一种江河水力发电设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种江河水力发电设备。


背景技术：

2.随着科技的快速发展，设备对电能的应用范围越来越广，需求量逐渐增大。
3.为了实现节能减排，实现碳中和的目的，可以采用风力发电、光伏发电以及水力发电的方式代替，传统的水力发电工程虽说效率高，但是受地理环境的条件限制，需要因地制宜的建造水坝，投资大，施工周期长，对当地的气候等环境也会造成较大的影响，在很多地势平缓的水流区域，势能落差较小，不可能建造水坝，如何利用相对平缓低于的水流进行发电是可以研究的方向。
4.授权公告号为cn207500037u的中国实用新型专利公开了一种江河浮式水力发电站，文件中公开了一种采用两条浮船并排间隔布置，在两个浮船之间设置水轮实现水力发电的结构形式，在浮船的船头处设置有倾斜固定在浮船侧的引导板，两个引导板的底部连接有底板，通过引导板、底板等合围形成的引导空间，将水流引入至引导板之间。
5.但是这种结构形式在实际的使用过程中存在以下问题：（1）船体的总重一致，其涉水深度基本固定，这就对江河的水深有了一定的限制，通用性较差；（2）引导板以及底板的结构形式在实际使用过程中，引导板的底部不能低于船体过低，否则在经过水较浅的位置时无法有效通过，但是距离船体底部过近，又对水轮的尺寸产生了干涉，导致水轮宽度必须相适应的缩小，进而影响到发电效率。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种江河水力发电设备，以解决现有技术中的浮式发电站的引导板和底板的设置形式导致的影响通过性和发电效率的问题。
7.为了解决上述问题，本实用新型所涉及的江河水力发电设备采用以下技术方案：
8.江河水力发电设备，定义河流的流向为自前向后流动，所述发电设备包括两个以上沿左右方向间隔并排布置的船体，相邻的两个船体之间连接有水轮组件，所述水轮组件包括两端分别转动装配在所述的两个船体上的主轴，所述主轴上布置有水轮，所述两个船体中的其中一个上设有与所述水轮组件连接的变速箱和发电机，所述的两个船体的前端侧壁围设有引流立板，引流立板的高度大于船体的高度，两个引流立板分别为设置在左侧的船体的前端右侧位置处布置有左引流立板、设置在右侧的船体的前端左侧位置处布置有右引流立板；所述左引流立板和右引流立板形成v型结构的导流口，所述船体与对应的引流立板之间连接有引导所述引流立板上下导向移动以进入水中的引导结构，所述船体上还设有用于驱动所述引流立板上下移动的驱动结构。
9.进一步的，所述水轮组件有两个以上，沿前后方向间隔并排布置在船体之间，各水轮组件的主轴上设有同步传动轮，相邻的两个水轮组件通过同步传动轮同步转动。
10.进一步的，所述主轴为采用多段分轴同轴可拆连接组合而成，所述水轮包括若干
个绕设在分轴的轴线上的叶片，相邻的两个分轴上的对应叶片拼合对接。
11.进一步的，所述叶片的在水下时面向水流的一侧的侧壁为向内凹陷的弧形面。
12.进一步的，所述水轮的左右两端封堵有堵板。
13.进一步的，所述驱动结构为布置在船体上并上下延伸的液压缸，所述液压缸连接有液压泵。
14.进一步的，所述船体具有上下两层，所述下层船体内具有多个水仓，所述水仓上设有进水口和抽水泵。
15.本实用新型的有益效果如下：相比于现有技术，本实用新型所涉及的江河水力发电设备，在实际的使用过程中，在船体到达指定位置后，船体在水中用锚索固定，测量船底与河底面之间的距离后用驱动结构将船体上的引流立板降落下去，让引流立板直接与河底接触，给船体底部的水流造成阻力，相邻的两个船体之间的水流对水轮的冲击力增大，这样的设置形式，能够尽可能大的设计水轮的直径尺寸，提高单位时间内通过的水流量，进而提高发电效率。另外，这种将引流立板设计成可上下升降的方式，能够适应不同水深的江河，在河水深时，将引流立板下降的深一些；河水浅时，将引流立板下降的浅一些，既能实现稳定支撑，又能将有限的流动水全部导入至两个船体之间，增加相应的单位时间内通过的水流流量。结构简单，而且通用性较佳，发电效率大大提高。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：
17.图1为本实用新型的江河水力发电设备的具体实施例1的结构示意图；
18.图2为图1的仰视截面剖视图；
19.图3为图1中引流立板与船体的装配结构示意图；
20.图4为图1中的叶轮的截面示意图；
21.图5为本实用新型的江河水力发电设备的具体实施例2的结构示意图。
22.附图标记说明：1-左船体；2-右船体；3-水轮组件；4-主轴；5-堵板；6-轴承组件；7-加强梁；8-同步传动轮；9-分轴；10-左引流立板；11-右引流立板；12-液压缸；13-液压泵；14-导杆；15-导槽；16-水仓；17-变速箱；18-发电机；19-叶片；20-船体；21-叶轮组件。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。
24.本实用新型所涉及的江河水力发电设备的具体实施例1，如图1至图4所示，定义河流的流向为自前向后流动，该发电设备包括沿左右方向间隔并排布置的两个船体，分别为左船体1和右船体2，左船体1和右船体2之间连接有水轮组件3，水轮组件3包括两端分别转动装配在左船体1和右船体2上的主轴4，主轴4上布置有水轮，主轴4的一端连接有变速箱17和发电机18，具体的是在两个船体的相对两侧壁上留设有凹槽，凹槽内布置有用于与支撑主轴4的轴承组件6，通过两端的轴承组件6实现对主轴4的转动支撑，同时为了保证船体与水轮组件3的装配稳定性，两个船体之间通过中间位置处的连接加强梁7实现固定连接。
25.而针对主轴4和水轮来说，本实施例中的水轮组件3有两个，沿前后方向间隔并排布置在船体之间，各水轮组件3的主轴4上设有同步传动轮8，两个水轮组件3通过同步传动轮8同步转动。也就是在前侧的水轮为主水轮，在后侧的水轮为辅水轮。同步传动轮8为传动链轮，通过链条实现传动连接。主水轮和辅水轮为一组，通过一侧的链轮传动，在实际的运转过程中，主水轮受水力驱动而转动，带动发电机发电，同时，辅水轮受水力驱动后将动力通过链轮传递给主水轮， 二者实现相互促进，形成转速同步，二者同力，双轮转动，扭力会大大提升。
26.进一步的，主轴4为由多段分轴9同轴可拆连接组合而成，水轮包括若干个绕设在分轴9的轴线上的叶片19，相邻的两个分轴9上的叶片19拼合对接。这样设置主要是为了方便运输、拆装、维修以及后续的适应不同的河道宽度。具体的各个分轴9均具有正负两端，通过法兰连接等其他连接形式实现同轴装配，各个分轴9上的叶片19则绕周向间隔布置在分轴9上，且叶片19的在水下时面向水流的一侧的侧壁为向内凹陷的弧形面。
27.另外，水轮的左右两端封堵有堵板5，保证水流只能流入水轮内，不会从主轴4的两端流出，必须推动水轮后，才能继续向下游流走。
28.在本实施例中，两个船体的前端侧壁围设有引流立板，引流立板的高度大于船体的高度，两个引流立板分别为设置在左船体1的前端右侧位置处布置有左引流立板10、设置在右船体2的前端左侧位置处布置有右引流立板11；左引流立板10和右引流立板11形成v型结构的导流口，船体与对应的引流立板之间连接有引导所述引流立板上下导向移动以进入水中的引导结构，船体上还设有用于驱动所述引流立板上下移动的驱动结构。其中驱动结构为布置在船体上并上下延伸的液压缸12，液压缸12连接有液压泵13。而引导结构则为贴合在引流立板的内侧面上并上下延伸的导杆14，同时在船体上固定有与导轨导向装配的导槽15。
29.另外，在本实施例中，为了保证船体的稳定性，船体的背向引流立板的另一侧设有外引流板，且外引流板与引流立板的前端拼接闭合，使避免船体失稳，同时保证水流的有效流动，防止对船体本身造成冲击。
30.同时，本实施例中，船体具有上下两层，下层船体内具有多个水仓16，水仓16上设有进水口和抽水泵。这样能够适应不同的水深，调整水轮与水面结合的高度，而上层则是用于安装上述的发电机18以及相应的逆变器和配电柜等装置使用。
31.以黄河水为例，主河床水的深度一般在3-4米，每秒流速在2米左右，如安装一台200kw的发电机18，它所需适配的发电机18为250马力，依据水流力的测算，水轮的长度设计为25米左右，各个叶片19的弧形面的高度设计在3.5米左右，每秒以近百吨的水力，推动着水轮，通过两个水轮组件3的同步运转，双轮滚动，实现强劲高效发电。
32.实施例2：如图5所示，与实施例1的不同之处在于，当该发电设备应用的河道宽度较宽时，可以采用多条船体20并排间隔布置的形式（船体20的数量不做限定），相邻的两个船体20之间的水轮组件21与实施例1的基本一致，将船体20的左右两侧均设置轴承与对应的风轮组件21装配，同时，实施例1中的外引流板则构成了另一组水轮发电时的引流结构。整体结构简单，而且组装方便，以同样的连接方法，将各个船体一字排开，从而能够适应不同宽度的河道水利发电。
33.最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任
何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。

技术特征：
1.江河水力发电设备，定义河流的流向为自前向后流动，其特征在于，所述发电设备包括两个以上沿左右方向间隔并排布置的船体，相邻的两个船体之间连接有水轮组件，所述水轮组件包括两端分别转动装配在所述的两个船体上的主轴，所述主轴上布置有水轮，所述两个船体中的其中一个上设有与所述水轮组件连接的变速箱和发电机，所述的两个船体的前端侧壁围设有引流立板，引流立板的高度大于船体的高度，两个引流立板分别为设置在左侧的船体的前端右侧位置处布置有左引流立板、设置在右侧的船体的前端左侧位置处布置有右引流立板；所述左引流立板和右引流立板形成v型结构的导流口，所述船体与对应的引流立板之间连接有引导所述引流立板上下导向移动以进入水中的引导结构，所述船体上还设有用于驱动所述引流立板上下移动的驱动结构。2.根据权利要求1所述的江河水力发电设备，其特征在于，所述水轮组件有两个以上，沿前后方向间隔并排布置在船体之间，各水轮组件的主轴上设有同步传动轮，相邻的两个水轮组件通过同步传动轮同步转动，所述变速箱和发电机与其中一个主轴传动配合。3.根据权利要求1所述的江河水力发电设备，其特征在于，所述主轴为采用多段分轴同轴可拆连接组合形成，所述水轮包括若干个绕设在分轴的轴线上的叶片，相邻的两个分轴上的对应叶片拼合对接。4.根据权利要求3所述的江河水力发电设备，其特征在于，所述叶片的在水下时面向水流的一侧的侧壁为向内凹陷的弧形面。5.根据权利要求1-4任一项所述的江河水力发电设备，其特征在于，所述水轮的左右两端封堵有堵板。6.根据权利要求1-4任一项所述的江河水力发电设备，其特征在于，所述驱动结构为布置在船体上并上下延伸的液压缸，所述液压缸连接有液压泵。7.根据权利要求1-4任一项所述的江河水力发电设备，其特征在于，所述船体具有上下两层，所述下层船体内具有多个水仓，所述水仓上设有进水口和抽水泵。

技术总结
本实用新型涉及一种江河水力发电设备，定义河流的流向为自前向后流动，发电设备包括两个以上船体，相邻的两个船体之间连接有水轮组件，水轮组件包括主轴和水轮，两个船体的其一上设有变速箱和发电机，两个船体的前端围有引流立板，引流立板的高度大于船体的高度，两个引流立板分别为设置在左侧的船体的前端右侧位置处布置有左引流立板、设置在右侧的船体的前端左侧位置处布置有右引流立板；所述左引流立板和右引流立板形成V型结构的导流口，船体与对应的引流立板之间连接有引导所述引流立板上下导向移动以进入水中的引导结构，船体上还设有用于驱动所述引流立板上下移动的驱动结构。结构简单，而且通用性较佳，发电效率大大提高。提高。提高。


技术研发人员：吴小占 吴昊璞 吴怡静
受保护的技术使用者：吴小占
技术研发日：2021.10.12
技术公布日：2023/6/3