專(zhuān)利名稱(chēng)：徑流水輪發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是發(fā)電機(jī)組，具體的是不用修筑堤壩，僅利用江、河徑流和大中型水
電站排入渠道中的尾水而進(jìn)行徑流發(fā)電的機(jī)組。
背景技術(shù)：
目前世界上發(fā)電形式無(wú)非有水力、火力、風(fēng)力、太陽(yáng)能、生物能源等幾種，這些發(fā)電
形式共同存在的一個(gè)突出的問(wèn)題就是電站初建時(shí)投資費(fèi)用較大，其中基礎(chǔ)設(shè)施和發(fā)電機(jī)組 占用相當(dāng)比例的經(jīng)費(fèi)。 另外，除水力、火力之外，其它發(fā)電形式的一次能源的動(dòng)力不能保持恒定，最終反
應(yīng)到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)也無(wú)法恒定，這是發(fā)電系統(tǒng)的大忌，發(fā)生這個(gè)問(wèn)題是不能與電網(wǎng)并機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)。雖然水力發(fā)電因有壩高的限定，可保證發(fā)電機(jī)正常安全運(yùn)行，然而水力發(fā)電的龐大設(shè)施 與占地又不是局部地區(qū)可以實(shí)施的。 針對(duì)上述所提到的問(wèn)題，目前電力行業(yè)中還沒(méi)有一種實(shí)施方法簡(jiǎn)單、投資小、僅利 用江河的徑向水流就可因地制宜進(jìn)行發(fā)電的一種發(fā)電方式，自然也就沒(méi)有相應(yīng)的徑流水輪 發(fā)電機(jī)組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前各種發(fā)電的方式方法中存著設(shè)施構(gòu)建龐大，投資費(fèi)用昂 貴，施工期長(zhǎng)，平日維護(hù)量大，運(yùn)營(yíng)成本高的問(wèn)題，而提供一種投資費(fèi)用小，見(jiàn)效快，頗為實(shí) 用，僅利用江河徑流就可發(fā)電的徑流水輪發(fā)電機(jī)組。
采用的技術(shù)方案是 徑流水輪發(fā)電機(jī)組，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)、水輪升降機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；所述傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)包括水輪、主軸、離合器、行星齒輪增速器和發(fā)電機(jī)；所述水輪套設(shè)在主軸上，并與主 軸固定連接，主軸上設(shè)置有軸承座，主軸的一端裝設(shè)有水輪升降機(jī)構(gòu)，主軸與水輪升降機(jī)構(gòu) 的大齒輪同心固定連接，水輪升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸經(jīng)聯(lián)軸器與離合器輸入軸固定連接，離合 器輸出軸與行星齒輪增速器的輸入軸固定連接，行星齒輪增速器的輸出軸與液壓無(wú)級(jí)調(diào)速 器的輸入軸相連接，液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器的輸出軸與發(fā)電機(jī)軸相連接； 所述調(diào)速機(jī)構(gòu)由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個(gè)單元所組成，所述粗調(diào)單元包括左、右兩個(gè)擾流 板、擺動(dòng)軸和擾流板支架上的軸套；所述擾流板設(shè)置為左、右相互對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)，左、右擾流 板分別貼靠在水輪左、右兩側(cè)的混凝土基座的邊旁，左、右擾流板的后面部位分別與左、右 兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的擺動(dòng)軸的前端固定連接，左、右擺動(dòng)軸分別插入左、右擾流板支架上的軸套 內(nèi)，左、右擾流板分別與左、右擾流板支架上的軸套通過(guò)擺動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；左擾流板的根部 與雙活塞液壓油缸的左活塞連桿的頂端固定連接，右活塞連桿的頂端與右擾流板的根部固 定連接。兩個(gè)活塞連桿的伸張或收縮，使左、右擾流板分別以擺動(dòng)軸為定點(diǎn)同時(shí)相向或相 背轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)擾流板的角度控制進(jìn)入水輪機(jī)的水流量，當(dāng)擾流板與水流方向平行時(shí)，水 流量為正常，當(dāng)其向外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)30。角時(shí)水流量最大。當(dāng)水流量最大時(shí)沖擊水輪的動(dòng)能也最大，水輪自然轉(zhuǎn)動(dòng)的就快，以至傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)最大，反之，擾流板向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)30。角時(shí)水流量 最小，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)自然也最小。從而控制擾流板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度便能控制水流量，進(jìn)而達(dá)到控制 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)的粗調(diào)目的。 上述調(diào)速機(jī)構(gòu)的細(xì)調(diào)單元包括液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器，所述液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器為市場(chǎng)定型 產(chǎn)品，液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器裝設(shè)在行星齒輪增速器和發(fā)電機(jī)之間，當(dāng)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)數(shù)通過(guò)擾流板 轉(zhuǎn)動(dòng)角度粗調(diào)后尚有正偏差時(shí)，CPU輸出控制信號(hào)送至液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器，使液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器
的輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)減慢，直至輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)與發(fā)電機(jī)要求的轉(zhuǎn)數(shù)相等，反之，當(dāng)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)數(shù)粗調(diào) 后尚有負(fù)偏差時(shí)，通過(guò)液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器控制其輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)增快，直至輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)與發(fā)電機(jī) 要求的轉(zhuǎn)數(shù)相等。 所述水輪升降機(jī)構(gòu)包括大、小齒輪、中間介齒輪、滑道、活動(dòng)梁、活動(dòng)橫梁和傳動(dòng) 軸；所述的活動(dòng)梁設(shè)有左、右兩個(gè)，左、右兩個(gè)活動(dòng)梁分別裝設(shè)在水輪左、右兩側(cè)機(jī)架的中 部，機(jī)架設(shè)置在混凝土基座上，每個(gè)活動(dòng)梁的兩端分別設(shè)置有能升降的滑道，滑道設(shè)置在機(jī) 架上，與機(jī)架固定連接，左、右兩個(gè)活動(dòng)梁兩端的底面分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有左一活動(dòng)橫梁、左二 活動(dòng)橫梁、右一活動(dòng)橫梁和右二活動(dòng)橫梁，四個(gè)活動(dòng)橫梁的兩端分別設(shè)有滑塊，滑塊分別位 于滑道內(nèi)，與滑道滑動(dòng)連接，四個(gè)活動(dòng)橫梁的下面分別對(duì)應(yīng)設(shè)有左一液壓油缸、左二液壓油 缸、右一液壓油缸和右二液壓油缸，并與對(duì)應(yīng)的液壓油缸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，活塞連桿頂端頂舉連 接；上述主軸上設(shè)有的兩個(gè)軸承座分別固定裝設(shè)在左、右兩個(gè)活動(dòng)梁上；上述四個(gè)液壓油 缸的液壓油的進(jìn)油口和回油口均與液壓機(jī)的高壓油輸出口相連接，通過(guò)控制液壓油缸的進(jìn) 油和回油使活塞連桿頂起或沉下活動(dòng)橫梁，進(jìn)而帶動(dòng)左、右活動(dòng)梁實(shí)現(xiàn)水輪的提升和下降， 即調(diào)節(jié)水輪葉片的入水深度。 主軸一端的端頭部位設(shè)置有大齒輪，大齒輪與中間介齒輪相嚙合，中間介齒輪裝 設(shè)在中間介軸上，大齒輪的兩側(cè)分別設(shè)有左、右兩個(gè)連動(dòng)桿，連動(dòng)桿的兩端分別與主軸和中 間介軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；中間介軸的兩端部位分別設(shè)有左、右兩個(gè)擺動(dòng)桿，兩個(gè)擺動(dòng)桿的兩端分別 與中間介軸和傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，傳動(dòng)軸的一端裝設(shè)有小齒輪，小齒輪與中間介齒輪相嚙合， 傳動(dòng)軸通過(guò)軸承固定在機(jī)架上；連動(dòng)桿和擺動(dòng)桿隨著水輪的升降而擺動(dòng)，因?yàn)檫B動(dòng)桿和擺 動(dòng)桿的聯(lián)結(jié)使大齒輪與中間介齒輪、中間介齒輪與小齒輪始終保持相互嚙合的狀態(tài)。從而 使水輪在水的徑流作用下獲得的動(dòng)能通過(guò)大齒輪、中間介齒輪和小齒輪的嚙合傳遞給傳動(dòng) 軸，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)最終使發(fā)電機(jī)發(fā)電。 所述控制機(jī)構(gòu)包括測(cè)速傳感器、水位計(jì)和控制柜；所述測(cè)速傳感器和水位計(jì)均為 市售的定型產(chǎn)品，測(cè)速傳感器裝設(shè)在傳動(dòng)軸的末端，測(cè)速傳感器的輸出端腳通過(guò)導(dǎo)線與控 制柜的對(duì)應(yīng)端相連接；水位計(jì)固定裝設(shè)在左活動(dòng)梁上，水位計(jì)的輸出端腳通過(guò)導(dǎo)線與控制 柜的對(duì)應(yīng)端相連接；上述控制柜內(nèi)裝設(shè)有單端輸入雙端輸出的線形運(yùn)放一號(hào)芯片Ul和單 端輸入單端輸出的線形運(yùn)放二號(hào)芯片U2、 CPU芯片U3、 I/O輸入輸出芯片U4和功放級(jí)模塊 U5 ;測(cè)速傳感器的輸出端腳經(jīng)控制柜相關(guān)輸入端腳與一號(hào)芯片Ul的輸入端相連接；線型運(yùn) 放一號(hào)芯片Ul的雙端輸出端口與CPU芯片U3的相對(duì)應(yīng)兩組端腳相連接，經(jīng)CPU芯片U3的 運(yùn)算處理后從兩組相對(duì)應(yīng)端腳連接到I/O輸入輸出芯片U4相對(duì)應(yīng)的兩組端腳，從I/O輸入 輸出芯片U4相應(yīng)的輸出端腳經(jīng)功放級(jí)模塊U5的兩組輸出分別與雙活塞液壓油缸和液壓無(wú) 級(jí)調(diào)速器的控制端相連接；水位計(jì)的輸出端腳經(jīng)控制柜相關(guān)輸入端腳與二號(hào)芯片U2的輸 入端相連接，線型運(yùn)放二號(hào)芯片U2的輸出端口與CPU芯片U3的對(duì)應(yīng)端腳相連接，經(jīng)CPU芯片U3的運(yùn)算處理后從對(duì)應(yīng)端腳連接到I/O輸入輸出芯片U4相應(yīng)的端腳，從I/O輸入輸出 芯片U4相應(yīng)的輸出端腳經(jīng)功放級(jí)模塊U5與液壓機(jī)通向四個(gè)液壓油缸的高壓油輸出控制回 路相連接。 上述行星齒輪增速器與發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)軸上設(shè)有測(cè)速傳感器。 上述擾流板的長(zhǎng)度在1米-3米之間，高度在0. 75米-1. 5米之間。 上述左、右擾流板支架上的軸套分別固定裝設(shè)在機(jī)架上，機(jī)架設(shè)置在混凝土基座上。 本發(fā)明的工作原理 根據(jù)水在徑流過(guò)程中的流速、流量產(chǎn)生的動(dòng)能推動(dòng)水輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪將水流的動(dòng)能 轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，因經(jīng)擺動(dòng)桿及連動(dòng)桿的連接，使大齒輪、中間介齒輪、小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶 動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)離合器、行星齒輪增速器和液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。通過(guò) 行星齒輪增速器將水輪的低轉(zhuǎn)速增加到發(fā)電機(jī)應(yīng)需的額定轉(zhuǎn)速750r/min左右。通過(guò)擾流 板張開(kāi)的角度控制水流量，也就是控制施加到水輪的動(dòng)能的大小，將轉(zhuǎn)速控制在發(fā)電機(jī)允 許的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，這是轉(zhuǎn)數(shù)的粗調(diào)，轉(zhuǎn)數(shù)的細(xì)調(diào)是由液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器實(shí)施的，粗、細(xì)調(diào)的過(guò) 程是這樣的 測(cè)速傳感器將測(cè)得的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)輸入到控制柜中的線型運(yùn)放芯片Ul的輸入 端，其雙端的輸出信號(hào)輸入到CPU芯片U3的相應(yīng)端腳，經(jīng)CPU芯片U3的運(yùn)算處理，若轉(zhuǎn)數(shù)低 時(shí)CPU芯片U3輸出的信號(hào)經(jīng)I/O輸入輸出芯片U4和功放模塊U5輸送到雙活塞液壓油缸使 左、右擾流板相對(duì)張開(kāi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使水流量增加，水輪受到的沖擊力自然就會(huì)跟著加大，轉(zhuǎn) 數(shù)就會(huì)提升。若轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)CPU芯片U3輸出相反信號(hào)，使左、右步進(jìn)電機(jī)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左、右 擾流板相對(duì)閉合轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使水流量減少，水輪受到的沖擊力自然就小，轉(zhuǎn)數(shù)就會(huì)降下來(lái)。
CPU芯片U3的另一組輸出信號(hào)經(jīng)I/0輸入輸出芯片和功放級(jí)加到液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器 的控制端，使其依據(jù)送來(lái)的信號(hào)大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)。 水位計(jì)將測(cè)得的水位信號(hào)輸入到控制柜中的線型運(yùn)放二號(hào)芯片U2的輸入端，其
輸出信號(hào)輸入到CPU芯片U3，經(jīng)CPU芯片U3的運(yùn)算處理，若水位低時(shí)CPU芯片U3輸出的信
號(hào)會(huì)使液壓機(jī)開(kāi)啟輸出高壓油，從左一、左二、右一和右二液壓油缸的上進(jìn)油口進(jìn)油，從而
使四個(gè)液壓油缸分別動(dòng)作，而降低左、右兩個(gè)活動(dòng)梁，進(jìn)而帶動(dòng)水輪向水中下沉，從而使水
流量增加，水輪受到的沖擊力自然就會(huì)跟著加大；若水位高時(shí)整個(gè)過(guò)程正好相反。 徑流水輪發(fā)電機(jī)組是針對(duì)國(guó)內(nèi)低水頭自然流水的河流而設(shè)計(jì)發(fā)明的一種發(fā)電裝
置。適用于自然河流及水電站出水渠末端安裝發(fā)電，其主要特征是通過(guò)擾流板和液壓無(wú)級(jí)
調(diào)速器控制傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)，采用液壓機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)可保障整個(gè)發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期安全正常運(yùn)行，
既可手動(dòng)調(diào)節(jié)，又可實(shí)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。可以通過(guò)大齒輪、中間介齒輪、小齒輪及其之間連
接的連動(dòng)桿和擺動(dòng)桿組成的拉鏈?zhǔn)剿喩禉C(jī)構(gòu)，可調(diào)將水輪提出水面，水輪直徑和機(jī)組
長(zhǎng)度可根據(jù)河水深度及高度確定。發(fā)電功率在70kw-1000kw。水輪采用弧線型工作面，增加
水的重力，減少出水阻力。 整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用。 本發(fā)明的特點(diǎn) 1、經(jīng)濟(jì)效益巨大目前國(guó)內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，需要修筑水庫(kù)及擋水壩，建設(shè)周期 長(zhǎng)，投資大，國(guó)內(nèi)水電站發(fā)電投資平均每千瓦在l萬(wàn)元左右。以建設(shè)ioo千瓦水輪發(fā)電機(jī)為例，需要投資100萬(wàn)元左右，而潛水徑流發(fā)電機(jī)組只需要25萬(wàn)元左右，只是水電站投資額的 1/4，而且建設(shè)時(shí)間大大縮短。 2、生態(tài)效益巨大正常的水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電必須修建水庫(kù)或堤壩，水庫(kù)及堤壩的 修建必然帶來(lái)河道下游斷流，從而影響和破壞其下游的自然生態(tài)，生態(tài)環(huán)境一旦破壞和失 衡，有些是無(wú)法恢復(fù)的。潛水徑流水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是一不破壞環(huán)境，二是不破壞生 態(tài)，它是對(duì)白白浪費(fèi)的水力資源動(dòng)力的有效利用。 3、社會(huì)效益巨大第一是有利于社會(huì)穩(wěn)定，這種設(shè)備不用移民，不用動(dòng)遷人口 ；第 二是增加社會(huì)發(fā)電量，有利于國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展；第三是有利于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，增加地方 稅收，增加當(dāng)?shù)厝藛T就業(yè)，提高當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钏健?4、擾流板通過(guò)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)控制水量和流速，是本設(shè)備的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 5、本發(fā)明采用調(diào)速機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到發(fā)電機(jī)的要求，提高穩(wěn)定性。目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有
此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在徑流水輪發(fā)電機(jī)組中。 本發(fā)明與現(xiàn)有類(lèi)似的發(fā)電機(jī)組相比優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)施簡(jiǎn)單，施工容易，免除一般電站 施工大動(dòng)干戈的浩大工程，投資少，成本低，日常便于維護(hù)，便于管理，投入人力較少，本發(fā) 明設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、富有創(chuàng)意，結(jié)構(gòu)緊湊、嚴(yán)密，性能穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)便、具有較好的發(fā)展前 景。適用與農(nóng)村，山區(qū)及水鄉(xiāng)地區(qū)發(fā)電使用。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)連接示意圖。 圖2是本發(fā)明的調(diào)速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2的俯視示意圖。 圖4是本發(fā)明控制機(jī)構(gòu)連接示意圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例 徑流水輪發(fā)電機(jī)組，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)、水輪升降機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；所述傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)包括水輪16、主軸12、離合器23、行星齒輪增速器24和發(fā)電機(jī)26 ;
水輪16套設(shè)在主軸12上，并與主軸12固定連接，主軸12上設(shè)置有軸承座3，主軸 12的一端裝設(shè)有水輪升降機(jī)構(gòu)，主軸12與水輪升降機(jī)構(gòu)的大齒輪11同心固定連接，水輪 升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸21經(jīng)聯(lián)軸器22與離合器23的輸入軸固定連接，離合器23的輸出軸與 行星齒輪增速器24的輸入軸固定連接，行星齒輪增速器24的輸出軸與液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44 的輸入軸相連接，液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44的輸出軸與發(fā)電機(jī)26的軸相連接，在行星齒輪增速器 24與液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44之間的傳動(dòng)軸21上設(shè)有測(cè)速傳感器25 ; 調(diào)速機(jī)構(gòu)由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個(gè)單元所組成，所述粗調(diào)單元，包括左、右兩個(gè)擾流板8 和7、擺動(dòng)軸6和擾流板支架上的軸套5 ;所述左、右擾流板8和7設(shè)置為左、右相互對(duì)稱(chēng)的 兩個(gè)，擾流板的長(zhǎng)度在1米_3米之間，高度在0. 75米-1. 5米之間，左、右擾流板8和7分別 貼靠在水輪16左、右兩側(cè)的混凝土基座27的邊旁，左、右擾流板8和7的后面部位分別與 左、右兩個(gè)相同擺動(dòng)軸6的前端固定連接，左、右擺動(dòng)軸6分別插入左、右擾流板支架上的軸 套5內(nèi)，左、右擾流板支架上的軸套5分別固定裝設(shè)在機(jī)架32上，機(jī)架32設(shè)置在混凝土基
7座27上，左、右擾流板8和7分別與左、右擾流板支架上的軸套5通過(guò)擺動(dòng)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 右擾流板7的根部與雙活塞液壓油缸28的右活塞連桿29的頂端固定連接，左活塞連桿30 的頂端與左擾流板8的根部固定連接。兩個(gè)活塞連桿29和30的伸張或收縮，使左、右擾流 板8和7分別以擺動(dòng)軸6為定點(diǎn)同時(shí)相向或相背轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)左右兩個(gè)擾流板8和7的 角度控制進(jìn)入水輪16的水流量，當(dāng)擾流板8和7與水流方向平行時(shí)，水流量為正常，當(dāng)其向 外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)30°角水流量最大，當(dāng)其向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)30。角水流量最小。 上述調(diào)速機(jī)構(gòu)的細(xì)調(diào)單元包括液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44，所述液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44為市 場(chǎng)定型產(chǎn)品，液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44裝設(shè)在行星齒輪增速器24和發(fā)電機(jī)26之間；
所述水輪16升降機(jī)構(gòu)包括大、小齒輪11和18、中間介齒輪14、滑道31、活動(dòng)梁10 和2、活動(dòng)橫梁40、39、41和42及傳動(dòng)軸21 ;所述的活動(dòng)梁10和2設(shè)有左、右兩個(gè)，左、右兩 個(gè)活動(dòng)梁10和2分別裝設(shè)在水輪16左、右兩側(cè)的機(jī)架32的中部，機(jī)架32設(shè)置在混凝土基 座27上，左、右活動(dòng)梁10和2的兩端分別設(shè)置有能升降的滑道31，滑道31設(shè)置在機(jī)架32 上，與機(jī)架32固定連接，左、右兩個(gè)活動(dòng)梁10和2兩端的底面分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有左一活動(dòng)橫 梁40、左二活動(dòng)橫梁39、右一活動(dòng)橫梁41和右二活動(dòng)橫梁42，并與其轉(zhuǎn)動(dòng)連接，四個(gè)活動(dòng)橫 梁40、39、41和42的兩端分別設(shè)有滑塊43，滑塊43分別位于滑道31內(nèi)與滑道31滑動(dòng)連 接，四個(gè)活動(dòng)橫梁40、39、41和42的下面分別對(duì)應(yīng)設(shè)有左一液壓油缸17、左二液壓油缸9、 右一液壓油缸1和右二液壓油缸4，并與相對(duì)應(yīng)的液壓油缸的活塞連桿頂端頂舉連接；上述 主軸12上設(shè)有的兩個(gè)軸承座3分別固定裝設(shè)在左、右兩個(gè)活動(dòng)梁10和2上；上述四個(gè)液壓 油缸17、9、 1和4的液壓油的進(jìn)油口和回油口均與液壓機(jī)的高壓油輸出口相連接，通過(guò)控制 液壓油缸的進(jìn)油和回油實(shí)現(xiàn)水輪16的提升和下降，即調(diào)節(jié)水輪16葉片的入水深度。
主軸12 —端的端頭部位設(shè)置有大齒輪ll，大齒輪11與中間介齒輪14相嚙合，中 間介齒輪14裝設(shè)在中間介軸15上，大齒輪11的兩側(cè)分別設(shè)有左、右兩個(gè)連動(dòng)桿13，連動(dòng) 桿13的兩端分別與主軸12和中間介軸15轉(zhuǎn)動(dòng)連接；中間介軸15的兩端部位分別設(shè)有左、 右兩個(gè)擺動(dòng)桿19，兩個(gè)擺動(dòng)桿19的兩端分別與中間介軸15和傳動(dòng)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)連接，傳動(dòng)軸 21的一端裝設(shè)有小齒輪18，小齒輪18與中間介齒輪14相嚙合，傳動(dòng)軸21通過(guò)軸承20固 定在機(jī)架32上；連動(dòng)桿13和擺動(dòng)桿19隨著水輪16的升降而擺動(dòng)，因?yàn)檫B動(dòng)桿13和擺動(dòng) 桿19的聯(lián)接使大齒輪11與中間介齒輪14、中間介齒輪14與小齒輪18始終保持相互嚙合 的狀態(tài)。從而使水輪16在水的徑流作用下獲得的動(dòng)能通過(guò)大齒輪11、中間介齒輪14和小 齒輪18的嚙合傳遞給傳動(dòng)軸21，傳動(dòng)軸21的轉(zhuǎn)動(dòng)最終使發(fā)電機(jī)26發(fā)電。
所述控制機(jī)構(gòu)包括測(cè)速傳感器25、水位計(jì)33和控制柜38 ;所述測(cè)速傳感器25和 水位計(jì)33均為市售的定型產(chǎn)品，測(cè)速傳感器25裝設(shè)在傳動(dòng)軸21的末端，測(cè)速傳感器25的 輸出端腳通過(guò)導(dǎo)線與控制柜38的對(duì)應(yīng)端34和35相連接；水位計(jì)33固定裝設(shè)在左活動(dòng)梁 10上，水位計(jì)33的輸出端腳通過(guò)導(dǎo)線與控制柜38的對(duì)應(yīng)端36和37相連接；上述控制柜 38內(nèi)裝設(shè)有單端輸入雙端輸出的線形運(yùn)放一號(hào)芯片Ul和單端輸入單端輸出的線形運(yùn)放二 號(hào)芯片U2、CPU芯片U3、I/C)輸入輸出芯片U4和功放級(jí)模塊U5 ;測(cè)速傳感器25的輸出端腳 經(jīng)控制柜38的對(duì)應(yīng)端34、35與一號(hào)芯片Ul的輸入端相連接；線型運(yùn)放一號(hào)芯片Ul的雙端 輸出端口與CPU芯片U3的相對(duì)應(yīng)兩組端腳相連接，經(jīng)CPU芯片U3的運(yùn)算處理后從兩組相 對(duì)應(yīng)端腳連接到I/O輸入輸出芯片U4相對(duì)應(yīng)的兩組端腳，從I/O輸入輸出芯片U4相應(yīng)的 輸出端腳經(jīng)功放級(jí)模塊U5的兩組輸出端45、46和47、48分別與雙活塞液壓油缸28和液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器44的控制端相連接；水位計(jì)33的輸出端腳經(jīng)控制柜38的對(duì)應(yīng)端36、37對(duì)應(yīng)與 二號(hào)芯片U2的輸入端相連接，線型運(yùn)放二號(hào)芯片U2的輸出端口與CPU芯片U3的對(duì)應(yīng)端腳 相連接，經(jīng)CPU芯片U3的運(yùn)算處理后從對(duì)應(yīng)端腳連接到I/O輸入輸出芯片U4相應(yīng)的端腳， 從I/O輸入輸出芯片U4相應(yīng)的輸出端腳經(jīng)功放級(jí)模塊U5輸出端49、50與液壓機(jī)通向四個(gè) 液壓油缸17、9、1和4的高壓油輸出控制回路相連接。
權(quán)利要求
徑流水輪發(fā)電機(jī)組，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)、水輪升降機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括水輪(16)、主軸(12)、離合器(23)、行星齒輪增速器(24)和發(fā)電機(jī)(26)；其特征在于所述水輪(16)套設(shè)在主軸(12)上，并與主軸(12)固定連接，主軸(12)上設(shè)置有軸承座(3)，主軸(12)的一端裝設(shè)有水輪升降機(jī)構(gòu)，主軸(12)與水輪升降機(jī)構(gòu)的大齒輪(11)同心固定連接，水輪升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸(21)經(jīng)聯(lián)軸器(22)與離合器(23)的輸入軸固定連接，離合器(23)的輸出軸與行星齒輪增速器(24)的輸入軸固定連接，行星齒輪增速器(24)的輸出軸與液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器(44)的輸入軸相連接，液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器(44)的輸出軸與發(fā)電機(jī)(26)軸相連接；所述調(diào)速機(jī)構(gòu)由粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩個(gè)單元所組成，所述粗調(diào)單元包括左、右兩個(gè)擾流板(8)和(7)、擺動(dòng)軸(6)和擾流板支架上的軸套(5)；所述左、右擾流板(8)和(7)設(shè)置為左、右相互對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)，左、右擾流板(8)和(7)分別貼靠在水輪(16)左、右兩側(cè)的混凝土基座(27)的邊旁，左、右擾流板(8)和(7)的后面部位分別與左、右兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的擺動(dòng)軸(6)的前端固定連接，左、右擺動(dòng)軸(6)分別插入左、右擾流板支架上的軸套(5)內(nèi)，左、右擾流板(8)和(7)分別與左、右擾流板支架上的軸套(5)通過(guò)擺動(dòng)軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；右擾流板(7)的根部與雙活塞液壓油缸(28)的右活塞連桿(29)的頂端固定連接，左活塞連桿(30)的頂端與左擾流板(8)的根部固定連接；上述調(diào)速機(jī)構(gòu)的細(xì)調(diào)單元包括液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器(44)，所述液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器(44)裝設(shè)在行星齒輪增速器(24)和發(fā)電機(jī)(26)之間，液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器(44)的控制端通過(guò)導(dǎo)線與控制柜的對(duì)應(yīng)輸出端相連接；所述水輪升降機(jī)構(gòu)包括大、小齒輪(11)和(18)、中間介齒輪(14)、滑道(31)、左、右活動(dòng)梁(10)和(2)、左一、左二、右一和右二活動(dòng)橫梁(39)、(40)、(41)和(42)及傳動(dòng)軸(21)；所述的活動(dòng)梁(10)和(2)設(shè)有左、右兩個(gè)，左、右兩個(gè)活動(dòng)梁(10)和(2)分別裝設(shè)在水輪(16)左、右兩側(cè)的機(jī)架(32)的中部，機(jī)架(32)設(shè)置在混凝土基座(27)上，左、右活動(dòng)梁(10)和(2)的兩端分別設(shè)置有能升降的滑道(31)，滑道(31)設(shè)置在機(jī)架(32)上，與機(jī)架(32)固定連接，左、右兩個(gè)活動(dòng)梁(10)和(2)兩端的底面分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有左一活動(dòng)橫梁(40)、左二活動(dòng)橫梁(39)、右一活動(dòng)橫梁(41)和右二活動(dòng)橫梁(42)并轉(zhuǎn)動(dòng)連接，四個(gè)活動(dòng)橫梁(40)、(39)、(41)和(42)的兩端分別設(shè)有滑塊(43)，滑塊(43)分別位于滑道(31)內(nèi)，與滑道(31)滑動(dòng)連接，四個(gè)活動(dòng)橫梁(40)、(39)、(41)和(42)的下面分別對(duì)應(yīng)設(shè)有左一液壓油缸(17)、左二液壓油缸(9)、右一液壓油缸(1)和右二液壓油缸(4)，并與相對(duì)應(yīng)的液壓油缸活塞連桿頂端頂舉連接；上述主軸(12)上設(shè)有的兩個(gè)軸承座(3)分別固定裝設(shè)在左、右活動(dòng)梁(10)和(2)上；主軸(12)一端的端頭部位設(shè)置有大齒輪(11)，大齒輪(11)與中間介齒輪(14)相嚙合，中間介齒輪(14)裝設(shè)在中間介軸(15)上，大齒輪(11)的兩側(cè)分別設(shè)有左、右兩個(gè)連動(dòng)桿(13)，連動(dòng)桿(13)的兩端分別與主軸(12)和中間介軸(15)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；中間介軸(15)的兩端部位分別設(shè)有左、右兩個(gè)擺動(dòng)桿(19)，兩個(gè)擺動(dòng)桿(19)的兩端分別與中間介軸(15)和傳動(dòng)軸(21)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，傳動(dòng)軸(21)的一端裝設(shè)有小齒輪(18)，小齒輪(18)與中間介齒輪(14)相嚙合，傳動(dòng)軸(21)通過(guò)軸承(20)固定在機(jī)架(32)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑流水輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于上述行星齒輪增速器(24)與發(fā)電機(jī)(26)之間的傳動(dòng)軸(21)上設(shè)有測(cè)速傳感器(25)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑流水輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于上述擾流板(8)和(7)的 長(zhǎng)度在l米-3米之間，高度在0. 75米-1.5米之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的徑流水輪發(fā)電機(jī)組，其特征在于上述左、右擾流板支架上的 軸套(5)分別固定裝設(shè)在機(jī)架(32)上，機(jī)架(32)設(shè)置在混凝土基座(27)上。
全文摘要
徑流水輪發(fā)電機(jī)組，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)、水輪升降機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；水輪套設(shè)在主軸上，主軸與水輪升降機(jī)構(gòu)的大齒輪同心固定連接，水輪升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸經(jīng)聯(lián)軸器與離合器固定連接，經(jīng)行星齒輪增速器和液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器與發(fā)電機(jī)軸相連接；調(diào)速機(jī)構(gòu)有粗、細(xì)調(diào)，粗調(diào)是左、右擾流板與擺動(dòng)軸的前端連接，擺動(dòng)軸插入擾流板支架上的軸套內(nèi)，細(xì)調(diào)采用液壓無(wú)級(jí)調(diào)速器進(jìn)行，水輪升降機(jī)構(gòu)的活動(dòng)梁的兩端設(shè)置有能升降的滑道，與機(jī)架固定連接，左、右兩個(gè)活動(dòng)梁兩端的底面分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有四個(gè)活動(dòng)橫梁、其下面分別對(duì)應(yīng)設(shè)有四個(gè)液壓油缸，液壓油缸活塞連桿頂端與活動(dòng)橫梁頂舉連接，本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué)、結(jié)構(gòu)緊湊、施工簡(jiǎn)單，成本低、適用農(nóng)村，山區(qū)發(fā)電使用。
文檔編號(hào)E02B9/00GK101718244SQ20081001359
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者吳登科, 楊樹(shù)立, 王金偉, 路奔, 雷萬(wàn)德, 韓樹(shù)君 申請(qǐng)人:韓樹(shù)君