一種新型水力發(fā)電技術(shù)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，單向齒輪組、減速機(jī)、發(fā)電機(jī)，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是通過(guò)減速傘的運(yùn)動(dòng)將水體在某一方向上的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向齒輪組的圓周運(yùn)動(dòng)，所述單向齒輪組與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)軸承連接，單向齒輪組將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)輸入的順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng)始終輸出為一個(gè)方向上的圓周運(yùn)動(dòng)，所述減速機(jī)通過(guò)軸承與單向齒輪輸出端連接，減速機(jī)負(fù)責(zé)將單向齒輪組輸出的某一方向上的圓周運(yùn)動(dòng)速率提高，所述發(fā)電機(jī)和所述減速機(jī)之間通過(guò)軸承連接，減速機(jī)將提高轉(zhuǎn)速的圓周運(yùn)動(dòng)輸出至發(fā)電機(jī)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本發(fā)明的水力發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)在于將水體在某一方向上的低速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)動(dòng)的使用，該系統(tǒng)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何污染，也不會(huì)因?yàn)閿r河筑壩產(chǎn)生改變自然景觀，是一種新型無(wú)污染電能獲取解決方案。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種新型水力發(fā)電技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電技術(shù)，具體涉及一種將運(yùn)動(dòng)水體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的水力發(fā)電技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]水電是清潔能源，可再生、無(wú)污染、運(yùn)行費(fèi)用低，便于進(jìn)行電力調(diào)峰，有利于提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合效益。在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下，世界各國(guó)普遍優(yōu)先開(kāi)發(fā)水電，大力利用水能資源。中國(guó)不論是已探明的水能資源蘊(yùn)藏量，還是可能開(kāi)發(fā)的水能資源，都居世界第一位。傳統(tǒng)的水力發(fā)電是通過(guò)攔河筑壩的方式提高水體重力勢(shì)能，從而實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電之目的。由于攔河筑壩會(huì)改變既有景觀，可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一些影響，而且攔河筑壩建設(shè)電站對(duì)選址要求較高，耗資巨大。
[0003]本發(fā)明的目的是通過(guò)特殊裝置將運(yùn)動(dòng)水體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，能夠在一定程度上克服傳統(tǒng)水力發(fā)電的缺陷，將一種天然的、無(wú)污染的、被忽視的且蘊(yùn)藏巨大的能量轉(zhuǎn)換為人類(lèi)需要的電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明在于提供一種新型水力發(fā)電技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)可以簡(jiǎn)單易行地將流動(dòng)水體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br>[0005]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種水力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)、減速機(jī)、單向齒輪組以及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述發(fā)電機(jī)、減速機(jī)、單向齒輪組以及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過(guò)固定裝置固定在發(fā)電裝置平臺(tái)上，通過(guò)上述組件的聯(lián)合工作達(dá)到水電轉(zhuǎn)換之目的。
[0006]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述單向齒輪組可接受傳動(dòng)軸正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的輸入，但始終輸出一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力繩、固定旋轉(zhuǎn)軸、連接在動(dòng)力繩自由端的減速傘及換向機(jī)構(gòu)組成。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述動(dòng)力繩的一端固定在旋轉(zhuǎn)軸上，自由端則通過(guò)纏繞在旋轉(zhuǎn)軸后再連接減速傘，減速傘在水流作用下沿水流方向運(yùn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)動(dòng)力繩帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述動(dòng)力繩包括兩組，兩組動(dòng)力繩相向纏繞在旋轉(zhuǎn)軸上,其自由端的運(yùn)動(dòng)方向始終保持相反。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述換向機(jī)構(gòu)由一換向繩、換向繩上的活動(dòng)卡扣和一固定在發(fā)電裝置上的固定卡扣組成?；顒?dòng)卡扣固定在換向繩靠近固定段的位置，固定卡扣固定在旋轉(zhuǎn)軸附近的發(fā)電裝置平臺(tái)的某一固定位置。
[0011]相較于現(xiàn)有攔河筑壩的水力發(fā)電技術(shù)，本發(fā)明的水力發(fā)電裝置，不需要筑壩提高水體重力勢(shì)能，即可將運(yùn)動(dòng)水體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，獲得的電能是一種沒(méi)有任何污染的清潔能源。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1所示為本發(fā)明的水力發(fā)電系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖2所示為本發(fā)明的單向齒輪組示意圖；
[0014]圖3所述為本發(fā)明的減速傘工作狀態(tài)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0015]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0016]圖1所示為本發(fā)明的新型水力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明的新型水力發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)80、減速機(jī)70、單向齒輪組90、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)900組成。上述機(jī)構(gòu)均固定放置在發(fā)電平臺(tái)上，發(fā)電平臺(tái)可以安放在陸地，也可以安置于浮動(dòng)平臺(tái)之上。
[0017]根據(jù)圖1，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)900包括旋轉(zhuǎn)軸40，動(dòng)力繩50和60，減速傘103(203)、104 (204)，動(dòng)作機(jī)構(gòu) 105(205)、106 (206)，換向機(jī)構(gòu) 107 (207)、108 (208)，束縛機(jī)構(gòu) 10(20)，轉(zhuǎn)軸101 (201)、102 (202)，轉(zhuǎn)軸100 (200)等部件。運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)900的減速傘103 (203)或104 (204)在水流的帶動(dòng)下沿著水流方向運(yùn)動(dòng),減速傘通過(guò)動(dòng)力繩50或60驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸40做逆時(shí)針或順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)輸出至單向齒輪組90后，單向齒輪組90將輸入的正反兩個(gè)方向的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一個(gè)方向的圓周運(yùn)動(dòng)，該方向的圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)減速機(jī)70提高轉(zhuǎn)速，減速機(jī)70將高轉(zhuǎn)速的圓周運(yùn)動(dòng)輸入至發(fā)電機(jī)80，從而實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電之目的。運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)900通過(guò)換向繩550及換向機(jī)構(gòu)107 (207)、108 (208)以及動(dòng)作機(jī)構(gòu)105 (205)、106 (206)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力繩50和60運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換。
[0018]圖2所示為單向齒輪組90的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，單向齒輪組90由3個(gè)單向齒輪11、22、44和I個(gè)單向共軸雙齒輪33組成。其中單向齒輪11和單向齒輪44安裝在機(jī)構(gòu)900的旋轉(zhuǎn)軸上，單向齒輪11和33只能在順時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)(在逆時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)下不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))，單向齒輪22和44只能在逆時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)(在順時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)下不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0019]單向齒輪組的動(dòng)力輸入端連接在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸40上，單向齒輪組90可接受旋轉(zhuǎn)軸40順時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)輸入，也可接受旋轉(zhuǎn)軸40逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)輸入，單向齒輪11和44共軸套合在旋轉(zhuǎn)軸40的輸出端，其工作過(guò)程如下:
[0020]當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸40順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)單向齒輪11做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(單向齒輪44不轉(zhuǎn)動(dòng))，單向齒輪11帶動(dòng)單向齒輪22做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，單向齒輪22帶動(dòng)單向齒輪33做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021]當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸40逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),驅(qū)動(dòng)單向齒輪44做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(單向齒輪11不轉(zhuǎn)動(dòng))，單向齒輪44帶動(dòng)單向齒輪33做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]根據(jù)上述齒輪組90的工作過(guò)程，不論旋轉(zhuǎn)軸40做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，單向齒輪組的共軸雙齒輪33始終做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]圖3所示為本發(fā)明的新型水力發(fā)電裝置的減速傘工作狀態(tài)示意圖。參照?qǐng)D3，本發(fā)明的減速傘為可開(kāi)合裝置，分別由傘面103 (203)、104 (204)，轉(zhuǎn)軸100 (200)，轉(zhuǎn)軸101 (201)、102 (202)，束縛機(jī)構(gòu)10(20)，動(dòng)作機(jī)構(gòu)105 (205)、106 (206)組成，以及換向機(jī)構(gòu) 107 (207)、108 (208)等部件組成。其中 103 (203)、104(204)的長(zhǎng)度相等，105 (205)與106(206)的長(zhǎng)度相等，103 (203)與105(205)之間的最小夾角為45°。減速傘工作過(guò)程如下:
[0024]當(dāng)動(dòng)力繩50自由端的減速傘傘面103和104處于打開(kāi)狀態(tài)，位于動(dòng)力繩50自由端減速傘的迎水面積最大，動(dòng)力繩50自由端沿著水流方向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸40做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，位于動(dòng)力繩60自由端的減速傘則始終處于閉合狀態(tài)，其迎水面積最小，動(dòng)力繩60自由端與水流方向逆向運(yùn)動(dòng)，并纏繞固定在旋轉(zhuǎn)軸40上。當(dāng)位于換向動(dòng)力繩550上的換向機(jī)構(gòu)107運(yùn)動(dòng)至固定卡扣108位置處，換向繩550將停止運(yùn)動(dòng)，由于動(dòng)力繩50還將繼續(xù)沿著水流方向運(yùn)動(dòng)，水體作用在傘面103與傘面104的作用力及換向繩作用在束縛機(jī)構(gòu)10上的拉力將使傘面103與104繞著轉(zhuǎn)軸100發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直至動(dòng)作機(jī)構(gòu)105與106之間的夾角變?yōu)镺度以及傘面103與104之間的夾角變?yōu)镺度，動(dòng)力繩50停止運(yùn)動(dòng)。而在上述動(dòng)作的過(guò)程中，位于動(dòng)力繩60自由端的傘面對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)則發(fā)生相反的運(yùn)動(dòng)，即當(dāng)傘面103與104在圍繞轉(zhuǎn)軸100做收起的動(dòng)作時(shí)，傘面203和204則在圍繞轉(zhuǎn)軸200做打開(kāi)的動(dòng)作。傘面203與204打開(kāi)、傘面103與104關(guān)閉后，由于位于50和60自由端的傘面迎水面積大小做了等同變換，位于60自由端的傘面將在水流作用下順著水流方向運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸40則在動(dòng)力繩60的驅(qū)動(dòng)下做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)位于換向動(dòng)力繩550上的換向機(jī)構(gòu)207運(yùn)動(dòng)至固定卡扣208位置處，換向動(dòng)力繩550將停止運(yùn)動(dòng)，由于動(dòng)力繩60還將繼續(xù)沿著水流方向運(yùn)動(dòng)，水體作用在傘面203與傘面204的作用力及換向動(dòng)力繩作用在束縛機(jī)構(gòu)20上的拉力將使傘面203與204繞著轉(zhuǎn)軸200發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直至動(dòng)作機(jī)構(gòu)205與206之間的夾角變?yōu)镺度以及傘面203與204之間的夾角變?yōu)镺度，動(dòng)力繩60停止運(yùn)動(dòng)。
[0025]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限制本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型水力發(fā)電系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、單向齒輪組、減速機(jī)以及發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的減速傘通過(guò)開(kāi)合運(yùn)動(dòng)在水體動(dòng)能驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸做順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，單向齒輪組將旋轉(zhuǎn)軸輸入的兩個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出為一個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)減速機(jī)加速后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了將流動(dòng)水體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的目的。上述組件通過(guò)固定裝置安裝在發(fā)電裝置平臺(tái)的固定位置，通過(guò)聯(lián)合協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)發(fā)電目的。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述單向齒輪組由三個(gè)單向齒輪和一個(gè)同軸雙齒輪組成，上述齒輪均只能向一個(gè)傳動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，而相反方向的傳動(dòng)均不能驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，上述三個(gè)齒輪通過(guò)固定裝置安裝在水力發(fā)電裝置平臺(tái)的固定位置，上述三個(gè)齒輪組成的單向齒輪組可接受順時(shí)針或逆時(shí)針兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)輸入，但始終輸出一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由兩段動(dòng)力繩、I個(gè)固定旋轉(zhuǎn)軸、連接在動(dòng)力繩兩端的可變面積減速傘以及連接減速傘的換向機(jī)構(gòu)組成。4.如權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:其運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的減速傘由兩組傘面與換向機(jī)構(gòu)組成，兩組傘面通過(guò)換向機(jī)構(gòu)連接在一起，并通過(guò)換向機(jī)構(gòu)保持一組傘面始終處于打開(kāi)狀態(tài)，另一個(gè)傘面始終處于關(guān)閉狀態(tài)。5.如權(quán)利要求3所述的水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的兩段動(dòng)力繩的一端固定在旋轉(zhuǎn)軸中央，自由端則分別相向纏繞在旋轉(zhuǎn)軸上，兩段動(dòng)力繩的自由端始終在減速傘的牽引下向相反方向運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)其中一段動(dòng)力繩在旋轉(zhuǎn)軸上釋放時(shí)，另一段動(dòng)力繩則在旋轉(zhuǎn)軸上回收。
【文檔編號(hào)】F03B13/00GK105888918SQ201410728121
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日
【發(fā)明人】黃映聰
【申請(qǐng)人】黃映聰