專利名稱：新型發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種再生性發(fā)電裝置，特別是一種新型水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和潮汐發(fā)電裝置。
現(xiàn)有技術(shù)世界上目前現(xiàn)有的發(fā)電形式大致有這么幾種水力發(fā)電、火力發(fā)電、潮汐發(fā)電、原子能發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電等。太陽(yáng)能發(fā)電很經(jīng)濟(jì)，但由于收集裝置龐大、制作技術(shù)難度大等原因，不能形成較大規(guī)模來(lái)提供人們的日常生活需要。原子能發(fā)電也比較經(jīng)濟(jì)，但由于安全問(wèn)題令人恐懼，也不能迅速普及。火力發(fā)電占據(jù)著全世界發(fā)電量的首要，由于它是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變電能的一種裝置，在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，大量的煤炭燃燒產(chǎn)生了大量的有害物質(zhì)排入了大氣，給人類生活的基本條件帶來(lái)了災(zāi)難性威脅?，F(xiàn)有的水力發(fā)電裝置，雖屬再生性能源利用，但是，要建造一個(gè)全套裝置，需要攔河(江)筑壩、修建水庫(kù)、搬遷移民、修建導(dǎo)流明渠、船閘等配套工程，工程費(fèi)用高得令人吃驚，以至于有些經(jīng)濟(jì)貧困國(guó)家修建不起這種工程。另外，這種機(jī)組要求制作技術(shù)高、造價(jià)高、運(yùn)行中高速葉輪磨損嚴(yán)重、維修費(fèi)用高等原因，實(shí)際運(yùn)行成本很高。更重要的是，這種水力發(fā)電裝置是利用流水的落差進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的，在一條江河上，不能修建太多的同樣裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種制作技術(shù)低、造價(jià)低、運(yùn)行成本低的新型發(fā)電裝置。
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種新型發(fā)電裝置，它包括由若干并排設(shè)置的葉輪構(gòu)成的葉輪機(jī)組，和通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收來(lái)自葉輪機(jī)組動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，其特點(diǎn)是在機(jī)組兩側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)堤，調(diào)節(jié)堤設(shè)有調(diào)節(jié)閘板，在一側(cè)的調(diào)節(jié)堤與葉輪機(jī)組相對(duì)處建有導(dǎo)向墩，在相鄰葉輪之間建有導(dǎo)向隔，在機(jī)組進(jìn)水方向豎向設(shè)有檢修閘板，所述葉輪包括安裝在主軸四周的若干個(gè)葉片組，每個(gè)葉片組都包括平行設(shè)置的葉輪頂板和葉輪底板，在葉輪頂板和葉輪底板之間設(shè)有葉輪片，相鄰葉片組之間的葉輪頂板和葉輪底板互相固定連接成葉輪體。
首先介紹江河發(fā)電形式本裝置要求在江面上橫向布置若干組葉輪，葉輪組數(shù)視江面的寬度而定。葉輪組兩側(cè)修建調(diào)節(jié)堤，堤上設(shè)有若干調(diào)節(jié)閘板，這是用來(lái)調(diào)節(jié)水流量的。每組葉輪前方設(shè)有大孔防護(hù)網(wǎng)，小魚可以進(jìn)入葉輪內(nèi)通行。在江面的一旁，修建一個(gè)旁通船道，由于它是垂直于江面而拐彎的，大部分水體容易順流而不拐彎，所以它并不影響主體流量，船只可以由此通行，較大的魚類可由旁通船道通行，保護(hù)了自然生態(tài)。由于江水流動(dòng)很慢，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)也很慢，所以機(jī)組的動(dòng)載荷不大，因此要求工程基礎(chǔ)不是太高，屬于一般水利工程要求。該裝置適用于大江大河，即具有比較穩(wěn)定流量的河流之上。
再來(lái)介紹風(fēng)力發(fā)電形式它要求選定一個(gè)風(fēng)口，橫向設(shè)置若干組葉輪，每組葉輪帶有一個(gè)活動(dòng)框架，葉輪的其他結(jié)構(gòu)與水力葉輪相同。葉輪組與組之間以及兩側(cè)用擋風(fēng)墻隔離。根據(jù)不同風(fēng)向，用活動(dòng)框架調(diào)整葉輪的進(jìn)風(fēng)方向。該裝置適用于多風(fēng)地帶。
最后介紹海灣潮汐發(fā)電形式選定一個(gè)理想的海灣，所謂理想是進(jìn)口小，海灣深度大，儲(chǔ)水量多，一般呈口袋形最好。在海灣的進(jìn)口處設(shè)置若干葉輪組，將它們一分為二，葉輪的曲向也不同，進(jìn)水的朝向也不同。分為落潮側(cè)機(jī)組群和漲潮側(cè)機(jī)組群，各葉輪進(jìn)口處設(shè)有閘板。漲潮時(shí)關(guān)閉落潮機(jī)組群閘板，讓漲潮機(jī)組群工作；落潮時(shí)關(guān)閉漲潮機(jī)組群閘板，讓落潮機(jī)組群工作。本裝置適用于海岸一帶地區(qū)。
世人皆知，中國(guó)長(zhǎng)江三峽水利工程是世界第一，除了它具有的正面利益之外，負(fù)面影響也是不容忽視的投資金額是巨大的；人力物力是驚人的；搬遷移民是空前的；水庫(kù)面積是不小的；人文破壞是可惜的；施工期限是長(zhǎng)長(zhǎng)的；水輪磨損是無(wú)奈的；大壩水位是高高的；來(lái)往船只通行是不便的。本發(fā)明克服了上述問(wèn)題，它是一般的水利設(shè)施工程，與建造一座橋梁或水閘差不多。水輪在水中轉(zhuǎn)動(dòng)慢，比輪船的速度還慢，因此就不存在著水輪磨損問(wèn)題。對(duì)葉片的要求比較低，只要滿足轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)強(qiáng)度的要求，葉片可以做成20～30米寬，這樣可以獲得很大的扭矩。它是利用水體的動(dòng)能工作的，在長(zhǎng)江或其他河流的某個(gè)地點(diǎn)，水體的動(dòng)能是巨大的。人人皆知，水體的動(dòng)能是由水體的勢(shì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的，位距江河的中下游地方，水體的動(dòng)能是相當(dāng)可觀。而且，以往的水輪機(jī)或風(fēng)車，不是百分之百的將水的勢(shì)能和風(fēng)的動(dòng)能利用，而是有相當(dāng)一部分通過(guò)葉片的間隙跑掉了。一般說(shuō)來(lái)，它們只能利用能量總效率的50％，而這種裝置則可以達(dá)到80％以上。這種發(fā)電裝置，較之其他形式的發(fā)電裝置，是再生性能源利用。本發(fā)明實(shí)施后，不用攔河筑壩，不用搬遷移民等問(wèn)題，船只和魚類自由通行。能量充分利用，發(fā)電量多。


圖1本實(shí)用新型在江河發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為發(fā)電傳動(dòng)圖。
圖3為葉片組剖視圖。
圖4為圖3的A向視圖。
圖5為葉輪主軸結(jié)構(gòu)圖。
圖6為潮汐發(fā)電原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，江河新型水力發(fā)電示意圖。在本圖中，該設(shè)施主要有調(diào)節(jié)堤8、調(diào)節(jié)閘板5、導(dǎo)向墩1、導(dǎo)向隔2、葉輪7、葉片6、檢修閘板3、船道11等組成。
調(diào)節(jié)堤它是在機(jī)組兩側(cè)設(shè)置的輔助設(shè)施，它主要用混凝土和黃土筑成。在枯水期，通過(guò)關(guān)閉調(diào)節(jié)閘，保證機(jī)組水量；在汛期，提升閘板，用來(lái)泄洪。
調(diào)節(jié)閘板它是一般的水利設(shè)施，材料和制作技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)，這里不在多說(shuō)。
導(dǎo)向墩它的主要作用是，配合各個(gè)導(dǎo)向隔，構(gòu)筑一個(gè)發(fā)電工程基礎(chǔ)。同時(shí)它也有與之相鄰的一組葉輪進(jìn)水導(dǎo)向作用，也是檢修閘板另一端的固定處。它主要由鋼筋混凝土筑就，它的有關(guān)尺寸視工程的實(shí)際需要而定。
導(dǎo)向隔它的主要作用是與其他同類和導(dǎo)向墩構(gòu)成發(fā)電工程基礎(chǔ)，更重要的是相當(dāng)于部分風(fēng)機(jī)殼、水泵殼之類，起到導(dǎo)向和隔流的作用。它主要由鋼筋混凝土筑就，它的有關(guān)尺寸視工程的實(shí)際需要而定。
檢修閘板它的主要作用是，在葉輪安裝和檢修時(shí)，隔離水體，便于施工。它固定在導(dǎo)向隔之間，材料和制作技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)。
船道它的主要作用是船只通行，它不需要像中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程那樣，船只通行要停下來(lái)提升或下降水位，它只需要在江邊修一個(gè)彎道，船只便可通行。它用現(xiàn)有水利技術(shù)修建，不需過(guò)多說(shuō)明。
如圖2所示，發(fā)電機(jī)構(gòu)工作原理示意圖。
在本圖中，該系統(tǒng)是由主軸9、主動(dòng)大齒輪11、從動(dòng)輪一13、從動(dòng)輪二14、從動(dòng)輪三15、變速箱機(jī)構(gòu)12、發(fā)電機(jī)10、電調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)等組成。
主軸它是葉輪軸的上端部分，它直接與主動(dòng)大齒輪連接。在工作的過(guò)程中，它把葉輪所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和扭矩完整地傳遞給主動(dòng)大齒輪。其要求屬一般要求。
主動(dòng)大齒輪它是根據(jù)發(fā)電機(jī)組要求設(shè)置其尺寸大小，按一定的傳動(dòng)比與從動(dòng)輪1配合。它的轉(zhuǎn)速等于葉輪轉(zhuǎn)速，我們稱之為原轉(zhuǎn)速V0。
從動(dòng)輪1它的轉(zhuǎn)速和有關(guān)尺寸也是由發(fā)電機(jī)組要求而定，它與主動(dòng)大齒輪嚙合獲得另外一個(gè)轉(zhuǎn)速，我們稱這個(gè)為轉(zhuǎn)速V1。它帶著這個(gè)轉(zhuǎn)速通過(guò)軸進(jìn)入變速箱機(jī)構(gòu)。
變速箱機(jī)構(gòu)它的齒輪數(shù)目和檔位以及有關(guān)尺寸均服從于發(fā)電機(jī)組運(yùn)行設(shè)計(jì)要求，通過(guò)變速，向從動(dòng)輪2提供一個(gè)轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速稱為V2。它根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)置一組或多組，用來(lái)滿足不同季節(jié)水體流量和流速差異必須調(diào)整轉(zhuǎn)速以保證發(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)正常的需要。
從動(dòng)輪2它的轉(zhuǎn)速和有關(guān)尺寸也是由發(fā)電機(jī)組要求而定，它與從動(dòng)輪3嚙合獲得一個(gè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速稱為V3。
從動(dòng)輪3它直接連接發(fā)電機(jī)主軸，轉(zhuǎn)速相同。
發(fā)電機(jī)采用現(xiàn)有技術(shù)中的水力發(fā)電機(jī)，機(jī)組配置通用。
電調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)它是使用現(xiàn)有技術(shù)對(duì)發(fā)電運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的一整套技術(shù)。通過(guò)它，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電輸出參數(shù)。
電網(wǎng)采用現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備和技術(shù)。
葉輪片結(jié)構(gòu)如圖3、4所示。
在本圖中，該部件主要有上、下連接板(21、16)、葉輪頂板22、橫向加強(qiáng)圓鋼23、軸連接孔24、縱向加強(qiáng)圓鋼25、葉輪底板17、板連接孔18、葉輪片19和內(nèi)填料20等組成。
上、下連接板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是把各葉輪片連接成一體，組成一個(gè)完整的葉輪。
加強(qiáng)板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是為了加強(qiáng)葉輪片根部的強(qiáng)度和剛度。
葉輪頂板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是加強(qiáng)整個(gè)葉輪的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)也防止水體從葉輪的上、下部進(jìn)入，影響葉輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
橫向加強(qiáng)圓鋼它們是由普通圓鋼制成，它們的數(shù)量、直徑和長(zhǎng)度是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是加強(qiáng)葉輪片直徑方向上的強(qiáng)度和剛度，防止葉輪片受力后產(chǎn)生變形。
軸連接孔它們的有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定，可以是一排，也可以是二至三排，視葉輪的大小而定。它們的主要作用是由此插入固定螺栓，將葉輪片固定在主軸上。
縱向加強(qiáng)圓鋼它們是由普通圓鋼制成，直徑和長(zhǎng)度是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是加強(qiáng)葉輪片厚度方向上的強(qiáng)度和剛度，防止葉輪片受力后產(chǎn)生變形。
葉輪底板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它的作用同葉輪頂板。
板連接孔它主要作用是與另一個(gè)葉輪片上的連接板進(jìn)行連接。
葉輪片它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機(jī)組葉輪尺寸而定。它的形狀是將平板彎曲后形成與水流速度或轉(zhuǎn)速相匹配的圓滑曲面，其彎曲半徑是根據(jù)水流速度而定。設(shè)計(jì)原則是以平均水流速度下取得最佳轉(zhuǎn)動(dòng)效率為主。
內(nèi)填料它的主要作用是加強(qiáng)葉輪片的強(qiáng)度，增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，更重要的是防止內(nèi)側(cè)腐蝕。它的主要材料選用輕質(zhì)材料，如廢塑料、廢橡膠和木屑等。
主軸結(jié)構(gòu)如圖5所示。
在本圖中，組件由上側(cè)軸承26、軸連接孔27、軸連接板28、主軸9、下側(cè)軸承29和下平軸承30等組成。
上側(cè)軸承它是普通平面軸承，側(cè)向布置，作用是固定主軸位置和減少主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中側(cè)向的摩擦力，同時(shí)也是防止主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中縱向的擺動(dòng)。
軸連接孔它是開在軸連接板上的插孔，開孔數(shù)量根據(jù)葉輪的尺寸可開2～3排，孔徑根據(jù)實(shí)際需要而定。它的主要作用是通過(guò)螺栓將葉片固定在主軸上。
軸連接板它是由普通鋼板制成，焊接在主軸上，有關(guān)尺寸根據(jù)實(shí)際需要而定。它的主要作用是便于將葉片固定在主軸上。
主軸它是由普通軸類鋼材制成，有關(guān)尺寸根據(jù)實(shí)際需要而定。它的主要作用是與葉片等組成一個(gè)完整的葉輪組件。它是葉片產(chǎn)生的扭矩的輸送者，直接與主動(dòng)大齒輪連接。
下側(cè)軸承它的有關(guān)要求和作用同上側(cè)軸承。
下平軸承它也是一種普通平面軸承，在主軸的底部(下頂端)布置。作用是減少主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中由于葉輪的重荷造成扭矩?fù)p耗。
權(quán)利要求1.一種新型發(fā)電裝置，它包括由若干并排設(shè)置的葉輪(7)構(gòu)成的葉輪機(jī)組，和通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收來(lái)自葉輪機(jī)組動(dòng)力的發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于在機(jī)組兩側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)堤(8)，調(diào)節(jié)堤(8)設(shè)有調(diào)節(jié)閘板(5)，在一側(cè)的調(diào)節(jié)堤與葉輪機(jī)組相對(duì)處建有導(dǎo)向墩(1)，在相鄰葉輪之間建有導(dǎo)向隔(2)，在機(jī)組進(jìn)水方向豎向設(shè)有檢修閘板(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電裝置，其特征在于所述葉輪(7)包括安裝在主軸四周的若干個(gè)葉片組(6)，每個(gè)葉片組(6)都包括平行設(shè)置的葉輪頂板(22)和葉輪底板(17)，在葉輪頂板(22)和葉輪底板(17)之間設(shè)有葉輪片(19)，相鄰葉片組之間的葉輪頂板(22)和葉輪底板(17)互相固定連接成葉輪體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電裝置，其特征在于在每組葉輪前方設(shè)有大孔防護(hù)網(wǎng)，在江面的一旁修建一個(gè)旁通船道(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電裝置，其特征在于所述的葉輪機(jī)組分為落潮側(cè)機(jī)組群(31)和漲潮側(cè)機(jī)組群(32)，各組葉輪進(jìn)口處都設(shè)有閘板。
專利摘要一種新型發(fā)電裝置，它包括由若干并排設(shè)置的葉輪構(gòu)成的葉輪機(jī)組，和通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收來(lái)自葉輪機(jī)組動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，在機(jī)組兩側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)堤，調(diào)節(jié)堤設(shè)有調(diào)節(jié)閘板，在一側(cè)的調(diào)節(jié)堤與葉輪機(jī)組相對(duì)處建有導(dǎo)向墩，在相鄰葉輪之間建有導(dǎo)向隔，在機(jī)組進(jìn)水方向豎向設(shè)有檢修閘板，所述葉輪包括安裝在主軸四周的若干個(gè)葉片組，每個(gè)葉片組都包括平行設(shè)置的葉輪頂板和葉輪底板，在葉輪頂板和葉輪底板之間設(shè)有葉輪片，相鄰葉片組之間的葉輪頂板和葉輪底板互相固定連接成葉輪體。這種發(fā)電裝置，較之其他形式的發(fā)電裝置，是再生性能源利用。本實(shí)用新型實(shí)施后，不用攔河筑壩，不用搬遷移民等問(wèn)題，船只和魚類自由通行。能量充分利用，發(fā)電量多。
文檔編號(hào)F03B13/22GK2591261SQ0228763
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者楊傳生 申請(qǐng)人:楊傳生