一种水动能发电装置的制作方法

1.本发明涉及发电设备技术领域，具体涉及一种水动能发电装置。


背景技术：

2.环境污染、全球变暖，各国政府都积极倡导清洁能源的发展；燃煤热电厂消耗资金污染大，太阳能发电、风力发电，所发电量少，不稳定，水力发电站装机数量有限，发电数量不够多。
3.水力发电站的原理是建造堤坝，蓄积足够多的水量，形成足够大的水压，水流受水道引导控制，水轮桨的固定位置，产生动能带动发电机发电；水力发电站投资大，建设周期长，不利于水力发电的普及。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种水动能发电装置。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种水动能发电装置，包括水道，所述水道倾斜设置，水道内设置有若干阶梯，各阶梯处转动安装有水轮，所述水轮包括有转轴、盖板和叶片，叶片沿圆周阵列安装于转轴上，转轴的两端设置有盖板，所述叶片的形状为梯形；所述水道的各阶梯处安装有发电机，发电机的输入轴上安装有小链轮，所述转轴的一端安装有大链轮，大链轮和小链轮上安装有传动链条；所述支撑架的底部设置有回水槽，回水槽的一端设置有与水道底部相配合的接水槽，另一端设置有储水罐，所述水道顶部设置有出水口，出水口处安装有连接储水罐的上水管，上水管上安装有水泵。
6.优选地，所述水道的各阶梯处的一侧设置有安装架，发电机固定与安装架上。
7.优选地，所述上水管上安装有两个水泵，第一水泵安装于储水罐的顶部，第二水泵通过支撑板安装于支撑架上，支撑板和支撑架之间设置有斜拉杆。
8.优选地，所述水轮的两端采用轴承进行支撑。
9.优选地，所述水道的一侧安装有步梯，步梯上带有防护栏，步梯与水道之间设置有若干连接杆。
10.本发明的有益效果体现在：本发明的水动能发电装置投资小，发电量大，无污染，维护成本低，同时不受地域限制，有利于水力发电的普及；本发明可对水资源进行循环利用。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
12.图1为本发明的轴测图。
13.图2为图1的a处放大图。
14.图3为本发明的轴测图。
15.图4为本发明的主视图。
16.图5为本发明的俯视图。
17.图6为图5的a向剖视图。
18.图7为本发明的左视图。
19.图8为本发明水轮的剖视图。
20.附图中，1、水道，2、支撑架，3、转轴，4、叶片，5、盖板，6、轴承，7、安装架，8、发电机，9、小链轮，10、大链轮，11、传动链条，12、回水槽，13、接水槽，14、储水罐，15、上水管，16、第一水泵，17、第二水泵，18、支撑板，19、步梯，20、连接杆。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
23.为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.下面结合附图对本发明进行详细地描述：本发明的一种水动能发电装置，包括水道1，所述水道1倾斜设置，水道1采用支撑架2进行支撑，水道1内设置有若干阶梯，各阶梯处转动安装有水轮，所述水轮包括有转轴3、盖板5和叶片4，叶片4沿圆周阵列安装于转轴3上，转轴3的两端设置有盖板5，所述叶片4的形状为梯形；所述水道1的各阶梯处安装有发电机8，发电机8的输入轴上安装有小链轮9，所述转轴3的一端安装有大链轮10，大链轮10和小链轮9上安装有传动链条11；所述支撑架2的底部设置有回水槽12，回水槽12的一端设置有与水道1底部相配合的接水槽13，另一端设置有储水罐14，回水槽12的设置可保持储水罐14内长期储存满水，所述水道1顶部设置有出水口，出水口处安装有连接储水罐14的上水管15，上水管15上安装有水泵；储水罐14也可安装于水道1的顶部，通过水泵将回水槽12内的水泵送至储水罐14内。
26.所述水道1的各阶梯处的一侧设置有安装架7，发电机8固定与安装架7上。
27.所述上水管15上安装有两个水泵，第一水泵16安装于储水罐14的顶部，第二水泵17通过支撑板18安装于支撑架2上，支撑板18和支撑架2之间设置有斜拉杆。
28.所述水轮的两端采用轴承6进行支撑。
29.所述水道1的一侧安装有步梯19，步梯19上带有防护栏，步梯19与水道1之间设置有若干连接杆20，从而使步梯19更加稳定。
30.本发明是借助软体组织可无数次利用的软杠杆力进行设计，本发明的技术方案现已建设成功一个小型试验站，投资二十余万，发电装置高7米，装有13个发电机8，用两台上水泵进行上水，第一水泵16的功率为7.5千瓦，第二水泵17的功率为1.5千瓦，发电机8的功率为每台三千瓦，十三台发电机8每小时可发电26千瓦，每小时耗电为9千瓦，也就是每小时结余17千瓦380v交流电可利用，例如进行并网出售使用。
31.现试验站的储水罐14高7米，水轮的叶片4长50厘米，叶片4的梯形内表面横截面积为100平方厘米，因此每个叶片4可接水5000立方厘米，也就是其接水重量为5公斤，一个水轮上的叶片4数量可优选为10个，水轮一秒钟转一圈，也就是一秒钟接水重量为50公斤，每分钟接水重量3000公斤，每小时接水重量18000公斤，7.5千瓦的水泵说明书注明每小时260吨水的上水量，实际上水量不足200吨，但经过数据计算正好够用。
32.发电机8的2厘米输入轴的扭矩力为每千瓦的扭矩力是24.5n，3千瓦的发电机8输入轴的扭矩力是73.5n，装在发电机8上的小链轮9直径为9厘米，是推动发电机8输入轴4倍的杠杆力，73.5n除4等于18.375n的扭矩力。
33.水轮直径50厘米，推动9厘米的小链轮是5.5倍，水轮的转轴3上安装有一个直径32厘米的大链轮10，32厘米除9厘米等于3.5倍，也就是18.375n乘3.5倍等于64.3125n。
34.水轮直径50厘米，大链轮10的直径为32厘米，50除32等于1.65倍，也就是64.3125除1.665倍得到杠杆力约等于39n，也就是实际推动发电机8的力量；单个叶片4重量为4公斤，实际使用的叶片4为2.5个，也就是接水重量的推动扭矩力为4乘2.5乘9.8等于98n。98n的下水推动扭矩力来推动三千瓦的发电机8，三千瓦的发电机8计算扭矩为73.5n，实际扭矩为55.86n，因此98n推动55.86n可提供稳定的转速。
35.以本发明的技术方案可投资900 万左右，建设一个水动能发电样板示范发电站，储水罐位于水道的顶部，通过水泵将水泵送至储水罐内，上方储水罐在18米高处，储存水600吨，类似一个大型电瓶储存流动能量。
36.向下流水安装6套设备，每套设备装有水轮和发电机 36 套，36套发电装置占有高度为17米，留有一米高的空间，给涡轮发电装置返回水时使用。
37.接水轮直径60厘米，每秒接水60公斤，也就是利用60公斤水的重量，来推动3000瓦发电机，实际推动力为 156.8 n的3千瓦发电机的中心扭距力为 73.5 n，因在变速时消耗了部分扭矩力，所以156.8 n的力推动 73.5 n的发电机可提供稳定的转速。
38.每台上水泵是11千瓦电动机耗电，备有8台上水泵，每台每小时向上送水200吨，实际下流用水量每小时为1200吨，多数水泵的数据不准，只能使用7台上水泵，留下一台备用泵，7 台上水泵每小时耗电77 度。
39.发电设备是36台，3000瓦的发电机为一套，6套发电装置共 216台发电机，每台每小时发电三度，216台x3度=648度， 648度-77度=571度，即571度可使用的电量。
40.另外下流水道 20米远以外，返回流到储存水罐，离下边的储存罐有20米长，一米
高，可再利用的涡轮杠杆力，在返回水的水道上可安装6台涡轮发电机，6台3千瓦的发电机组装置为一套回水发电装置，共安装两大套回流水发电装置。共12台3千瓦的发电机，发电为每小时36度电可并网使用，上面接水发电571度加36度等于607度电减去正常消耗的7度电，就是每小时节余600度电可并网使用。就是每小时有600度电出售，回收建设成本，也就是每一天有14400度电的收入。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种水动能发电装置，包括水道（1），其特征在于：所述水道（1）倾斜设置，水道（1）采用支撑架（2）进行支撑，水道（1）内设置有若干阶梯，各阶梯处转动安装有水轮，所述水轮包括有转轴（3）、盖板（5）和叶片（4），叶片（4）沿圆周阵列安装于转轴（3）上，转轴（3）的两端设置有盖板（5），所述叶片（4）的形状为梯形；所述水道（1）的各阶梯处安装有发电机（8），发电机（8）的输入轴上安装有小链轮（9），所述转轴（3）的一端安装有大链轮（10），大链轮（10）和小链轮（9）上安装有传动链条（11）；所述支撑架（2）的底部设置有回水槽（12），回水槽（12）的一端设置有与水道（1）底部相配合的接水槽（13），另一端设置有储水罐（14），所述水道（1）顶部设置有出水口，出水口处安装有连接储水罐（14）的上水管（15），上水管（15）上安装有水泵。2.如权利要求1所述的水动能发电装置，其特征在于：所述水道（1）的各阶梯处的一侧设置有安装架（7），发电机（8）固定与安装架（7）上。3.如权利要求1所述的水动能发电装置，其特征在于：所述上水管（15）上安装有两个水泵，第一水泵（16）安装于储水罐（14）的顶部，第二水泵（17）通过支撑板（18）安装于支撑架（2）上，支撑板（18）和支撑架（2）之间设置有斜拉杆。4.如权利要求1所述的水动能发电装置，其特征在于：所述水轮的两端采用轴承（6）进行支撑。5.如权利要求1所述的水动能发电装置，其特征在于：所述水道（1）的一侧安装有步梯（19），步梯（19）上带有防护栏，步梯（19）与水道（1）之间设置有若干连接杆（20）。

技术总结
本发明公开了一种水动能发电装置，包括水道，水道内设置有若干阶梯，各阶梯处转动安装有水轮；所述水道的各阶梯处安装有发电机，发电机与水轮之间采用链条传动；所述支撑架的底部设置有回水槽，回水槽的一端设置有与水道底部相配合的接水槽，另一端设置有储水罐，所述水道顶部设置有出水口，出水口处安装有连接储水罐的上水管，上水管上安装有水泵；本发明的水动能发电装置不受地域限制，有利于水力发电的普及。的普及。的普及。


技术研发人员：李花明
受保护的技术使用者：山东顺诚消防工程集团有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/6