專利名稱：流水發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電機，特別是涉及一種流水發(fā)電機。
背景技術：
水利發(fā)電具有清潔和可再生的特性，可以作為解決能源制約的長效手段，因而受到前所未有的重視。相對傳統(tǒng)的水利發(fā)電，流水發(fā)電技術更加先進，不僅不會給社會造成因為建水庫而帶來的移民安置、影響生態(tài)環(huán)境、投資巨大等問題。流水發(fā)電站如果按照全國溪流分布情況建站，大約可建10余萬個“萬千瓦”級流水發(fā)電站。每個電站約投資250-300萬元，3到5個月就能投入生產(chǎn)。而目前，全國已經(jīng)研究開發(fā)的流水發(fā)電專利技術基本無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和工業(yè)化生產(chǎn)例如中國專利申請?zhí)?00820077968.4《浮動水輪發(fā)電機》、中國實用新型專利200420020850. 2《一種流水發(fā)電裝置》、中國實用新型專利95241930. 0《流水發(fā)電裝置》、中國實用新型專利200520121400.4《漂浮式流水發(fā)電裝置》、中國發(fā)明專利申請?zhí)?00710106615.2《流水發(fā)電站》、中國實用新型專利號200810077968. 4《浮動水輪發(fā)電機》、中國實用新型專利9921^81. 1《江河流水發(fā)電裝置》等技術專利。都存在不同的問題而無法進入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與應用。主要問題是1、沒有充分發(fā)揮流水勢能的優(yōu)勢，僅從機械運動轉化入手，流水動能不能有效轉化為電能。例如中國發(fā)明專利申請?zhí)?00810047887.4《流水發(fā)電系統(tǒng)》、中國發(fā)明專利申請?zhí)?00820077968. 4《浮動水輪發(fā)電機》、中國實用新型專利200520121400. 4 《漂浮式流水發(fā)電裝置》等。2、工藝復雜，依賴其他客觀條件性大，缺少平穩(wěn)安全可靠的運行依據(jù)。例如中國發(fā)明專利申請?zhí)?00710106615.2《流水發(fā)電站》、中國實用新型專利 200420020850. 2《一種流水發(fā)電裝置》等；3、動能采集量低，流水勢能轉化率弱，機械傳輸損耗大，進入產(chǎn)業(yè)化階段的條件不足。例如中國發(fā)明專利申請?zhí)?00820077968.4《浮動水輪發(fā)電機》、中國實用新型專利90217036. 8《浮筒式流水發(fā)電裝置》、中國實用新型專利 200620099406. 0等、中國實用新型專利9921^81. 1《江河流水發(fā)電裝置》等。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中的問題，提供一種工藝結構簡單，根據(jù)流水動能特性，利用流動水面的優(yōu)勢，最大量從流水勢能中采集動能，將動能以最低消耗為原則轉化為機械能，達到簡單、高效、平穩(wěn)安全運行的流水發(fā)電機。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種流水發(fā)電機。該發(fā)電機包括固定裝置、 兩個導流裝置、水輪和發(fā)電機組成，所述導流裝置、水輪和發(fā)電機整體結合安裝在固定裝置上；兩個導流裝置垂直水流方向并排安放于水面上，并將水流限制從兩個導流裝置中間流水通道流過，兩個導流裝置上均設有水輪安裝架；水輪軸向橫跨兩個導流裝置安裝在水輪安裝架上，水輪下部浸入流水通道流水中，水輪軸中心有一中心空腔；發(fā)電機安裝在水輪中心空腔，發(fā)電機定子與兩個導流裝置固定，發(fā)電機轉子與水輪聯(lián)動。其中，水輪兩側有直徑相同的兩個圓形側板，圓形側板中間位置有一圓孔，中軸圓筒穿過圓形側板中間的圓孔將兩個圓形側板連接在一起，中軸圓筒外徑與圓孔直徑匹配; 中軸圓筒外側連接固定有U型水斗，U型水斗的兩端延伸固定在兩圓形側板的內(nèi)側；發(fā)電機安裝在中軸圓筒內(nèi)。其中，發(fā)電機的外殼作為水輪轉動的轉軸，兩端各自固定在導流裝置上的水輪安裝架上；所述發(fā)電機的外殼上套有至少個軸承，中軸圓筒由軸承支撐；水輪發(fā)電機轉子連接有轉子齒輪，發(fā)電機外殼和中軸圓筒在轉子齒輪位置開有偏心缺口，水輪側板圓內(nèi)有反傳動齒輪，反傳動齒輪與轉子傳動齒輪通過偏心缺口咬合。其中，水輪安裝架上有水輪軸承；中軸圓筒長度大于兩圓形側板3的距離，中軸圓筒作為水輪轉動的轉軸，架設在水輪安裝架上，由水輪軸承支撐轉動；發(fā)電機的外殼作為發(fā)電機的轉子，固定在中軸圓筒內(nèi)；發(fā)電機中心線圈作為發(fā)電機的定子，定子與導流裝置固定
在一起。其中，導流裝置為浮動水箱，兩只浮動水箱前端上下與后端上下固定連接為一體， 浮動水箱前端呈斜尖型，從前端外側向內(nèi)側向后延伸；每只浮動水箱安裝一個水輪安裝架。其中，固定裝置包括拉索和支撐結構，拉索的一端固定在河岸上游處，另一端連接在浮動水箱上；所述支撐結構安裝在河岸或者河床上，并與浮動水箱通過鉸鏈連接。其中，水輪安裝架安裝在液壓升降裝置上。其中，固定裝置包括兩個固定樁柱，固定樁柱固定于水下河床，所述固定樁柱上有滑動軌道，導流裝置安裝在滑動軌道上。其中，水輪發(fā)電機上部有可開合式整體防風蓋，開合鉸接位置16設置在水輪發(fā)電機后部。(三)有益效果上述技術方案具有如下優(yōu)點1、投資少，工作效率高。該發(fā)明發(fā)電機功率的大小主要由截水葉輪的長度決定，在實際應用上可以隨環(huán)境、條件不同增大或者縮小，其它設備設施也隨著截水葉輪的長度與高度變化而調(diào)整。由于本發(fā)明突出利用流動水面的優(yōu)勢，以加大反斗式水輪的截水面積及增加反斗式水輪的入水深度與水輪的長度為主，水斗式水輪能夠最大限度承載流水的推力，不會使水流改變方向，使其進入反斗式葉輪里面的流水全部轉化為推動力。一體式水輪(水斗式)發(fā)電機的設計，節(jié)省了動力傳輸造成的動力損耗，發(fā)電機所放置的位置即是切入式水輪的死點，也節(jié)省另設放置發(fā)電機的空間投入，還能夠增加整體水輪的穩(wěn)定性與慣性力。2、適應廣泛，易于普及推廣應用該設計的一體式流水發(fā)電機，實質(zhì)是一個獨立的流水發(fā)電設備，規(guī)模大小可以隨環(huán)境條件變化而調(diào)整，只要在水面寬 3. 5米以上，水深2米以上，水流速在1-5米/秒，都可以安裝使用，即適應熱帶常年流動的河流，又適應季節(jié)性河流，季節(jié)性河流可以在冬季將流水發(fā)電機整體吊裝起來，進行機械檢修和維護。3、運行平穩(wěn)損耗小，維護費用低，經(jīng)濟效益高。該流水發(fā)電方法的設計，全部發(fā)電設備設施都布置在水面以上，便于維護、保養(yǎng)。實質(zhì)最大消耗是水輪發(fā)電機的磨損和日常維護費用。2、設計結構合理，設備簡單，運行安全可靠；固定裝置、導流裝置、一體式水輪(水斗式)發(fā)電機之間都圍繞保障一體式水輪發(fā)電機平穩(wěn)安全運行為核心，每個獨立的設備相互之間的銜接都是常規(guī)工藝技術手段，按照我國水電安裝操作標準設計與生產(chǎn)規(guī)程制作安裝都可以實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明實施例中浮動水箱結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中水輪結構示意圖；圖3是本發(fā)明實施例一中水輪與發(fā)電機轉子傳動示意圖；圖4是本發(fā)明實施例一中水輪與發(fā)電機轉子傳動截面圖；圖5是本發(fā)明實施例中防風蓋示意圖；圖6是本發(fā)明實施例一中固定裝置示意圖；圖7是本發(fā)明實施例二中固定裝置示意圖。其中，1 水輪；2 水輪安裝架；3 圓形側板；4 中軸圓筒；5 :U型水斗；6 軸承；7 轉子齒輪；8 反傳動齒輪；9 偏心缺口 ；10 浮動水箱；11 拉索；12 支撐結構；13 固定樁柱；14 滑動軌道；15 防風蓋；16 開合鉸接位置。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。優(yōu)選在流動的江、河、湖、海面，選擇一處水深度高，水下地質(zhì)堅硬的位置不影響船舶航運的水面，放置本發(fā)明所述的流水發(fā)電機?？赏瑫r放置數(shù)臺，即可以聯(lián)排放置，也可以并列放置，組成集中流水發(fā)電站，在寬闊的水面設立流水發(fā)電機，最好設計成統(tǒng)一標準，統(tǒng)一規(guī)模，這樣，便于維護，便于管理。實施例一用船用鋼板焊接浮動水箱10，浮動水箱10前端內(nèi)側向后制成斜尖角度，從外側向內(nèi)側延伸至箱體五分之一處。浮動水箱10內(nèi)為鋼筋骨架結構，用鋼板17將兩只浮動水箱10前后連接為一體，浮動水箱10中心焊接可升降式水輪安裝架緊固水輪發(fā)電機裝置，用來固定水輪轉軸，水輪安裝架的升降采用液壓升降機實現(xiàn)。在與水輪1直徑相同的兩個圓型承重側板3中間挖開一個直徑65-75厘米的圓孔，用于放置發(fā)電機。將與承重側板中心圓孔直徑相同的鋼板中軸圓筒4穿過兩只圓形側板3的中心圓孔，并與承重側板焊接為一體，形成輪軸式形狀，8個U型水斗5按照比例分布在輪軸中間，U型水斗5兩端與圓型側板焊接牢固，U型水斗5底部固定在鋼板中軸圓筒4 外部，形成一個獨立的水斗空間。本實施例中發(fā)電機的外殼作為水輪1轉動的轉軸，兩端各自固定在導流裝置上的水輪安裝架上；所述發(fā)電機的外殼上套有至少2個軸承6，中軸圓筒4由軸承6支撐；水輪發(fā)電機轉子連接有轉子齒輪7，發(fā)電機外殼和中軸圓筒4在轉子齒輪7位置開有偏心缺口 9，水輪側板圓內(nèi)有反傳動齒輪8，反傳動齒輪8與轉子傳動齒輪7通過偏心缺口 9咬合。水輪轉動將帶動發(fā)電機轉子轉動。該設備可在以在工廠生產(chǎn)。本實施例水輪發(fā)電機上部設置可開合式整體防風蓋15，即能夠抗擊風浪的襲擊， 也防止逆向風吹水輪增加阻力，開合鉸接位置16設置在水輪發(fā)電機后部，開合前后的位置如圖4所示。
完成上述設備的制作安裝后，在河道狹窄處，靠近岸邊利于放置該裝置的位置建造固定裝置，如圖5所示。固定裝置包括兩個固定樁柱14，固定樁柱14的高度根據(jù)河流的水資源情況，歷史最高和最低水位、流量、水位來確定樁柱的總高度和上端滑動軌道14高度。將浮動水箱10安裝在滑動軌道14上，將水輪1和發(fā)電機整體吊裝在浮動水箱10 上，將水輪1的轉軸安裝到浮動水箱10的水輪安裝架2上。調(diào)節(jié)液壓升降機以及浮動水箱10在滑動軌道14上的高度，以改變水輪1入水的深度，水流不斷通過兩只浮動水箱10中間形成的水流通道，通道由寬漸窄壓迫約束水流向前行，水流進入切擊式水斗切入水面截流，進入水斗的水流在后面流水的壓力下不斷的沖擊水斗，帶動水輪1不斷轉動，水輪1的旋轉將轉動的能量傳遞給發(fā)電機轉子帶動發(fā)電機發(fā)
H1^ O實施例二 在上述實施例一的基礎上，本實施例中水輪安裝架2上有水輪軸承；鋼板中軸圓筒4長度大于兩圓形側板3的距離，鋼板中軸圓筒4作為水輪1轉動的轉軸，架設在水輪安裝架上，由水輪軸承支撐轉動；發(fā)電機的外殼作為發(fā)電機的轉子，固定在中軸圓筒4內(nèi)；發(fā)電機中心線圈作為發(fā)電機的定子，定子與浮動水箱10固定在一起。發(fā)電機中心線圈與導流裝置固定在一起，水輪1轉動將帶動發(fā)電機的外殼形成與發(fā)電機中心線圈相對轉動，進行發(fā)電。進一步，在上述實施例一的基礎上浮動水箱前端設置牽引錨栓鏈，在浮動水箱靠近岸邊的一側的前部、中部和后部各設置一個支撐點。鋼索的一端固定在河岸上游處，另一端連接在浮動水箱的牽引錨栓鏈上；河岸用木桿或者鋼管制作的支撐架與浮動水箱的支撐點通過鉸鏈固定。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.流水發(fā)電機，其特征在于，包括固定裝置、兩個導流裝置、水輪(1)和發(fā)電機組成，所述導流裝置、水輪(1)和發(fā)電機整體結合安裝在固定裝置上；兩個導流裝置垂直水流方向并排安放于水面上，并將水流限制從兩個導流裝置中間流水通道流過，兩個導流裝置上均設有水輪安裝架O)；水輪(1)軸向橫跨兩個導流裝置安裝在水輪安裝架( 上，水輪(1) 下部浸入流水通道流水中，水輪軸中心有一中心空腔；發(fā)電機安裝在水輪中心空腔，發(fā)電機定子與兩個導流裝置固定，發(fā)電機轉子與水輪(1)聯(lián)動。
2.如權利要求1所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述水輪兩側有直徑相同的兩個圓形側板(3)，圓形側板(3)中間位置有一圓孔，中軸圓筒穿過圓形側板(3)中間的圓孔將兩個圓形側板C3)連接在一起，中軸圓筒(4)外徑與圓孔直徑匹配；中軸圓筒(4)外側連接固定有U型水斗(5)，U型水斗(5)的兩端延伸固定在兩圓形側板(3)的內(nèi)側；發(fā)電機安裝在中軸圓筒內(nèi)。
3.如權利要求2所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述發(fā)電機的外殼作為水輪(1)轉動的轉軸，兩端各自固定在導流裝置上的水輪安裝架上；所述發(fā)電機的外殼上套有至少2個軸承(6)，中軸圓筒⑷由軸承(6)支撐；水輪發(fā)電機轉子連接有轉子齒輪(7)，發(fā)電機外殼和中軸圓筒(4)在轉子齒輪(7)位置開有偏心缺口(9)，水輪側板圓內(nèi)有反傳動齒輪(8)， 反傳動齒輪(8)與轉子傳動齒輪(7)通過偏心缺口(9)咬合。
4.如權利要求2所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述水輪安裝架(2)上有水輪軸承； 中軸圓筒(4)長度大于兩圓形側板(3)的距離，中軸圓筒(4)作為水輪(1)轉動的轉軸，架設在水輪安裝架上，由水輪軸承支撐轉動；發(fā)電機的外殼作為發(fā)電機的轉子，固定在中軸圓筒內(nèi)；發(fā)電機中心線圈作為發(fā)電機的定子，定子與導流裝置固定在一起。
5.如權利要求1所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述導流裝置為浮動水箱(10)，兩只浮動水箱(10)前端上下與后端上下固定連接為一體，浮動水箱(10)前端呈斜尖型，從前端外側向內(nèi)側向后延伸；每只浮動水箱安裝一個水輪安裝架O)。
6.如權利要求5所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述固定裝置包括拉索(11)和支撐結構(12)，拉索(11)的一端固定在河岸上游處，另一端連接在浮動水箱(10)上；所述支撐結構(12)安裝在河岸或者河床上，并與浮動水箱通過鉸鏈連接。
7.如權利要求5所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述水輪安裝架安裝在液壓升降裝置上。
8.如權利要求5或6所述的流水發(fā)電機，其特征在于，所述固定裝置包括兩個固定樁柱 (13)，固定樁柱(1 固定于水下河床，所述固定樁柱(1 上有滑動軌道(14)，導流裝置安裝在滑動軌道(14)上。
9.如權利要求1所述的，其特征在于，在水輪發(fā)電機上部有可開合式整體防風蓋(15)， 開合鉸接位置(16)設置在水輪發(fā)電機后部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水力發(fā)電機，特別是涉及一種流水發(fā)電機。本發(fā)明包括固定裝置、兩個導流裝置、水輪和發(fā)電機組成，所述導流裝置、水輪和發(fā)電機整體結合安裝在固定裝置上；兩個導流裝置垂直水流方向并排安放于水面上，并將水流限制從兩個導流裝置中間流水通道流過，兩個導流裝置上均設有水輪安裝架；水輪軸向橫跨兩個導流裝置安裝在水輪安裝架上，水輪下部浸入流水通道流水中，水輪軸中心有一中心空腔；發(fā)電機安裝在水輪中心空腔，發(fā)電機定子與兩個導流裝置固定，發(fā)電機轉子與水輪聯(lián)動。本發(fā)明工藝結構簡單，根據(jù)流水動能動能以最低消耗為原則轉化為機械能，達到簡單、高效、平穩(wěn)安全運行。
文檔編號F03B3/18GK102287309SQ20111020237
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權日2011年7月19日
發(fā)明者滕傳文, 滕易坤, 滕易霏 申請人:滕易坤, 滕易霏, 騰傳文