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1、(10)申请公布号 CN 102287309 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102287309 A *CN102287309A* (21)申请号 201110202375.2 (22)申请日 2011.07.19 F03B 13/00(2006.01) F03B 3/18(2006.01) (71)申请人 腾传文 地址 156100 黑龙江省佳木斯市富锦市新开 社区 43 组 791 号 申请人 滕易霏 滕易坤 (72)发明人 滕传文 滕易霏 滕易坤 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 韩国胜 王莹 (54) 发明名称 流水发电机 (。
2、57) 摘要 本发明公开了一种水力发电机， 特别是涉及 一种流水发电机。 本发明包括固定装置、 两个导流 装置、 水轮和发电机组成， 所述导流装置、 水轮和 发电机整体结合安装在固定装置上 ； 两个导流装 置垂直水流方向并排安放于水面上， 并将水流限 制从两个导流装置中间流水通道流过， 两个导流 装置上均设有水轮安装架 ； 水轮轴向横跨两个导 流装置安装在水轮安装架上， 水轮下部浸入流水 通道流水中， 水轮轴中心有一中心空腔 ； 发电机 安装在水轮中心空腔， 发电机定子与两个导流装 置固定， 发电机转子与水轮联动。 本发明工艺结构 简单， 根据流水动能动能以最低消耗为原则转化 为机械能， 达到。
3、简单、 高效、 平稳安全运行。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 CN 102287321 A1/1 页 2 1. 流水发电机， 其特征在于， 包括固定装置、 两个导流装置、 水轮 (1) 和发电机组成， 所 述导流装置、 水轮 (1) 和发电机整体结合安装在固定装置上 ； 两个导流装置垂直水流方向 并排安放于水面上， 并将水流限制从两个导流装置中间流水通道流过， 两个导流装置上均 设有水轮安装架 (2) ； 水轮 (1) 轴向横跨两个导流装置安装在水轮安装架 (2) 上， 水轮 (1) 下部浸。
4、入流水通道流水中， 水轮轴中心有一中心空腔 ； 发电机安装在水轮中心空腔， 发电机 定子与两个导流装置固定， 发电机转子与水轮 (1) 联动。 2. 如权利要求 1 所述的流水发电机， 其特征在于， 所述水轮两侧有直径相同的两个圆 形侧板 (3)， 圆形侧板 (3) 中间位置有一圆孔， 中轴圆筒 (4) 穿过圆形侧板 (3) 中间的圆孔 将两个圆形侧板(3)连接在一起， 中轴圆筒(4)外径与圆孔直径匹配 ； 中轴圆筒(4)外侧连 接固定有 U 型水斗 (5)， U 型水斗 (5) 的两端延伸固定在两圆形侧板 (3) 的内侧 ； 发电机安 装在中轴圆筒内。 3.如权利要求2所述的流水发电机， 其。
5、特征在于， 所述发电机的外壳作为水轮(1)转动 的转轴， 两端各自固定在导流装置上的水轮安装架上 ； 所述发电机的外壳上套有至少 2 个 轴承(6)， 中轴圆筒(4)由轴承(6)支撑 ； 水轮发电机转子连接有转子齿轮(7)， 发电机外壳 和中轴圆筒 (4) 在转子齿轮 (7) 位置开有偏心缺口 (9)， 水轮侧板圆内有反传动齿轮 (8)， 反传动齿轮 (8) 与转子传动齿轮 (7) 通过偏心缺口 (9) 咬合。 4. 如权利要求 2 所述的流水发电机， 其特征在于， 所述水轮安装架 (2) 上有水轮轴承 ； 中轴圆筒 (4) 长度大于两圆形侧板 (3) 的距离， 中轴圆筒 (4) 作为水轮 (。
6、1) 转动的转轴， 架 设在水轮安装架上， 由水轮轴承支撑转动 ； 发电机的外壳作为发电机的转子， 固定在中轴圆 筒 (4) 内 ； 发电机中心线圈作为发电机的定子， 定子与导流装置固定在一起。 5.如权利要求1所述的流水发电机， 其特征在于， 所述导流装置为浮动水箱(10)， 两只 浮动水箱(10)前端上下与后端上下固定连接为一体， 浮动水箱(10)前端呈斜尖型， 从前端 外侧向内侧向后延伸 ； 每只浮动水箱安装一个水轮安装架 (2)。 6. 如权利要求 5 所述的流水发电机， 其特征在于， 所述固定装置包括拉索 (11) 和支撑 结构 (12)， 拉索 (11) 的一端固定在河岸上游处， 。
7、另一端连接在浮动水箱 (10) 上 ； 所述支撑 结构 (12) 安装在河岸或者河床上， 并与浮动水箱通过铰链连接。 7. 如权利要求 5 所述的流水发电机， 其特征在于， 所述水轮安装架安装在液压升降装 置上。 8.如权利要求5或6所述的流水发电机， 其特征在于， 所述固定装置包括两个固定桩柱 (13)， 固定桩柱 (13) 固定于水下河床， 所述固定桩柱 (13) 上有滑动轨道 (14)， 导流装置安 装在滑动轨道 (14) 上。 9.如权利要求1所述的， 其特征在于， 在水轮发电机上部有可开合式整体防风盖(15)， 开合铰接位置 (16) 设置在水轮发电机后部。 权 利 要 求 书 CN。
8、 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321 A1/4 页 3 流水发电机 技术领域 0001 本发明涉及一种水力发电机， 特别是涉及一种流水发电机。 背景技术 0002 水利发电具有清洁和可再生的特性， 可以作为解决能源制约的长效手段， 因而受 到前所未有的重视。 相对传统的水利发电， 流水发电技术更加先进， 不仅不会给社会造成因 为建水库而带来的移民安置、 影响生态环境、 投资巨大等问题。 流水发电站如果按照全国溪 流分布情况建站， 大约可建 10 余万个 “万千瓦” 级流水发电站。每个电站约投资 250-300 万 元， 3 到 5 个月就能投入生产。而。
9、目前， 全国已经研究开发的流水发电专利技术基本无法实 现产业化和工业化生产 ： 例如 ： 中国专利申请号 ： 200820077968.4浮动水轮发电机 、 中国 实用新型专利 ： 200420020850.2一种流水发电装置 、 中国实用新型专利 ： 95241930.0流 水发电装置 、 中国实用新型专利 ： 200520121400.4漂浮式流水发电装置 、 中国发明专利 申请号 ： 200710106615.2流水发电站 、 中国实用新型专利号 200810077968.4浮动水轮 发电机 、 中国实用新型专利 ： 99219281.1 江河流水发电装置 等技术专利。都存在不同的 问题。
10、而无法进入产业化生产与应用。 0003 主要问题是 ： 1、 没有充分发挥流水势能的优势， 仅从机械运动转化入手， 流水动能 不能有效转化为电能。例如中国发明专利申请号 ： 200810047887.4流水发电系统 、 中国 发明专利申请号 ： 200820077968.4 浮动水轮发电机 、 中国实用新型专利 ： 200520121400.4 漂浮式流水发电装置 等。2、 工艺复杂， 依赖其他客观条件性大， 缺少平稳安全可靠的运 行依据。例如 ： 中国发明专利申请号 ： 200710106615.2流水发电站 、 中国实用新型专利 ： 200420020850.2一种流水发电装置 等 ； 3。
11、、 动能采集量低， 流水势能转化率弱， 机械传输 损耗大， 进入产业化阶段的条件不足。例如 ： 中国发明专利申请号 ： 200820077968.4浮动 水轮发电机 、 中国实用新型专利 ： 90217036.8 浮筒式流水发电装置 、 中国实用新型专利 ： 200620099406.0 等、 中国实用新型专利 ： 99219281.1江河流水发电装置 等。 发明内容 0004 ( 一 ) 要解决的技术问题 0005 本发明要解决的技术问题是 ： 克服现有技术中的问题， 提供一种工艺结构简单， 根 据流水动能特性， 利用流动水面的优势， 最大量从流水势能中采集动能， 将动能以最低消耗 为原则转。
12、化为机械能， 达到简单、 高效、 平稳安全运行的流水发电机。 0006 ( 二 ) 技术方案 0007 为了解决上述技术问题， 本发明提供一种流水发电机。该发电机包括固定装置、 两个导流装置、 水轮和发电机组成， 所述导流装置、 水轮和发电机整体结合安装在固定装置 上 ； 两个导流装置垂直水流方向并排安放于水面上， 并将水流限制从两个导流装置中间流 水通道流过， 两个导流装置上均设有水轮安装架 ； 水轮轴向横跨两个导流装置安装在水轮 安装架上， 水轮下部浸入流水通道流水中， 水轮轴中心有一中心空腔 ； 发电机安装在水轮中 说 明 书 CN 102287309 ACN 102287309 A C。
13、N 102287321 A2/4 页 4 心空腔， 发电机定子与两个导流装置固定， 发电机转子与水轮联动。 0008 其中， 水轮两侧有直径相同的两个圆形侧板， 圆形侧板中间位置有一圆孔， 中轴圆 筒穿过圆形侧板中间的圆孔将两个圆形侧板连接在一起， 中轴圆筒外径与圆孔直径匹配 ； 中轴圆筒外侧连接固定有 U 型水斗， U 型水斗的两端延伸固定在两圆形侧板的内侧 ； 发电机 安装在中轴圆筒内。 0009 其中， 发电机的外壳作为水轮转动的转轴， 两端各自固定在导流装置上的水轮安 装架上 ； 所述发电机的外壳上套有至少个轴承， 中轴圆筒由轴承支撑 ； 水轮发电机转子连 接有转子齿轮， 发电机外壳和。
14、中轴圆筒在转子齿轮位置开有偏心缺口， 水轮侧板圆内有反 传动齿轮， 反传动齿轮与转子传动齿轮通过偏心缺口咬合。 0010 其中， 水轮安装架上有水轮轴承 ； 中轴圆筒长度大于两圆形侧板 3 的距离， 中轴圆 筒作为水轮转动的转轴， 架设在水轮安装架上， 由水轮轴承支撑转动 ； 发电机的外壳作为发 电机的转子， 固定在中轴圆筒内 ； 发电机中心线圈作为发电机的定子， 定子与导流装置固定 在一起。 0011 其中， 导流装置为浮动水箱， 两只浮动水箱前端上下与后端上下固定连接为一体， 浮动水箱前端呈斜尖型， 从前端外侧向内侧向后延伸 ； 每只浮动水箱安装一个水轮安装架。 0012 其中， 固定装置。
15、包括拉索和支撑结构， 拉索的一端固定在河岸上游处， 另一端连接 在浮动水箱上 ； 所述支撑结构安装在河岸或者河床上， 并与浮动水箱通过铰链连接。 0013 其中， 水轮安装架安装在液压升降装置上。 0014 其中， 固定装置包括两个固定桩柱， 固定桩柱固定于水下河床， 所述固定桩柱上有 滑动轨道， 导流装置安装在滑动轨道上。 0015 其中， 水轮发电机上部有可开合式整体防风盖， 开合铰接位置 16 设置在水轮发电 机后部。 0016 ( 三 ) 有益效果 0017 上述技术方案具有如下优点 ： 1、 投资少， 工作效率高。 该发明发电机功率的大小主 要由截水叶轮的长度决定， 在实际应用上可以。
16、随环境、 条件不同增大或者缩小， 其它设备设 施也随着截水叶轮的长度与高度变化而调整。由于本发明突出利用流动水面的优势， 以加 大反斗式水轮的截水面积及增加反斗式水轮的入水深度与水轮的长度为主， 水斗式水轮能 够最大限度承载流水的推力， 不会使水流改变方向， 使其进入反斗式叶轮里面的流水全部 转化为推动力。一体式水轮 ( 水斗式 ) 发电机的设计， 节省了动力传输造成的动力损耗， 发 电机所放置的位置即是切入式水轮的死点， 也节省另设放置发电机的空间投入， 还能够增 加整体水轮的稳定性与惯性力。 2、 适应广泛， 易于普及推广应用 ： 该设计的一体式流水发电 机， 实质是一个独立的流水发电设备。
17、， 规模大小可以随环境条件变化而调整， 只要在水面宽 3.5 米以上， 水深 2 米以上， 水流速在 1-5 米 / 秒， 都可以安装使用， 即适应热带常年流动的 河流， 又适应季节性河流， 季节性河流可以在冬季将流水发电机整体吊装起来， 进行机械检 修和维护。3、 运行平稳损耗小， 维护费用低， 经济效益高。该流水发电方法的设计， 全部发 电设备设施都布置在水面以上， 便于维护、 保养。 实质最大消耗是水轮发电机的磨损和日常 维护费用。 0018 2、 设计结构合理， 设备简单， 运行安全可靠 ； 固定装置、 导流装置、 一体式水轮 ( 水 斗式 ) 发电机之间都围绕保障一体式水轮发电机平稳。
18、安全运行为核心， 每个独立的设备相 说 明 书 CN 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321 A3/4 页 5 互之间的衔接都是常规工艺技术手段， 按照我国水电安装操作标准设计与生产规程制作安 装都可以实现。 附图说明 0019 图 1 是本发明实施例中浮动水箱结构示意图 ； 0020 图 2 是本发明实施例中水轮结构示意图 ； 0021 图 3 是本发明实施例一中水轮与发电机转子传动示意图 ； 0022 图 4 是本发明实施例一中水轮与发电机转子传动截面图 ； 0023 图 5 是本发明实施例中防风盖示意图 ； 0024 图 6 是本发明实施例一中固定装。
19、置示意图 ； 0025 图 7 是本发明实施例二中固定装置示意图。 0026 其中， 1 ： 水轮 ； 2 ： 水轮安装架 ； 3 ： 圆形侧板 ； 4 ： 中轴圆筒 ； 5 ： U 型水斗 ； 6 ： 轴承 ； 7 ： 转子齿轮 ； 8 ： 反传动齿轮 ； 9 ： 偏心缺口 ； 10 ： 浮动水箱 ； 11 ： 拉索 ； 12 ： 支撑结构 ； 13 ： 固定桩 柱 ； 14 ： 滑动轨道 ； 15 ： 防风盖 ； 16 ： 开合铰接位置。 具体实施方式 0027 下面结合附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 002。
20、8 优选在流动的江、 河、 湖、 海面， 选择一处水深度高， 水下地质坚硬的位置不影响船 舶航运的水面， 放置本发明所述的流水发电机。可同时放置数台， 即可以联排放置， 也可以 并列放置， 组成集中流水发电站， 在宽阔的水面设立流水发电机， 最好设计成统一标准， 统 一规模， 这样， 便于维护， 便于管理。 0029 实施例一 ： 用船用钢板焊接浮动水箱 10， 浮动水箱 10 前端内侧向后制成斜尖角 度， 从外侧向内侧延伸至箱体五分之一处。浮动水箱 10 内为钢筋骨架结构， 用钢板 17 将两 只浮动水箱 10 前后连接为一体， 浮动水箱 10 中心焊接可升降式水轮安装架紧固水轮发电 机装置。
21、， 用来固定水轮转轴， 水轮安装架的升降采用液压升降机实现。 0030 在与水轮 1 直径相同的两个圆型承重侧板 3 中间挖开一个直径 65-75 厘米的圆 孔， 用于放置发电机。将与承重侧板中心圆孔直径相同的钢板中轴圆筒 4 穿过两只圆形侧 板3的中心圆孔， 并与承重侧板焊接为一体， 形成轮轴式形状， 8个U型水斗5按照比例分布 在轮轴中间， U 型水斗 5 两端与圆型侧板焊接牢固， U 型水斗 5 底部固定在钢板中轴圆筒 4 外部， 形成一个独立的水斗空间。 0031 本实施例中发电机的外壳作为水轮 1 转动的转轴， 两端各自固定在导流装置上的 水轮安装架上 ； 所述发电机的外壳上套有至少。
22、 2 个轴承 6， 中轴圆筒 4 由轴承 6 支撑 ； 水轮 发电机转子连接有转子齿轮 7， 发电机外壳和中轴圆筒 4 在转子齿轮 7 位置开有偏心缺口 9， 水轮侧板圆内有反传动齿轮 8， 反传动齿轮 8 与转子传动齿轮 7 通过偏心缺口 9 咬合。水 轮转动将带动发电机转子转动。该设备可在以在工厂生产。 0032 本实施例水轮发电机上部设置可开合式整体防风盖 15， 即能够抗击风浪的袭击， 也防止逆向风吹水轮增加阻力， 开合铰接位置 16 设置在水轮发电机后部， 开合前后的位置 如图 4 所示。 说 明 书 CN 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321。
23、 A4/4 页 6 0033 完成上述设备的制作安装后， 在河道狭窄处， 靠近岸边利于放置该装置的位置建 造固定装置， 如图 5 所示。固定装置包括两个固定桩柱 14， 固定桩柱 14 的高度根据河流的 水资源情况， 历史最高和最低水位、 流量、 水位来确定桩柱的总高度和上端滑动轨道 14 高 度。 0034 将浮动水箱 10 安装在滑动轨道 14 上， 将水轮 1 和发电机整体吊装在浮动水箱 10 上， 将水轮 1 的转轴安装到浮动水箱 10 的水轮安装架 2 上。 0035 调节液压升降机以及浮动水箱 10 在滑动轨道 14 上的高度， 以改变水轮 1 入水的 深度， 水流不断通过两只浮动。
24、水箱 10 中间形成的水流通道， 通道由宽渐窄压迫约束水流向 前行， 水流进入切击式水斗切入水面截流， 进入水斗的水流在后面流水的压力下不断的冲 击水斗， 带动水轮1不断转动， 水轮1的旋转将转动的能量传递给发电机转子带动发电机发 电。 0036 实施例二 ： 0037 在上述实施例一的基础上， 本实施例中水轮安装架 2 上有水轮轴承 ； 钢板中轴圆 筒 4 长度大于两圆形侧板 3 的距离， 钢板中轴圆筒 4 作为水轮 1 转动的转轴， 架设在水轮安 装架上， 由水轮轴承支撑转动 ； 发电机的外壳作为发电机的转子， 固定在中轴圆筒 4 内 ； 发 电机中心线圈作为发电机的定子， 定子与浮动水箱。
25、 10 固定在一起。 0038 发电机中心线圈与导流装置固定在一起， 水轮 1 转动将带动发电机的外壳形成与 发电机中心线圈相对转动， 进行发电。 0039 进一步， 在上述实施例一的基础上浮动水箱前端设置牵引锚栓链， 在浮动水箱靠 近岸边的一侧的前部、 中部和后部各设置一个支撑点。 0040 钢索的一端固定在河岸上游处， 另一端连接在浮动水箱的牵引锚栓链上 ； 河岸用 木杆或者钢管制作的支撑架与浮动水箱的支撑点通过铰链固定。 0041 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干改进和替换， 这些改进和。
26、替换 也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321 A1/4 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321 A2/4 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321 A3/4 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 102287309 ACN 102287309 A CN 102287321 A4/4 页 10 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102287309 ACN 102287309 A 。