專利名稱：浮筒式流水發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用水流動的能量進行發(fā)電的浮筒式流水發(fā)電裝置，適于江河溪流中使用。它是對現(xiàn)有浮筒式流水發(fā)電裝置的進一步改進。
在中國專利CN2075705U和CN2112701U中，本發(fā)明人已公開了兩種浮筒式流水發(fā)電裝置方案。第一種方案提供了一種由支架、柱形浮筒、葉輪、傳動軸、增速機構、發(fā)電機組成的浮筒式流水發(fā)電裝置；第二種方案提供了一種由支架、方形浮筒、葉輪、傳動軸、增速機構、離心滑移式擺桿及擋水板、發(fā)電機、水泵組成的浮筒式流水發(fā)電裝置。上述兩種方案均具有使用方便的特點。但因第一種方案采用手動有級調速而使輸出的電壓波動較大；第二種方案采用垂直擋水調速而使其后座力過大且結構較復雜轉換效率不高。
本實用新型的任務在于避免上述不足而提供一種進一步改進的浮筒式流水發(fā)電裝置。
圖1為本實用新型結構的側視圖示。
圖2為本實用新型結構的俯視圖示。
圖3為本實用新型結構的正視圖示。
本實用新型的任務由如下方案實現(xiàn)具有柱形筒體10、錐形旋轉浮筒13，兩組葉輪片16設置在錐形旋轉浮筒13的外沿，在軸套9、24和支架8、26的支撐下，葉輪片16聯(lián)動錐形旋轉浮筒13、傳動軸25、傳動齒輪23、傳動齒帶28、連通傳動齒輪29、發(fā)電機31并經聯(lián)結器34聯(lián)動水泵35運轉，柱形筒體10與錐形旋轉浮筒13同心位套裝放置形成外壓式增速腔，加速的水流可從葉輪片16的稍端流過。
根據上述方案，本實用新型的實施例如
圖1、圖2、圖3所示，柱形筒體10與錐形旋轉浮筒13同心位套裝放置形成外壓式增速腔，柱形筒體兩端的長度要大于錐形旋轉浮筒13的長度，以減少水流損失和保護齒輪齒帶23、28的正常運轉。錐形旋轉浮筒13的最大截面是柱形筒體10最大截面的0.35至0.45倍，其錐度在20至30度間。該浮筒的浮托力等于該裝置全部重量的二分之一。設置柱形筒體10還可在水流較淺時支撐該裝置運轉并使葉輪不受河床障礙物的影響使其具有良好的流線性。在錐形旋轉浮筒13外沿的中后端設置兩組葉輪片16構成葉輪驅動系統(tǒng)。葉輪片16聯(lián)結在抱圈17上，該抱圈與錐形旋轉浮筒13予以固定。葉輪片的根部由錐形旋轉浮筒13支撐。加速的水流沖擊葉輪片16的稍端而旋轉，聯(lián)動錐形旋轉浮筒13、傳動軸25、傳動齒輪23、傳動齒帶28、經齒帶通道39、40連通另一傳動齒輪29、發(fā)電機31并經聯(lián)結器34帶動水泵35運轉。前級葉輪片的裝置角在35至45度間；后級葉輪片的裝置角在28至35度間。葉輪間裝置距離不小于葉輪片垂直長度的2倍；每個葉輪片的數量不低于6片；葉輪片16的外沿與柱形筒體內壁的間距為5毫米。傳動軸25設置在錐形旋轉浮筒13的中心位并與之固定，其兩端分別由軸套9、24，支架8、26和聯(lián)結圈7支撐，該圈與柱形筒體10首尾的內壁相聯(lián)結。由傳動齒輪23、傳動齒帶28聯(lián)動另一傳動齒輪29形成增速發(fā)電抽水結構。增速結構的增速比視水流速度和發(fā)電機、水泵的要求轉速而定，一般取121、101和51，適用水流標速分別為每秒1.5米、3米和5米。傳動齒輪23、29和傳動齒帶28均采用同步齒輪齒帶。為了方便聯(lián)結其它部件和加強筒體10的強度，在其首尾及中部外沿分別設一加強聯(lián)結圈6、14、20。
本實用新型由兩組相同的驅動系統(tǒng)組成，以利增加功率輸出和保持該裝置的左右穩(wěn)定。兩組驅動系統(tǒng)在相同方向運轉下，其動力輸出端由齒帶28呈三角形匯集。柱形筒體10、42由設置在該筒體首尾及中部上下兩組橫聯(lián)結板5、15、21與加強聯(lián)結圈6、41，14、43和20、44聯(lián)結。發(fā)電機31、水泵35的底座由支撐板19支撐，該支撐板由數根支撐柱18支撐并固定在上橫聯(lián)結板15、21的中部。發(fā)電機31采用交流發(fā)電機，其電壓和頻率與市電相同。特殊條件下也可采用直流低壓發(fā)電機。發(fā)電機與水泵的轉速力求一致，以利互換和并用。為克服浪涌沖擊造成電壓波動，在發(fā)電機31的動力輸入端設一飛輪32。護罩30可保護發(fā)電機全天候工作。在傳動齒輪29的一側設置另一傳動輪33以利在需要增加功率時并入另一相同裝置組成更大驅動系統(tǒng)滿足較大功率的需要。在柱形筒體10、42的首端迎水面由網架4和網絲3組成濾網且呈雙斜面放置，網架4的兩端固定在橫聯(lián)結板5的中部，網絲3的中間由網架4撐出，該絲的兩端與加強聯(lián)結圈6、41予以聯(lián)結。雙斜面的角度分別在30至45度之間，以利漂流物在水流沖擊下自行排除該裝置之外。網絲3的間距一般取10至20毫米。在柱形筒體10、42之間下夾角截面的首尾端設置一截流板11、22，以利該裝置首尾穩(wěn)定和增加在輕載條件下的浮托力，并可削減浪涌沖擊造成的轉速波動；在柱形筒體10、42之間上夾角截面的首尾端設置另一截流板12、27，以利該裝置在重載條件下工作在水面線上。調整柱形筒體10、42的間距可增大截流板11、22和12、27的截流面積增加浮托力。上下兩組截流板11、22和12、27與水流的夾角呈20至30度放置并與柱形筒體10、42外壁或橫聯(lián)結板5、15、21予以聯(lián)結。上截流板12、27的截流面積為柱形筒體10、42之間上夾角的二分之一，以便水流沖擊該板后有一通道流出產生浮托力。
在單獨實施發(fā)電或抽水時，發(fā)電機或水泵的軸功率不得大于葉輪軸功率之和；在實施發(fā)電抽水并用時，發(fā)電機和水泵的軸功率之和不得大于葉輪軸功率之和。
在實施發(fā)電抽水并用時，因發(fā)電機31、水泵35同軸聯(lián)動，發(fā)電機在負荷發(fā)生變化時可使負荷偏移，即當發(fā)電機31在較輕負荷運轉下，水泵35的轉速加快而獲得較大功率增加抽水量，同時也限制了轉速的進一步提高，使發(fā)電機在一輕負荷運轉下轉速略高于額定轉速。僅之則可減少抽水量增大發(fā)電量，形成相對等速調速結構。
當單獨實施發(fā)電時，發(fā)電機31的調速任務由如下方案實現(xiàn)鋼絲1、2的兩端分別與河床支撐物和柱形筒體10、42首部外加強聯(lián)結圈6、41的中部聯(lián)結后形成一牽引夾角，該筒體組在水流沖擊下其中心線力求與鋼絲形成直線，當葉輪片16在較輕負荷下，轉速加快對水流的阻力減小，錐形旋轉浮筒13、下截流板11、22浮托整個裝置上升而減小流經葉輪片的進水量，使其轉速下降；反之則使錐形旋轉浮筒13、下截流板11、22下沉增大流經葉輪片的進水量而使轉速升高。如此反饋可使葉輪組在載任一負荷時均處最佳運行狀態(tài)實施無級調速。
本實用新型與現(xiàn)有的浮筒式流水發(fā)電裝置相比，因采用柱形筒體10與錐形旋轉浮筒13同心位套裝放置形成外壓式增速腔，葉輪片16設置在增速腔通道內而提高轉換效率；采用兩組相同驅動系統(tǒng)并經齒帶28并聯(lián)傳動，增加了輸出功率并保持該裝置的左右穩(wěn)定；設置上下兩組截流板11、22和12、27增加了該裝置在輕重截荷條件下的浮托力并保持首尾穩(wěn)定；在柱形筒體10，42的迎水面由網架4和網絲3組成濾網且成雙斜面放置。具有自動排渣的特點；柱形筒體可保護葉輪及支撐整個裝置并減小了機組體積，使其更趨完善和更具有實用性。適于江河溪流中使用，通常工作的流速在每秒1米以上。
權利要求1.一種利用水流動的能量進行發(fā)電的浮筒式流水發(fā)電裝置，具有柱形筒體(10)、錐形旋轉浮筒(13)，兩組葉輪片(16)設置在錐形旋轉浮筒(13)的外沿，在軸套(9)(24)和支架(8)(26)的支撐下，葉輪片(16)聯(lián)動錐形旋轉浮筒(13)、傳動軸(25)、傳動齒輪(23)、傳動齒帶(28)連通傳動齒輪(29)、發(fā)電機(31)并經聯(lián)結器(34)聯(lián)動水泵(35)運轉，其特征在于柱形筒體(10)與錐形旋轉浮筒(13)同心位套裝放置形成外壓式增速腔，加速的水流可從葉輪片(16)的稍端流過。
2.按權利要求1所述的浮筒式流水發(fā)電裝置，其特征在于鋼絲(1)(2)與柱形筒體(10)(42)聯(lián)結形成牽引夾角，在水流沖擊下可使該筒體組上下升降。
3.按權利要求1所述的浮筒式流水發(fā)電裝置，其特征在于發(fā)電機(31)、水泵(35)同軸聯(lián)動形成相對等速運轉。
4.按權利要求1所述的浮筒式流水發(fā)電裝置，其特征在于在傳動齒輪(29)的一側設置一并入傳動輪(33)。
5.按權利要求1所述的浮筒式流水發(fā)電裝置，其特征在于由柱形筒體(10)(42)構成兩組相同驅動系統(tǒng)并由傳動齒帶(28)并聯(lián)傳動。
6.按權利要求1所述的浮筒式流水發(fā)電裝置，其特征在于在兩個柱形筒體(10)(42)夾角截面分別設置上下兩組截流板(11)(22)(12)(27)。
7.按權利要求1所述的浮筒式流水發(fā)電裝置，其特征在于在柱形筒體(10)(42)的首端迎水面由網架(4)和網絲(3)組成濾網且呈雙斜面放置。
專利摘要本實用新型涉及一種利用水流動的能量進行發(fā)電的浮筒式流水發(fā)電裝置。它是由柱形筒體、錐形旋轉浮筒同心位套裝放置形成外壓式增速腔，被加速的水流流經葉輪片梢端而聯(lián)動錐形旋轉浮筒、傳動軸、增速機構、發(fā)電機和水泵實施發(fā)電或抽水。根據載荷大小改變吃水深度實施無級調速。雙驅動系統(tǒng)并聯(lián)使用和設置雙層截流板可增加功率輸出并保持該裝置的穩(wěn)定運行。適于江河溪流中使用，工作流速通常在每秒1米以上。
文檔編號F03B3/10GK2158926SQ9320738
公開日1994年3月16日 申請日期1993年3月20日 優(yōu)先權日1993年3月20日
發(fā)明者向堯之 申請人:向堯之