水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站的製作方法

2023-06-29 03:58:06 1

專利名稱：水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水渠上應用的水力發電站，特別是一種水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站。
技術背景現有利用水渠自然水流發電的裝置設計不完善，其技術上存在著缺陷於不足，令現有技術領域裡的工程技術人員不能實施其設計方案，或製造出來電能不能實現產業化， 或不能滿足併網發電的技術要求，或不能實現自動調節「相位角」，或不能實現自動調節水輪機「負荷」，或不能實現增加水輪機的速度以滿足發電機轉速的要求，甚至有的設計方案根本無法實現其發電的目的，其技術設計不完備，整體結構功能不全，從技術上實施不了併網發電，所發出來的電不能被利用，其不具備實用性，也不會有較好的社會效果，如專利號 200520110668. 8,200920203518. X 等技術。
發明內容本實用新型為了解決現有技術中所存在的設計缺陷與不足，對水渠的水利資源進行再利用，提出一種新的技術設計方案在引、尾水渠上架設一種特殊的水輪機，利用水渠的自然水流動能衝擊水輪機葉片，使水輪機產生轉矩，通過萬向節聯軸器伸縮式傳動軸，將動力傳輸到增速機上增速，使其速度達到發電機轉速要求，經水輪機葉片負荷功率調節，由無極調速機構穩速後，帶動發電機轉動，經電控制系統穩頻調控後輸入電網，併網發電。水輪機的動力輸出軸與萬向節聯軸器伸縮式傳動軸連接，萬向節聯軸器伸縮式傳動軸連接到增速機上，通過增速機與發電機聯軸器和發電機相連，實現發電功能。1、水輪機採用特製的梯形凹槽型葉片聚集水流動能，葉片的幾何形狀與水渠截斷面形狀一樣，葉片的入水深度應與水渠側壁、渠底之間留有一定的距離，以保證水輪機的正常轉動以及水流的暢通。2、在引、尾水渠沿壁頂端固定「梯形凹槽葉片聚能水輪機」，使水輪機的葉片深入其水渠的水流之中，聚集水流動能。3、採用增速機增加水輪機速度技術，在水輪機的軸向動力輸出端連接一增速機， 使其水輪機速度增加後，輸出轉速達到發電機的轉速要求。4、在「梯形凹槽葉片聚能水輪機」的動力輸出軸的兩端，各設置一套功率相等的發電機組，以保證水輪機的運轉平穩。5、採用升降塔架支撐水輪機可升降式技術，便於設備安裝與維護。6、採用在水輪機梯形凹槽型葉片上開設滑拉窗門技術，滑拉窗門開口的大小可根據負荷大小的需要進行調控，調節葉片水流阻力的大小，來控制水輪機動力負荷。7、增速機與發電機的動力傳動，採用無級變速離合聯軸技術，起到電力上網進行相位角的調節作用。8、採用萬向節聯軸器伸縮式傳動軸，可避免水輪機動力轉矩軸向傳遞過程的不同心。實用新型的有益效果我國水渠資源豐富，水渠眾多，水渠上的水資源能量巨大，具有再利用開發價值， 推廣自然水渠水流動能資源再利用發電技術，對節能減排，實現低碳經濟，可起到積極的有益效果。

圖1 水渠水力發電站主視結構示意圖圖2 水渠水力發電站側視結構示意圖圖中，1第一升降機，2第二升降機，3第一水輪機升降塔架，4第二水輪機升降塔架，5第二水輪機升降塔架支撐杆，6第一水輪機升降塔架支撐杆，7葉片，22滑拉窗門，8水輪機，9第二增速機，10第一增速機，11第二萬向節聯軸器伸縮式傳動軸，18第一萬向節聯軸器伸縮式傳動軸，12第二增速機與發電機聯軸器，13第一增速機與發電機聯軸器，14第一發電機，15第二發電機，16第二水渠壩體，17第一水渠壩體，19第一水輪機升降塔架左側支撐杆，20第一水輪機升降塔架右側支撐杆，21水輪機升降塔架底座，23增速機軸。
具體實施方式
如圖1、2所示水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站，由第一升降機1，第二升降機2，第一水輪機升降塔架3，第二水輪機升降塔架4，第二水輪機升降塔架支撐杆5，第一水輪機升降塔架支撐杆6，葉片7，滑拉窗門22，水輪機8，第二增速機9，第一增速機10，第二萬向節聯軸器伸縮式傳動軸11，第一萬向節聯軸器伸縮式傳動軸 18，第二增速機與發電機聯軸器12，第一增速機與發電機聯軸器13，第一發電機14、第二發電機15，第二水渠壩體16，第一水渠壩體17等機械設備結構組成，利用引水渠的滾滾水流動能，通過這種特殊的水輪機，將水流的動能轉變成機械能帶動發電機發電。一、在水渠的第二水渠壩體16上設置第二水輪機升降塔架4，第一水渠壩體17上設置第一水輪機升降塔架3，第一水輪機升降塔架3的內側和第二水輪機升降塔架4的內側都設有兩根豎直、凹槽相對的工字鋼導軌滑道，兩導軌滑道相對的槽內放置水輪機8軸的軸承座，水輪機8的軸兩端第二萬向節聯軸器伸縮式傳動軸11和第一萬向節聯軸器伸縮式傳動軸18分別與第二增速機9和第一增速機10相連接，第二增速機9通過第二增速機與發電機聯軸器12和第二發電機15相連；第一增速機10通過第一增速機與發電機聯軸器 13和第一發電機14相連。第一水輪機升降塔架3和第二水輪機升降塔架4上分別設置有第一升降機1和第二升降機2，在第一升降機1和第二升降機2的作用下，水輪機8可在其導軌滑道上做升降移動，葉片7下降至水渠水中，獲取水流衝擊動能，在水流動能的推動下水輪機8旋轉產生轉矩，經水輪機8軸傳遞到第二增速機9和第一增速機10，其水流動能轉變成機械能轉矩。二、在葉片7中開設滑拉窗門22，可改變其葉片阻力的大小，用以調節其水輪機動力負荷，其滑拉窗門22為電動自動控制滑拉窗門，通過控制系統自動調節滑拉窗門22開口的大小，實現水輪機動力負荷自動調控，滿足併網發電上下負荷的技術要求。三、通過第一升降機1和第二升降機2將水輪機向上提升，葉片7脫離出水面，斷開水流衝擊，水輪機8停止轉動，便於安裝與維修。 四、水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站的核心技術，是水輪機凹槽葉片的幾何外形，水輪機凹槽葉片的幾何外形應該與水渠截面形狀一致，為適應各式水渠截面形狀的水流條件，可根據水渠截面幾何形狀，來設計水輪機凹槽葉片的幾何外形。
權利要求1.一種水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站，包括第一水渠壩體(17)上設置的第一水輪機升降塔架(3)，第二水渠壩體(16)上設置的第二水輪機升降塔架G)，水輪機(8)由第一水輪機升降塔架C3)和第二水輪機升降塔架(4)支撐，其特徵是水輪機(8)的葉片(7)為凹槽型；水輪機(8)的動力輸出軸兩端分別與第一萬向節聯軸器伸縮式傳動軸(18)和第二萬向節聯軸器伸縮式傳動軸(11)連接，第二萬向節聯軸器伸縮式傳動軸(11)連接到第二增速機(9)上，第二增速機(9)通過第二增速機與發電機聯軸器(1 和第二發電機(1 相連；第一萬向節聯軸器伸縮式傳動軸(18)連接到第一增速機 (10)上，第一增速機(10)通過第一增速機與發電機聯軸器(1 和第一發電機(14)相連。
2.根據權利要求1所述的一種水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站，其特徵是水輪機(8)凹槽葉片的幾何外形與水渠截面形狀相同。
3.根據權利要求1所述的一種水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站，其特徵是第一水輪機升降塔架( 和第二水輪機升降塔架(4)上分別設置有第一升降機(1)和第二升降機O)，第一水輪機升降塔架C3)的內側和第二水輪機升降塔架(4)的內側都設有兩根豎直、凹槽相對的工字鋼導軌滑道，兩導軌滑道相對的槽內放置水輪機(8) 軸的軸承座，在第一升降機(1)和第二升降機( 的作用下，水輪機(8)可在導軌滑道上做升降移動。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站，其特徵是葉片(7)上設有滑拉窗門。
專利摘要本實用新型涉及一種水渠自然水流梯級式梯形凹槽葉片聚能水輪機水力發電站，在引、尾水渠上架設一種凹槽葉片的水輪機，利用水渠的自然水流動能衝擊帶動水輪機，通過萬向節聯軸器伸縮式傳動軸，將動力傳輸到增速機上增速，使其速度達到發電機轉速要求。同時利用葉片上的滑拉窗門調節功率，通過電控制系統穩頻調控後輸入電網，併網發電。該實用新型能將現有溝渠動能利用起來，產生更大的社會經濟效益。
文檔編號F03B13/00GK202023677SQ20102062408
公開日2011年11月2日 申請日期2010年11月25日 優先權日2010年11月25日
發明者張志國 申請人:張志國