專利名稱：不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水流能收集用于發(fā)電的裝置，特別是不建水庫不建壩的河 流能發(fā)電裝置。技術背景現(xiàn)在所有的陸地河流能發(fā)電都需要建造工程浩大的水庫，淹沒大量的耕 地，或建造低水頭的水壩以適應水輪機收集水流能。但有很多河流蘊藏著很大 的水流能量而又不適應建水庫或建壩，也不適應通航；現(xiàn)已建好的水庫、水壩 發(fā)電站通過水輪機后的水流也還蘊藏著巨大的能量，而且流經(jīng)水輪機后出來的 一段水域也不適應通航。這些水流的能量總和遠超過可建水庫、建水壩的水流 能量總和，這些水流能量的利用有待于新的發(fā)明。發(fā)明內(nèi)容為了創(chuàng)新江河水流能的利用方式，本發(fā)明提出一種不建水庫不建壩的河流 能發(fā)電裝置，可簡單而方便地收集水流能發(fā)電。在水流相對集中的河流中間設 置一個由鋼梁制作的長方體框架并固定在河流中間，再從岸上通過拉索把固定 框架拉住，固定框架上設有發(fā)電裝置、轉葉式河流能收集裝置、鏈條式河流能 收集裝置，所有河流能收集裝置都通過傳動裝置傳至發(fā)電裝置。其特征是1、 所述的固定框架是由鋼梁制作的長方體框架并固定在河流中間，再從 岸上通過拉索把固定框架拉住，固定框架上設有發(fā)電裝置，與發(fā)電裝置相連的 軸上設有若干超越離合器。2、 所述的轉葉式河流能收集裝置，是設置在固定框架上的、可隨水位升 降而升降的若干個帶軸的圓柱形空心浮體，固定框架的豎柱擋住圓柱形空心浮 體的軸兩端使其不被沖走，與固定框架上豎柱接觸的軸上設有套筒。圓柱形空 心浮體周圍設有若干葉片，葉片由葉框架和框架內(nèi)柔性材料制成的葉面組成。 兩邊的葉片框上開有長方形孔。葉面的一端固定在靠圓柱形空心浮體的葉片框上，另一端接有橫桿配重體，橫桿配重體的長度大于葉片的寬度，橫桿配重體 串過兩邊葉片框上的長方形孔。在葉片處于水面以上的豎直位置時，由于橫桿 配重體的重力作用自然使葉面落下"睡"在圓柱形空心浮體上，在葉片轉至進 入水中時，橫桿配重體自然逐漸拉緊葉面，當葉片在水中處于豎直位置時，葉 面完全被橫桿配重體拉緊而與水流方向垂直，這時葉片受到的水流沖擊力最 大。軸上設有自動接觸器，自動接觸器由一個固定在軸上與軸同轉動的輪和一 個可繞軸轉動的輪組成。與軸同轉動的輪上設有一垂直輪平面往外延伸的固定接觸銷；繞軸轉動的輪上設有傳動索與發(fā)電裝置上的軸上的超越離合器繞圈相 連，傳動索的端頭設有配重體，輪上設有傳動索繞過時受傳動索的壓力作用可 沿輪半徑方向下沉或沒有傳動索壓力時能彈起的可動接觸銷，接觸銷的下面裝 有彈簧，接觸銷的兩面設有緩和接觸沖擊力的碰珠。固定接觸銷與可動接觸銷 能重疊接觸。3、 所述的鏈條式河流能收集裝置是在固定框架上設置一個帶軸的圓柱形 空心浮體，固定框架的豎柱擋住圓柱形空心浮體的軸兩端使其不被沖走，與固 定框架上豎柱接觸的軸上設有套筒。接近圓柱形空心浮體兩端的軸上各設有可 繞軸轉動的齒輪，齒輪上裝有鏈條與相距若干米遠的圓柱形空心浮體的軸上的 兩個可繞軸轉動的齒輪相連，兩條平行的鏈條之間每隔若干鏈節(jié)以橫桿代替鏈 條銷把兩鏈條連成寬鏈帶，橫桿的長度大于鏈帶的寬，橫桿上設有柔性材料制 成的葉面，葉面的另一端設有若干繩索與相鄰的橫桿相連。接近鏈帶兩邊的水 面上各設有小圓柱形空心浮體與兩鏈條平行，小圓柱形空心浮體接觸支撐大于 鏈帶寬度的橫桿部分以使鏈帶保持在水面上。固定框架上設置的圓柱形空心浮 體的軸上設有自動接觸器，自動接觸器由兩個輪組成，齒輪是其中的一個輪， 齒輪上設有垂直齒輪平面往外延伸的固定接觸銷；另 一個繞軸轉動的輪上設有 傳動索與發(fā)電裝置上的軸上的超越離合器繞圈相連，傳動索的端頭設有配重 體，輪上設有傳動索繞過時受傳動索的壓力作用可沿輪半徑方向下沉或沒有傳 動索壓力時能彈起的可動接觸銷，接觸銷的下面裝有彈簧，接觸銷的兩面設有 緩和接觸沖擊力的碰珠。固定接觸銷與可動接觸銷能重疊接觸。4、 所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，其特征是轉葉式河流能5收集裝置和鏈條式河流能收集裝置收集的河流能可通過自動接觸器上的傳動 索傳至河岸上的發(fā)電裝置。5、所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，其特征是可在固定框架 內(nèi)設置一個與鏈條式河流能收集裝置的圓柱形空心浮體平行的浮體，在平行的 兩個浮體上建一個整體的、浮在水面的平臺，平臺上安裝的發(fā)電裝置可用鏈帶 直接與河流能收集裝置的傳動輪相連。


圖1為設在河中間的河流能發(fā)電裝置原理結構示意2為鏈條式河流能收集裝置原理結構示意3為轉葉式河流能收集裝置的轉葉原理結構示意4為自動接觸器的原理結構示意5為超越離合器、傳動索繞圈相連、配重體拉緊傳動索的原理示意6為發(fā)電裝置設在可隨水面升降而升降的平臺上的河流能發(fā)電裝置原理 結構示意7為轉葉式河流能收集裝置兩次收集利用水流能的原理示意圖具體實施方式
本發(fā)明所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，如圖1、圖2、圖3、 圖4、圖5、圖6、圖7所示一、如圖l所示圖1中，l鏈條，2自動接觸器，3套筒，4鏈條式河流能收集裝置的軸， 5傳動索，6固定框架，7、 8超越離合器，9傳動索，IO拉索，11自動接觸器， 12發(fā)電裝置，13發(fā)電裝置的軸，14轉葉式河流能收集裝置，15水流方向，16 拉索，17轉葉式河流能收集裝置的軸，18套筒，19超越離合器，20傳動索， 21自動接觸器，22鏈條式河流能收集裝置，23鏈條。用鋼結構制做的長方體固定框架6固定在河流中間并以拉索10、 16從岸 上拉住固定框架。發(fā)電裝置12及其軸13安裝在固定框架6上，軸13上設有 超越離合器7、 8、 19。帶有軸17的轉葉式河流能收集裝置14浮在水面上并由 固定框架6的豎柱擋住而不被水沖走，軸17上設有套筒18與豎柱接觸，以使 軸17可沿豎柱上下滑動，軸17上裝有自動接觸器11,自動接觸器ll上的傳 動索9把水流能傳至發(fā)電裝置的軸13上的超越離合器8驅動發(fā)電裝置。帶軸4和裝有鏈條1、 23的鏈條式河流能收集裝置22浮在水面上并由固 定框架6上的豎柱擋住不被水沖走，軸4上設有套筒3與豎柱接觸以使軸4可 沿豎柱上下滑動，軸4上設有自動接觸器2、 21,接觸器2、 21上的傳動索把 水流能傳至發(fā)電裝置的軸13上的超越離合器7、 19驅動發(fā)電裝置。二、如圖2所示圖2中，l軸，2圓柱形空心浮體，3齒輪，4、 5繩索，6橫桿，7鏈條， 8小圓柱形空心浮體，9齒輪，10軸，11圓柱形空心浮體，12橫連接桿，13 齒輪，14、 15、 16繩索，17柔性材料葉面，18橫桿，19繩索，20鏈條，21 繩索，22小圓柱形空心浮體，23齒輪，24自動接觸器。鏈條式河流能收集裝置是設置兩個帶軸1和軸10的圓柱形空心浮體2和 11，軸1上設有可繞軸轉動的齒輪3和23,軸10上設有可繞軸轉動的齒輪9 和13，鏈條7連接齒輪3和9，鏈條20連接齒輪13和23，在鏈條7和20之 間每隔若干鏈節(jié)以6和18樣的橫桿代替鏈條銷連接，把7和20兩鏈條連成一 條鏈帶狀，橫桿的長度大于兩鏈條之間的距離。在每條橫桿上設置象17樣的 柔性材料做成的葉面，當葉面處于鏈帶的下平面位置時，由于重力作用會自然 下垂至水中而受到水流的沖擊；當葉面處于鏈帶的上平面位置時，葉面則自然 落下而"睡"在由繩索4和5組成的平面上。繩索4和5繞兩個圓柱形空心浮 體2和11而平行設置。葉面的邊上設有增強強度的繩索14、 15,葉面的邊上 還設有若干象19和21樣的繩索與相鄰的橫桿連接，當葉面下垂至流水中時自 然受到水流沖擊力的作用而通過繩索19和21拉動鏈條20往水流方向運動， 鏈條帶動齒輪23轉動從而帶動接觸器24轉動。兩個小圓柱形空心浮體8和22平行于兩鏈條而設，并以橫連接桿12連接固定其距離，小圓柱形空心浮體支 撐象6和18樣的橫桿的兩端使鏈條不至于下垂彎曲。三、 如圖3所示圖3中，l葉框，2長方形孔，3橫桿配重體，4軸，5圓柱形空心浮體，6 葉面下落巻曲時的狀態(tài)，7葉框邊，8葉面，9正向水流，IO反向水流。轉葉式河流能收集裝置的葉片工作原理帶軸4的圓柱形空心浮體5以軸 的兩端設置在固定框架上，浮體5周圍設有葉框1和葉面8組成的若干水流能 收集葉片(圖中只畫了上下兩片)，葉片兩邊的框開有長方形孔2,用柔性材料 制成的、會自然下垂的葉面8固定在靠浮體5的葉框邊7上，葉面的寬度與葉 框內(nèi)寬相符，葉面的下端設有橫桿配重體3串過兩邊的長方形孔2。當葉片處 于豎直平面位置時，在浮體5下方的葉面8自然下垂和被橫桿3拉緊而堵住葉 框內(nèi)空成為阻擋水流的葉片，從而帶動軸4轉動做功，當水流推進的力量過大 時，柔性葉面8受力自然彎曲而拉起橫桿3釋放過剩的力量，也就自然保護了 設備不受破壞，因橫桿3上移時葉片受力面積減小，葉面彎曲后的兩邊也會釋 放過大的水流沖擊力。正向水流9和反向水流10都可使葉片帶動軸4轉動做 功。橫桿配重體重量的設計可適用設備的最大承受力。當葉片處于浮體5上方 豎直平面位置時由橫桿的重力作用使葉面自然落下成巻曲狀6，加上葉片的設 置是若干片和錯位的若干組，所以總是有葉片處于水中受到?jīng)_擊力的作用從而 帶動軸4不斷轉動。四、 如圖4所示圖4中，l傳動索，2可動接觸銷，3固定接觸銷，4主動輪，5軸，6碰 珠，7可繞軸轉動的從動輪，8巻在輪上的傳動索，9配重體，10發(fā)電裝置的 軸，ll超越離合器。自動接觸器的設計和工作原理接觸器由設置在軸5上的可繞軸轉動的從 動輪7和主動輪4組成(主動輪4的設置可固定在軸5上與軸同轉動，也可 不與軸5固定而可繞軸轉動)，輪7上系有傳動索8 (1)，輪7上裝有可動接觸 銷2,接觸銷下面裝有彈簧，當傳動索8巻到接觸銷2上時由于傳動索的壓力 作用(因傳動索的另一端是與發(fā)電裝置的軸IO上的超越離合器11相連而有負荷)，接觸銷2會沿輪的半徑方向內(nèi)移，接觸銷2的兩面設有緩和接觸沖擊力 的碰珠6;主動輪4上裝有固定接觸銷3，主動輪4轉動時由于接觸銷2、 3重 疊接觸而使輪7跟著轉動，從而使傳動索8沿輪巻上，當轉到傳動索壓住接觸 銷2時，接觸銷2被壓而往輪的半徑方向內(nèi)移，從而脫離與固定接觸銷3的接 觸，由于傳動索的另一端經(jīng)超越離合器11后系有配重體9拉緊傳動索，當接 觸銷脫離接觸時，輪7受配重體的拉力作用自然與原轉動方向相反轉動而使傳 動索退出對接觸銷2的施壓，此時接觸銷2因下面的彈簧作用則自動彈起而恢 復原來的位置，當接觸銷2反轉到與3接觸時又重復原來的動作，如此往復進 行，使傳動索不斷被拉動產(chǎn)生位移而做功。五、 如圖5所示圖5中，1傳動索與超越離合器繞圈相連的狀態(tài)，2發(fā)電裝置的軸，3超越 離合器，4傳動索，5配重體，6超越離合器原理示意，傳動索與超越離合器繞圈相連的工作原理安裝在軸2上的超越離合器3 是通過類似于6的原理示意來實現(xiàn)單向做功的，就好像自行車上的鏈輪原理一 樣，順時鐘方向踩踏腳板時，鏈條通過鏈輪轉動自行車后輪而做功前進，反時 鐘方向踩踏腳板時幾乎不用力氣也不帶動后輪轉動，自行車因貫性前進，后輪 的轉動卻不帶動鏈輪轉動。來自水流能收集裝置的傳動索4在超越離合器3上 繞幾圈成1的狀態(tài)后并由配重體5拉緊傳動索，傳動索與超越離合器之間的巨 大摩擦力，致使只要傳動索被拉動產(chǎn)生位移，超越離合器3就一定能轉動從而 帶動軸2轉動做功，配重體5的重力作用拉動超越離合器3轉動而拉緊傳動索4 時產(chǎn)生的位移不帶動軸2轉動做功。這種原理設計的柔性傳動索用于能量的傳 輸，既柔性穩(wěn)定而適宜，又經(jīng)濟耐用而高效，可謂性價比極髙。六、 如圖6所示圖6中，l傳動輪，2軸，3、 4鋼結構架，5空心浮體，6、 7傳動輪，8、 9 傳動鏈帶，IO傳動輪，11鏈條式河流能收集裝置的圓柱形空心浮體。河流能發(fā)電裝置也可以設計成如圖6所示以鋼結構架3、 4連接空心浮體 5以及空心浮體11的軸2,形成一個浮于水面的整體平臺，平臺上安裝發(fā)電裝置，鏈條式河流能收集裝置收集的水流能可通過傳動輪1和10及鏈帶8和9傳 至發(fā)電裝置的軸上的傳動輪6和7,平臺上的發(fā)電裝置和鏈條式河流能收集裝置 一起可隨水面的上升或下降而升降，以保證傳動鏈帶8和9按設定的長度傳輸 能量。如圖7所示圖7中，l固定框架，2、 3、 4、 5、 6、 8轉葉式河流能收集裝置，7鏈條式 河流能收集裝置，9鋼柱。轉葉式河流能收集裝置兩次收集利用水流能的原理固定框架1可用鋼柱9 分隔為若干個長方體框架結構，以能設置若干層、若干個象2、 3、 4、 5、 6、 8 樣的轉葉式河流能收集裝置更多的收集水流能。鏈條式河流能收集裝置7設在 轉葉式河流能收集裝置的后面，以收集經(jīng)過轉葉式河流能收集裝置后的水流能若河面較寬，可由若干個固定框架相連組成適合河面寬度的河流能發(fā)電裝置。
權利要求
1、本發(fā)明所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，包括固定框架、轉葉式河流能收集裝置、鏈條式河流能收集裝置和發(fā)電裝置，所有河流能收集裝置都通過傳動裝置傳至發(fā)電裝置，其特征是(1)、所述的固定框架是由鋼梁制作的長方體框架并固定在河流中間，再從岸上通過拉索把固定框架拉住，固定框架上設有發(fā)電裝置，與發(fā)電裝置相連的軸上設有若干超越離合器。(2)、所述的轉葉式河流能收集裝置，是設置在固定框架上的、可隨水位升降而升降的若干個帶軸的圓柱形空心浮體，與固定框架上豎柱接觸的軸上設有套筒。圓柱形空心浮體周圍設有若干葉片，葉片由葉框架和框架內(nèi)柔性材料制成的葉面組成。兩邊的葉片框上開有長方形孔。葉面的一端固定在靠圓柱形空心浮體的葉片框上，另一端接有橫桿配重體，橫桿配重體的長度大于葉片的寬度，橫桿配重體串過兩邊葉片框上的長方形孔。軸上設有自動接觸器，自動接觸器由一個固定在軸上與軸同轉動的輪和一個可繞軸轉動的輪組成。與軸同轉動的輪上設有一垂直輪平面往外延伸的固定接觸銷；繞軸轉動的輪上設有傳動索與發(fā)電裝置上的軸上的超越離合器繞圈相連，傳動索的端頭設有配重體，輪上設有傳動索繞過時受傳動索的壓力作用可沿輪半徑方向下沉或沒有傳動索壓力時能彈起的可動接觸銷，接觸銷的下面裝有彈簧，接觸銷的兩面設有緩和接觸沖擊力的碰珠。固定接觸銷與可動接觸銷能重疊接觸。(3)、所述的鏈條式河流能收集裝置是在固定框架上設置一個帶軸的圓柱形空心浮體，與固定框架上豎柱接觸的軸上設有套筒。接近圓柱形空心浮體兩端的軸上各設有可繞軸轉動的齒輪，齒輪上裝有鏈條與相距若干米遠的圓柱形空心浮體的軸上的兩個可繞軸轉動的齒輪相連，兩條平行的鏈條之間每隔若干鏈節(jié)以橫桿代替鏈條銷把兩鏈條連成寬鏈帶，橫桿的長度大于鏈帶的寬，橫桿上設有柔性材料制成的葉面，葉面的另一端設有若干繩索與相鄰的橫桿相連。接近鏈帶兩邊的水面上各設有小圓柱形空心浮體與兩鏈條平行，小圓柱形空心浮體接觸支撐大于鏈帶寬度的橫桿部分。固定框架上設置的圓柱形空心浮體的軸上設有自動接觸器，自動接觸器由兩個輪組成，齒輪是其中的一個輪，齒輪上設有垂直齒輪平面往外延伸的固定接觸銷；另一個繞軸轉動的輪上設有傳動索與發(fā)電裝置上的軸上的超越離合器繞圈相連，傳動索的端頭設有配重體，輪上設有傳動索繞過時受傳動索的壓力作用可沿輪半徑方向下沉或沒有傳動索壓力時能彈起的可動接觸銷，接觸銷的下面裝有彈簧，接觸銷的兩面設有緩和接觸沖擊力的碰珠。固定接觸銷與可動接觸銷能重疊接觸。
2、 根據(jù)權力要求1所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，其特征是: 轉葉式河流能收集裝置和鏈條式河流能收集裝置收集的河流能可通過自動接 觸器上的傳動索傳至河岸上的發(fā)電裝置。
3、 根據(jù)權力要求1所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，其特征是:可在固定框架內(nèi)設置一個與鏈條式河流能收集裝置的圓柱形空心浮體平行的 浮體，在平行的兩個浮體上建一個整體的、浮在水面上的平臺，平臺上安裝的 發(fā)電裝置可用鏈帶直接與河流能收集裝置的傳動輪相連。
全文摘要
本發(fā)明所述的不建水庫不建壩的河流能發(fā)電裝置，包括固定框架、轉葉式河流能收集裝置、鏈條式河流能收集裝置和發(fā)電裝置，所有河流能收集裝置都通過傳動裝置傳至發(fā)電裝置。所述的固定框架是由鋼梁制作的長方體框架并固定在河流中間，再從岸上通過拉索把固定框架拉住。所述的轉葉式河流能收集裝置、鏈條式河流能收集裝置都設置在固定框架上。
文檔編號F03B13/00GK101532463SQ200810070779
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月16日 優(yōu)先權日2008年3月16日
發(fā)明者婧 巫, 巫明茂 申請人:巫明茂;巫 婧