本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電裝置，尤其涉及一種可調(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置。

背景技術：

當今時代，各種自然資源不斷減少，低碳經(jīng)濟和可循環(huán)經(jīng)濟正成為主旋律，而充分利用各種能源應開啟新思路。如何充分利用水能，同時更好地保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已成為中國水電建設乃至能源戰(zhàn)略調(diào)整的必然選擇。通常意義上水力資源的利用是依靠河流的落差，在落差上游安裝水輪機來發(fā)電。而每個城市都擁有龐大的地下管道，這些遍布城市的管道里存在著令人忽視的水力資源。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了一種可調(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置，特別是一種城市自來水管道的發(fā)電裝置，結(jié)構(gòu)簡單低、成本低，能自動調(diào)節(jié)迎水扇葉的位置調(diào)節(jié)充能扇的轉(zhuǎn)速，因而可輸出比較穩(wěn)定的電壓，而且在弱流和強流下都能連續(xù)運行發(fā)電。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括固定機構(gòu)和充能扇組件，所述固定機構(gòu)包括雙層殼體、安裝在雙層殼體下端的電動機I、安裝在電動機I輸出軸上的小齒輪I、安裝在雙層殼體中間的大齒輪I、對稱設置在大齒輪I上端面上的凸輪盤，所述小齒輪I和大齒輪I嚙合，所述雙層殼體的外表面對稱設置有三個可伸縮的伸縮塊，每個伸縮塊外側(cè)通過滑輪支架安裝有滑輪II，每個伸縮塊的內(nèi)側(cè)連接有與凸輪配合的滑動桿；

所述充能扇組件包括充能扇葉、充能扇下底盤、設置在充能扇下底盤上的充能扇罩、與充能扇罩內(nèi)表面固連的滾珠支架、安裝在滾珠支架上的滾珠齒輪、位于充能扇下底盤與滾珠支架之間的支撐盤、均勻安裝在支撐盤上的固定軸、設置在固定軸上的并與滾珠齒輪嚙合的小齒輪III、與支撐盤下端固連的大齒輪II、與大齒輪II嚙合的小齒輪II、安裝在支撐盤上的電動機II、安裝在電動機II輸出軸上的小齒輪IV，且小齒輪IV也與滾珠齒輪嚙合，所述小齒輪II安裝在發(fā)電機的軸上，發(fā)電機安裝在充能扇下底盤的下端，且小齒輪III的個數(shù)、固定軸的個數(shù)、充能扇葉的個數(shù)相等，每個充能扇葉包括與對應固定軸上端連接的連接套筒、與連接套筒外表面固連的葉片、與葉片端部固連的連接楔形塊，每個充能扇葉的連接楔形塊之間通過楔形配合；所述充能扇下底盤與雙層殼體的上端通過連接桿連接。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.小齒輪III的個數(shù)、固定軸的個數(shù)、充能扇葉的個數(shù)均為7個。

2.所述充能扇底盤上還設置有電磁電刷。

3.所述充能扇罩的外表面對稱設置有三個滑輪I。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明專利采用充能扇組件，可以實現(xiàn)自動充能。充能扇扇葉采用7個，極大的加快充能速度。充能扇的主體可以收起和張開，便于停止模式和充能模式的隨時切換。充能扇的自動充能功能。本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且成本低。結(jié)構(gòu)簡單，采用充能扇充電。圓形設計便于安裝在管道內(nèi)。工作模式可以切換，可以在激流下切換轉(zhuǎn)速，保護發(fā)電裝置，增加可靠性。本發(fā)明專利可以利用讓人忽視的城市管道水力資源，進行發(fā)電。這些在城市管道中的自來水的輸送一般都是靠一定的壓力輸送，它們儲存在水塔里，然后利用管道輸送給城市里的居民。在各種資源越來越少的今天，充分利用這種被遺忘的水力資源具有十分重要的意義。本發(fā)明專利可以利用城市管道的水力資源發(fā)電，可以為水泵提供一定的動力，降低電力的消耗，降低成本。這種管道充電裝置可安裝在城市的大部分管道中。本發(fā)明專利能自動調(diào)節(jié)迎水扇葉的位置調(diào)節(jié)充能扇的轉(zhuǎn)速，因而可輸出比較穩(wěn)定的電壓，而且在弱流和強流下都能連續(xù)運行發(fā)電。

附圖說明

圖1為自調(diào)節(jié)充電裝置三維結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2為充能扇組件三維結(jié)構(gòu)簡圖。

圖3為充能扇組件剖三維結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖4為充能扇組件剖三維結(jié)構(gòu)剖視放大圖。

圖5為固定機構(gòu)三維結(jié)構(gòu)簡圖。

圖6為最大轉(zhuǎn)速狀態(tài)充能扇三維結(jié)構(gòu)簡圖。

圖7為最小轉(zhuǎn)速狀態(tài)充能扇三維結(jié)構(gòu)簡圖。

圖8a和圖8b均為充能扇扇葉組件結(jié)構(gòu)圖。

圖9為可調(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置管道安裝結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1.滑輪I，2.固定滑輪支架，3.小齒輪I，4.電動機I，5.連接桿，6.凸輪盤，7.大齒輪I，8.雙層殼體，9.充能扇罩，10.滾珠齒輪，11.滾珠支架，12.小齒輪II，13.發(fā)電機，14.小齒輪III，15.充能扇下底盤，16.電磁電刷，17.支撐盤，18.大齒輪II，19.六角螺母，20.小套筒，21.普通平鍵，22.墊片，23.伸縮塊，24.滑輪II，25.滑動桿，26.滑輪支架，27.電動機II，28.小齒輪IV，29.連接楔形塊，30.連接套筒和31.葉片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

結(jié)合圖1至圖9，本發(fā)明所述的可調(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置包括充能扇組件和固定機構(gòu)兩個部分，二者通過連接桿焊接在一起，整個裝置采用中空設計，便于水流的通過，且整個裝置可安裝在管道的內(nèi)壁上。所述的充能扇組件包括滑輪I 1，固定滑輪支架2，充能扇罩9，滾珠齒輪10，滾珠支架11，小齒輪II 12，發(fā)電機13，小齒輪III 14，充能扇下底盤15，電磁電刷16，支撐盤17，大齒輪II 18，六角螺母19，小套筒20，普通平鍵21，墊片22，電動機II 27，小齒輪IV 28，連接楔形塊29，葉片31和連接套筒30；所述的充能扇組件中的充能扇安裝在支撐盤上部，充能扇通過楔角實現(xiàn)扇葉組件與扇葉組件之間的連接，扇葉又通過連接套筒連接小齒輪III和支撐盤，支撐盤與小齒輪III通過六角螺母19鎖緊連接套筒30連接，大齒輪II安裝在支撐盤與充能扇下底盤的中間，充能扇罩安裝在充能扇的外部；電磁電刷用于整理旋轉(zhuǎn)時的的電線。

充能扇由7個充能扇葉構(gòu)成，充能扇的扇葉組件采用葉片、連接套筒和連接楔形塊一體設計，連接楔形塊前端互相嚙合的部分采用楔形設計，也即通過楔角實現(xiàn)充能扇葉與充能扇葉之間的連接，充能扇葉又通過連接套筒連接小齒輪III和支撐盤，支撐盤與小齒輪III通過六角螺母鎖緊連接套筒連接，滾珠齒輪安裝在滾珠支架上，大齒輪II安裝在支撐盤與充能扇下底盤的中間。

結(jié)合圖9說明本發(fā)明的整體安裝固定過程：在電機未啟動時直接依靠滑輪放入管道內(nèi)，電機I 4啟動，帶動小齒輪I 3轉(zhuǎn)動，從而帶動大齒輪I 7轉(zhuǎn)動。而大齒輪I 7和凸輪盤6通過焊接固定在一起，從而凸輪盤實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，凸輪盤推動滑動桿25，使滑輪24壓緊管道內(nèi)壁，從而實現(xiàn)固定。

結(jié)合圖1和圖2說明本發(fā)明的充能過程：充能過程主要依靠充能扇葉，包含兩個過程，充滿扇閉合和張開。

1.充能過程：扇葉為閉合狀態(tài)，此時充能扇組件中的電動機21固定，使得小齒輪IV 28不能自轉(zhuǎn)，當流體穿過扇葉葉片時，會帶動扇葉組件旋轉(zhuǎn)，這時不會發(fā)生自轉(zhuǎn)的小齒輪IV 28會帶動滾珠齒輪10以相同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，而起始時小齒輪IV 28與小齒輪III 14轉(zhuǎn)速一樣，滾珠齒輪10就會和小齒輪III 14一樣以相同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，小齒輪III 14就不會自轉(zhuǎn)只會公轉(zhuǎn)，而小齒輪III 14與支撐盤17通過連接套筒30連接為一體，充能扇旋轉(zhuǎn)就會帶動支撐盤17旋轉(zhuǎn)，支撐盤又與大齒輪II 18相連，大齒輪II 18與小齒輪II 12嚙合，從而大齒輪II 18轉(zhuǎn)動，小齒輪II 12轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)電機12發(fā)電，電力再輸送給水泵或應用于其他。

2.調(diào)速過程：當水流的流速過大時，充能扇組件中的電動機27正轉(zhuǎn)，使小齒輪IV轉(zhuǎn)動，進而帶動滾珠齒輪10轉(zhuǎn)動，小齒輪III 14也隨之轉(zhuǎn)動，從而使扇葉組件順時針轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)迎水扇葉的位置，迎水半徑減小，從而使充能扇轉(zhuǎn)速降低；當水流的流速小時，充能扇組件中的電動機27反轉(zhuǎn)，使齒輪IV轉(zhuǎn)動，帶動滾珠齒輪10轉(zhuǎn)動，小齒輪III 14也隨之轉(zhuǎn)動，從而使扇葉組件逆時針轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)迎水扇葉的位置，迎水半徑增大，從而使充能扇轉(zhuǎn)速增加。調(diào)速過程中有兩個極點一個是順時針轉(zhuǎn)動到最大，此時轉(zhuǎn)速最低如圖7所示；一個是逆時針轉(zhuǎn)動到最大，此時轉(zhuǎn)速最大，如圖6所示。

綜上，本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置?？烧{(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置，包括充能扇組件和固定機構(gòu)兩個部分，而充能扇組件包括滑輪I、固定滑輪支架、充能扇罩、滾珠齒輪、滾珠支架、小齒輪II、發(fā)電機、小齒輪III、充能扇下底盤、電磁電刷、支撐盤、大齒輪II、六角螺母、小套筒、普通平鍵、墊片、電動機II、小齒輪IV、連接楔形塊、葉片和連接套筒?？烧{(diào)節(jié)水流能驅(qū)動發(fā)電裝置中的充能扇扇葉組件安裝在支撐盤上部，充能扇由7個扇葉組件構(gòu)成，通過楔角實現(xiàn)扇葉組件與扇葉組件之間的連接。扇葉組件采用葉片、連接套筒和連接楔形塊一體設計，連接楔形塊前端互相嚙合的部分采用楔形設計，又通過連接套筒連接小齒輪III和支撐盤，而支撐盤與小齒輪III通過六角螺母鎖緊連接套筒連接，大齒輪II安裝在支撐盤與充能扇下底盤的中間。本發(fā)明利用地下水資源，提供了一種新穎的水資源利用思路，為解決目前困擾人們的能源短缺問題提供了一條新途徑，使被人們忘掉的水力資源發(fā)揮了有效利用。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單低、成本低，能自動調(diào)節(jié)迎水扇葉的位置調(diào)節(jié)充能扇的轉(zhuǎn)速，因而可輸出比較穩(wěn)定的電壓，而且在弱流和強流下都能連續(xù)運行發(fā)電。