自然水流式水力发电方法及其叶轮发电装置 【技术领域】
本发明涉及液力发动机领域， 是一种自然水流式水力发电方法及其叶轮发电装置。 背景技术
现有的水力发电方法是在江河水流经山谷间通过筑坝设置库容发电的， 其缺点 是； 受地形限制， 且改变了自然生态， 造成生态失衡， 工程建设期长、 建造成本和运行管理成 本高。 发明内容 本发明的目的是， 提供一种广泛利用江河自然水力资源， 无须筑坝， 易于建造， 工 程建设期短、 建造成本和运行管理成本低的自然水流式水力发电方法 ； 并提供适用于上述 发电方法所用的， 结构简单， 安装、 维护方便， 使用寿命长， 发电成本低的叶轮发电装置。
实现本发明目的所采取的技术方案是 ：
一种自然水流式水力发电方法， 它是利用江河自然水流的流速和压力， 其特征是 ： 在江河自然水流流动的水域内， 平行设置由若干排叶轮发电装置构成的叶轮发电装置群， 每排叶轮发电装置均由若干台叶轮发电装置构成， 或每排由若干叶轮的每相邻叶轮的叶轮 轴均通过伸缩式十字轴固连， 最末端叶轮的叶轮轴通过伸缩式十字轴与集中发电机组房设 置的增速器输入轴固连， 在增速器输入轴上设置离合器， 增速器输出轴与发电机固连 ； 叶轮 的叶轮轴与水流流动方向垂直。
一种适用于自然水流式水力发电方法所用的叶轮发电装置， 它包括叶轮、 增速器 和发电机， 其特征是 ： 所述的叶轮结构是， 包括叶轮轴， 在叶轮轴上固定有两端板， 在两端板 之间固定的轮毂与叶轮轴固连， 在轮毂上固定有若干个弧形叶片， 若干个弧形叶片的两端 固定在两端板上 ； 叶轮轴的两轴端分别装在轴承盒内， 轴承盒装在水平支撑架固连的竖向 短导槽和竖向长导槽内， 在竖向长导槽铰接的弹性卡块与轴承盒的上端卡接， 水平支撑架 固连在支撑桩上， 支撑桩与江河的床体固定。
在所述叶轮轴上设置离合器。
在所述竖向长导槽上部铰接有弹性支撑座。
本发明自然水流式水力发电方法， 由于在江河自然水流流动的水域内， 平行设置 由若干排叶轮发电装置构成的叶轮发电装置群， 能够不受地形限制， 不改变自然生态， 广泛 利用江河自然水力资源， 无须筑坝， 易于建造， 工程建设期短、 建造成本和运行管理成本低。
适用于上述发电方法所用的叶轮发电装置的叶轮采用在两端板之间设置若干个 弧形叶片， 且弧形叶片为宽幅结构， 在叶轮转动时， 弧形叶片的凹面一侧受水流冲压力作 用， 使叶轮轴产生驱动力矩而带动增速器、 增速器带动发电机实现连续发电作业， 弧形叶片 的凸面一侧无任何阻力， 具有结构简单、 合理， 安装、 维护方便， 使用寿命长， 发电成本低等 优点。
附图说明 图 1 为叶轮发电装置结构主视示意图。
图 2 为图 1 的俯视示意图。
图 3 为图 1 的左视示意图。
图 4 为图 3 中 A-A 剖面示意图。
图 5 为图 3 中 B-B 剖面示意图。
图 6 为叶轮在水中的状态示意图。
图 7 叶轮发电装置群位置示意图。
图中 ： 1 水平支撑架， 2 轴承盒， 3 支撑桩， 4 叶轮， 5 叶轮轴， 6 轮毂， 7 若干个弧形叶 片， 8 两端板， 9 竖向长导槽， 10 竖向短导槽， 11 弹性卡块， 12 弹性支撑座， 13 增速器输入轴， 14 离合器， 15 增速器， 16 增速器输出轴， 17 发电机， 18 伸缩式十字轴， 19 叶轮发电装置。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明作进一步描述。 参照图 7， 本发明的自然水流式水力发电方法， 它是利用江河自然水流的流速和压 力， 在江河自然水流流动的水域内， 平行设置由若干排叶轮发电装置构成的叶轮发电装置 群， 每排叶轮发电装置均由若干台叶轮发电装置 19 构成， 或每排由若干叶轮 4 的每相邻叶 轮的叶轮轴 5 均通过伸缩式十字轴 18 固连， 最末端叶轮的叶轮轴 5 通过伸缩式十字轴 18 与集中发电机组房设置的增速器输入轴 13 固连， 在增速器输入轴 13 上设置离合器 14， 增速 器输出轴 16 与发电机 17 固连 ； 叶轮 4 的叶轮轴 5 与水流流动方向垂直。
参照图 1-6， 本发明适用于自然水流式水力发电方法所用的叶轮发电装置， 它包括 叶轮 4、 增速器 15 和发电机 17， 叶轮 4 通过其轴上设置的离合器 14 与增速器输入轴 13 固 连， 增速器输出轴 16 与发电机 17 固连。所述的叶轮 4 结构是， 包括叶轮轴 5， 在叶轮轴 5 上 固定有两端板 8， 在两端板 8 之间固定的轮毂 6 与叶轮轴 5 固连， 在轮毂 6 上固定有若干个 弧形叶片 7， 若干个弧形叶片 7 的两端固定在两端板 8 上。叶轮轴 5 的两轴端分别装在轴承 盒 2 内。轴承盒 2 装在水平支撑架 1 固连的竖向短导槽 10 和竖向长导槽 9 内， 在竖向长导 槽 9 铰接的弹性卡块 11 与轴承盒 2 的上端卡接。水平支撑架 1 固连在支撑桩 3 上， 支撑桩 3 与江河的床体固定。在竖向长导槽 9 上部铰接有弹性支撑座 12。
本发明的增速器 15 和发电机 17 均为市售产品。支撑桩 3 采用钢筋混凝土制作， 且在钢筋混凝土支撑桩 3 上预制连接板， 在连接板上固定螺栓， 通过螺栓使支撑桩 3 与水平 支撑架 1 固连。
叶轮发电装置在正常运行状态时， 叶轮轴 5 两端的轴承盒 2 置于在水平支撑架 1 固连的竖向短导槽 10 和竖向长导槽 9 内， 且弹性卡块 11 将轴承盒 2 卡固在竖向短导槽 10 和竖向长导槽 9 内。在叶轮发电装置检修或出现超常规水位时， 操动控制使叶轮发电装置 的轴承盒 2 沿竖向长导槽 9 上升， 而置在弹性支撑座 12 上。
叶轮发电装置的叶轮 4 直径依据江河水深及涨水时最高水位等综合因素确定， 叶 轮 4 置于水中高度≤叶轮 4 的半径。
本发明的叶轮发电装置及其在江河中布置的叶轮发电装置群， 不局限本实施方
式， 不经过创造性劳动所作出的任何变换和改动， 均属于本发明的权利保护范围。
按照本发明方法， 制作的数台叶轮发电装置 19 均通过伸缩式十字轴 18 连接成一 排叶轮发电装置， 经在当地某河流中试发电运行两个月， 收效显著， 实现了本发明目的和达 到了所述的效果。本发明适于全江河、 大流域发电， 能够充分利用水力资源， 具有广泛的推 广应用前景。