裝架設在梯形水利渠道或矩形水利渠道或半圓形水利渠道或圓形水利管道或河道的基座上構成梯形、矩形、圓形的組合式水車形體。
4.根據權利要求I所述的水利渠道、河道組合式水車發電裝置，其附加特徵在於由多個水車車輪、多層多片水車葉片、車軸和支座與變速器、發電機、輸電設備在水利渠道、河道上組成集群的組合式水車發電裝置，形成規模化的發電站、發電廠。
5.根據權利要求I所述的水利渠道、河道組合式水車發電裝置，其附加特徵在於組合式水車發電裝置在水利渠道中並設有柵欄，在河道上並設有防洪、水位與發電智能調控系統、洩洪閘門及其水車水道下遊設有水閘。
專利摘要本實用新型公開了一種具有多種形體的水利渠道、河道組合式水車發電裝置，本裝置由整體塑制或量化分體預製規模化、模塊化生產的組合式水車(3)或多個水車車輪(1)、多層多片水車葉片(2)、車軸(4)組合式部件和支座與變速器(5)、發電機(6)、輸電設備(7)組成，組合式部件可構成多種大小不一的組合式水車(3)形體，單元或組群或集群合成架設在梯形水利渠道(10)或矩形水利渠道(10)或河道(10)或半圓形水利渠道(10)或圓形水利管道(10)或其它自然流水道的基座(8)上，有效利用或再利用或重複利用其水道中的自然水流(9)能，高效帶動發電機(6)發電。
文檔編號F03B1/02GK202468137SQ20112019467
公開日2012年10月3日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者郭振家 申請人:郭振家