一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，包括：主軸，其兩端通過軸承安裝于位于支撐柱上方的軸承座中；水輪，其具有轉(zhuǎn)輪以及多個水斗；偏心機構，具有圓盤、偏心軸及滑套；液壓油箱，裝有液壓油；液壓缸，有桿腔具有第一進油口和第一出油口，無桿腔具有第二進油口和第二出油口，所述第一進油口與第二進油口分別通過進油管路與所述液壓油箱相連，所述進油管路上設置有用于防止油液倒流至所述液壓油箱的進油單向閥；液壓馬達，所述第一出油口與第二出油口分別通過出油管路與所述液壓馬達的進油口連接；發(fā)電機，由所述液壓馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)動。采用本實用新型的這種水力發(fā)電裝置，便于實現(xiàn)低水位發(fā)電。
【專利說明】一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水力發(fā)電領域，具體來說，本實用新型涉及到一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其可以適用在低水位的環(huán)境中發(fā)電。

【背景技術】
[0002]水力發(fā)電是再生能源，是一種取之不盡、用之不竭的清潔、可持續(xù)能源。目前，我國在電力需求的強力拉動下，正加大對水電的發(fā)展力度，把水電以能源替代型減排為主要措施作為首選。
[0003]我國的水能資源主要分布在西部地區(qū)，占全國四分之三以上，但目前開發(fā)率僅為8%，主要原因是水資源主要位于交通不便的崇山峻嶺之中，開發(fā)難度較大。我國中東部工業(yè)眾多，對電力需求大，西電東送是目前解決電力缺口的主要途徑。但是，小水電資源十分豐富。據(jù)有關資料顯示，理論蘊藏量為1.5億KW，可開發(fā)容量約為7000多千瓦。這是以傳統(tǒng)的小水電模式為基礎的數(shù)據(jù)，如果采用低水位發(fā)電裝置的原理建設小水電站，那將是數(shù)以萬計，小水電發(fā)電量將翻加一倍以上。小水電除了具有大水電的不污染大氣、不影響農(nóng)田灌溉，而且可重復多次使用而無能源枯竭之慮。小水電技術成熟、投資小，易于修建，因而適宜于農(nóng)村和山區(qū)，有利于我國經(jīng)濟不發(fā)達的山區(qū)和農(nóng)村實現(xiàn)電氣化，改善人民生活環(huán)境，力口快工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展。
[0004]傳統(tǒng)的水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差，配合水輪機推動發(fā)電機發(fā)電，從而得到電力。按水電站利用水頭的大小，可分為高水頭(70米以上)、中水頭(15-70米)、低水頭(低于15米)水電站。傳統(tǒng)的水力發(fā)電的先決條件是以水位落差為前提，但是，在有水資源的山區(qū)中，具備建立高水位水庫來發(fā)電的天然條件比較少，而且投資大、建設周期長。利用高水頭水電站發(fā)電，反復利用水資源次數(shù)有限，致使水資源利用率低。
[0005]針對現(xiàn)有的高水位水力發(fā)電所存在的問題，提供一種能夠應用于低水位進行發(fā)電的水力發(fā)電裝置具有重要的意義。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有的水力發(fā)電存在的不足，提供了一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其能夠應用于低水位中發(fā)電。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案在于:一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，包括:
[0008]主軸，其兩端通過軸承安裝于位于支撐柱上方的軸承座中；
[0009]水輪，其具有轉(zhuǎn)輪以及多個水斗，所述轉(zhuǎn)輪套設于所述主軸上，所述多個水斗沿著所述轉(zhuǎn)輪的圓周方向布置，用于承接由所述攔水堤壩的排水口排出的水；
[0010]偏心機構，具有圓盤、偏心軸及滑套，所述圓盤套設于所述主軸一端，所述偏心軸固定于所述圓盤上，所述滑套與所述偏心軸樞接；
[0011]液壓油箱，裝有液壓油；
[0012]液壓缸，其缸體可轉(zhuǎn)動地安裝于龍門鋼架上，所述液壓缸的活塞桿與所述滑套相接，所述液壓缸具有有桿腔與無桿腔，所述有桿腔具有第一進油口和第一出油口，所述無桿腔具有第二進油口和第二出油口，所述第一進油口與第二進油口分別通過進油管路與所述液壓油箱相連，所述進油管路上設置有用于防止油液倒流至所述液壓油箱的進油單向閥；
[0013]液壓馬達，所述第一出油口與第二出油口分別通過出油管路與所述液壓馬達的進油口連接，所述出油管路上設置有用于防止油液倒流至所述液壓缸的出油單向閥，所述液壓馬達的出油口與所述液壓油箱相接；
[0014]發(fā)電機，由所述液壓馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
[0015]優(yōu)選地，所述攔水堤壩的一側(cè)設置有排洪閘。
[0016]優(yōu)選地，所述出油管路連接有蓄能管路，所述蓄能管路上設置有蓄能器以及用于控制所述蓄能器與所述出油管路接通或斷開的球閥。
[0017]優(yōu)選地，所述出油管路連接有調(diào)壓管路，所述調(diào)壓管路上設置有調(diào)壓器。
[0018]優(yōu)選地，所述出油管路連接有壓力表。
[0019]優(yōu)選地，所述排水口的數(shù)量為兩個，所述水輪的數(shù)量為兩個，其間隔地設置于所述主軸上，分別與各所述排水口相對。
[0020]優(yōu)選地，所述水斗的數(shù)量為十二個，其沿著所述轉(zhuǎn)輪的圓周方向均勻布置。
[0021]優(yōu)選地，所述攔水堤壩具有一個與所述水輪相對的弧形內(nèi)側(cè)面。
[0022]優(yōu)選地，所述水斗中設置有擋水板，所述擋水板與所述水斗鉸接。
[0023]優(yōu)選地，所述發(fā)電機輸出的電能通過充電機向蓄電池組充電，所述蓄電池組輸出的電源通過交流逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯娫摧斔椭僚潆娤?，所述配電箱將電力輸送至并網(wǎng)控制器。
[0024]本實用新型的用于堤壩的水力發(fā)電裝置，通過水輪驅(qū)動偏心機構旋轉(zhuǎn)，偏心機構的旋轉(zhuǎn)帶動液壓缸的活塞桿往復直線運動，從而實現(xiàn)液壓油的連續(xù)吸入與輸出，當液壓油輸出時，其驅(qū)動液壓馬達旋轉(zhuǎn)，液壓馬達帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)發(fā)電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0026]圖1是本實用新型的水力發(fā)電裝置的結構示意圖；
[0027]圖2是本實用新型的水力發(fā)電裝置部分結構的側(cè)視示意圖；
[0028]圖3為圖1中液壓缸的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0030]圖1、圖2中的虛線是指水流，箭頭是指水流方向。
[0031]參見圖1-圖3，本實用新型采用的技術方案在于:一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，包括主軸1、水輪3、偏心機構、液壓油箱19、液壓缸6、液壓馬達10以及發(fā)電機11。
[0032]如圖中所示，本實用新型的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，在使用時，安裝于攔水堤壩22附近。攔水堤壩22，設置于水流中，其上開設有用于水流過的排水口 23。該攔水堤壩22可以建造于山區(qū)中的澗渠、過水坡、水庫排放的水渠等，位于河床底26上，該攔水堤壩22因地制宜,利用低水位的水落差為水動力。攔水堤壩22的高度可以選擇為5米左右,遠低于現(xiàn)有的水力發(fā)電的15米高的水頭。攔水堤壩22的水流量不少于5立方米/秒，即可發(fā)出50-500KW/h的發(fā)電量，也正由于水位落差低，故可設立此發(fā)電裝置的地理位置較多。作為優(yōu)選例，攔水堤壩22具有一個與水輪3相對的弧形內(nèi)側(cè)面，以便于水輪3的安裝以及運轉(zhuǎn)。
[0033]為控制攔水堤壩22的水量，本實用新型中，攔水堤壩22的一側(cè)設置有排洪閘21。當水量過高時，可以開啟該排洪閘21，及時將水排出。
[0034]主軸I，其兩端均通過軸承2安裝于軸承座201中，以便實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。軸承座201可以設置于支撐柱25上方，以便滿足主軸I的高度要求。
[0035]水輪3，其具有套設于主軸I外部的轉(zhuǎn)輪301以及沿轉(zhuǎn)輪301的圓周方向布置的多個水斗302，水斗302用于承接由排水口 23排出的水。具體地，如圖1所示，可以在攔水堤壩22附近建設兩個支撐柱25，每個支撐柱25上方均支撐有軸承座201，將主軸I穿設于位于該軸承座201內(nèi)的軸承2中，以便其能夠轉(zhuǎn)動。結合圖2，主軸I外部固定有轉(zhuǎn)輪301，在該轉(zhuǎn)輪301的圓周方向設置水斗302，該水斗302用于接收來自攔水堤壩22的排水口 23的水，當水流入水斗302時，水斗302由于水的重力將向下轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生扭矩使得水輪3處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)。
[0036]作為一種方式，排水口 23的數(shù)量為兩個，水輪3的數(shù)量為兩個，這兩個水輪3間隔設置于主軸I上，分別與各排水口 23相對，以便使其水斗302承接各排水口 23排出的水。即兩個水輪3間隔設置，水輪3與排水口 23為——對應的關系，每個水輪3對應于一個排水口 23，并且，其水斗302用于承接由該排水口 23排出的水。當然，還可以如圖中所示，排水口 23的數(shù)量為四個，每個水輪3對應兩個排水口 23，該兩個排水口 23設置于攔水堤壩22的不同高度位置，如圖2中所示。
[0037]水斗302的數(shù)量可以作多種選擇，如圖2中所示，本實用新型中為十二個，其沿著轉(zhuǎn)輪301的圓周方向均勻布置。
[0038]優(yōu)選地，水斗302中設置有擋水板32，擋水板32與水斗302鉸接。該擋水板32所起到的作用是，當水斗302中充滿水時，該擋水板32由于水的浮力作用浮起，并把水斗302的入水口遮住，防止水斗302在向下旋轉(zhuǎn)時水外流影響水輪3的扭矩。
[0039]偏心機構，具有圓盤4、偏心軸401及滑套5，圓盤4套設于主軸I 一端，偏心軸401固定于圓盤4上，滑套5與偏心軸401樞接。如圖1中所示，圓盤4固定套設于主軸I上，在靠近圓盤4邊部的位置設置有偏心軸401，在該偏心軸401外套設有滑套5，該滑套5可以相對于該偏心軸401轉(zhuǎn)動。
[0040]液壓油箱19，其內(nèi)裝有液壓油，以便為本實用新型中的液壓系統(tǒng)供油。液壓油箱19上可以設置油位、溫度表20，以便獲取液壓油箱19內(nèi)的油液情況。
[0041]液壓缸6，其缸體可轉(zhuǎn)動地安裝于龍門鋼架9上，龍門鋼架9具有兩個豎梁以及位于兩個豎梁之間的橫梁，橫梁下方設置有萬向軸承2，該缸體與該萬向軸承2連接，以便能夠在偏心機構的驅(qū)動下實現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動。
[0042]液壓缸6的活塞桿與滑套5相接，可以采用焊接等方式，以便滑套5能夠帶動活塞桿沿著缸體移動。如圖3所示，液壓缸6具有有桿腔與無桿腔，有桿腔具有第一進油口 61和第一出油口 62，無桿腔具有第二進油口 63和第二出油口 64，第一進油口 61與第二進油口 63分別通過進油管路與液壓油箱19相連，可以在該進油管路上設置濾油器14，以便對液壓油進行過濾，保證液壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，進油管路上還設置有用于防止油液倒流至液壓油箱19的進油單向閥7。
[0043]液壓馬達10，第一出油口 62與第二出油口 64分別通過出油管路與液壓馬達10進油口相連，液壓馬達1的出油口與液壓油箱19相連，二者之間設置有水冷13。出油管路上設置有用于防止油液倒流至液壓缸6的出油單向閥8，這樣能夠保證油液由液壓缸6至液壓馬達10的單向輸送。
[0044]進一步，為了保證液壓系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性，出油管路連接有蓄能管路，蓄能管路上設置有蓄能器18以及用于控制蓄能器18與出油管路接通或斷開的球閥15。
[0045]此外，還可以在出油管路連接有調(diào)壓管路，調(diào)壓管路上設置有調(diào)壓器16，以便調(diào)整由液壓缸6輸出的液壓油的壓力大小。作為優(yōu)選，出油管路連接有壓力表17，便于獲取管路壓力信息。
[0046]發(fā)電機11，由液壓馬達10驅(qū)動轉(zhuǎn)動。具體可以為，液壓馬達10的輸出軸與發(fā)電機11的轉(zhuǎn)子相連，從而液壓馬達10驅(qū)動發(fā)電機11轉(zhuǎn)動，發(fā)電機11發(fā)電，實現(xiàn)了水力發(fā)電的目的。液壓馬達10可選擇為柱塞馬達JM型，該液壓馬達基本參數(shù)為:額定壓力:8-20/MPA，轉(zhuǎn)速:3-1250/r.mirT1 排量:20_8000/mL.r'轉(zhuǎn)矩 25-23521/N.M。液壓馬達 10 通過聯(lián)軸器與發(fā)電機11連接，發(fā)電機可以選用的參數(shù)為:功率250KW，轉(zhuǎn)速1000r/min，電壓380V，轉(zhuǎn)矩 2388N.m。
[0047]發(fā)電機11以及前述的液壓馬達10的安裝方式可以選擇為，在攔水堤壩22上建造水泥基座24，將發(fā)電機11以及液壓馬達10固定于該水泥基座24上。另外，還可以在水泥基座24上設置多個過水孔12，以便水位高于攔水堤壩22時，水由該過水孔12流過，防止損壞設備。
[0048]發(fā)電機11輸出的電能通過充電機27向蓄電池組28電，蓄電池組28輸出的電源通過交流逆變器29轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯娫摧斔椭僚潆娤?0，加以利用。進一步，配電箱30將電力輸送至并網(wǎng)控制器31，以便將電力與電網(wǎng)并電，使水力發(fā)電的電力轉(zhuǎn)化為清潔、安全、穩(wěn)定的電力供用戶使用。
[0049]本實用新型的水力發(fā)電裝置，可以多處設置電站，其經(jīng)濟效益是顯而易見的。例如:山區(qū)中一個水力發(fā)電站，發(fā)電機2000KW，水頭高50米，流量5立方米/秒，水流排放到山下。按傳統(tǒng)的水力發(fā)電原理，無水頭高即失去水力發(fā)電，也就是失去了水資源再利用發(fā)電。水流經(jīng)15公里才利用于農(nóng)村和農(nóng)田用水，在15公里長中可加設10個低水位發(fā)電裝置，利用5立方米/秒的流量進行發(fā)電，每個裝置發(fā)出的電量200KW，10級發(fā)電裝置總發(fā)電量可達2000KW，相當于水庫發(fā)電站發(fā)出的發(fā)電量。并且，本實用新型的這種發(fā)電裝置，投入成本低，收益快。
[0050]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 主軸，其兩端通過軸承安裝于位于支撐柱上方的軸承座中； 水輪，其具有轉(zhuǎn)輪以及多個水斗，所述轉(zhuǎn)輪套設于所述主軸上，所述多個水斗沿著所述轉(zhuǎn)輪的圓周方向布置，用于承接由所述攔水堤壩的排水口排出的水； 偏心機構，具有圓盤、偏心軸及滑套，所述圓盤套設于所述主軸一端，所述偏心軸固定于所述圓盤上，所述滑套與所述偏心軸樞接； 液壓油箱，裝有液壓油； 液壓缸，其缸體可轉(zhuǎn)動地安裝于龍門鋼架上，所述液壓缸的活塞桿與所述滑套相接，所述液壓缸具有有桿腔與無桿腔，所述有桿腔具有第一進油口和第一出油口，所述無桿腔具有第二進油口和第二出油口，所述第一進油口與第二進油口分別通過進油管路與所述液壓油箱相連，所述進油管路上設置有用于防止油液倒流至所述液壓油箱的進油單向閥； 液壓馬達，所述第一出油口與第二出油口分別通過出油管路與所述液壓馬達的進油口連接，所述出油管路上設置有用于防止油液倒流至所述液壓缸的出油單向閥，所述液壓馬達的出油口與所述液壓油箱相接； 發(fā)電機，由所述液壓馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述攔水堤壩的一側(cè)設置有排洪閘。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述出油管路連接有蓄能管路，所述蓄能管路上設置有蓄能器以及用于控制所述蓄能器與所述出油管路接通或斷開的球閥。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述出油管路連接有調(diào)壓管路，所述調(diào)壓管路上設置有調(diào)壓器。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述出油管路連接有壓力表。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述排水口的數(shù)量為兩個，所述水輪的數(shù)量為兩個，其間隔地設置于所述主軸上，分別與各所述排水口相對。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述水斗的數(shù)量為十二個，其沿著所述轉(zhuǎn)輪的圓周方向均勻布置。
8.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述攔水堤壩具有一個與所述水輪相對的弧形內(nèi)側(cè)面。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述水斗中設置有擋水板，所述擋水板與所述水斗鉸接。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的用于攔水堤壩的水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電機輸出的電能通過充電機向蓄電池組充電，所述蓄電池組輸出的電源通過交流逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)槿嚯娫摧斔椭僚潆娤?，所述配電箱將電力輸送至并網(wǎng)控制器。
【文檔編號】F03B13/00GK203978700SQ201420355757
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】呂干彬, 呂永江 申請人:上海林薔實業(yè)有限公司