專利名稱：水輪機(jī)組發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水輪機(jī)組發(fā)電裝置。可直接置于水流中，無需構(gòu)筑大壩就 可利用河流中的急流、緩流、瀑布和水庫溢洪閘的水流來發(fā)電。也可作為其它固定作業(yè)機(jī)械 的動(dòng)力機(jī)。造價(jià)極為低廉。
背景技術(shù)：
干凈、廉價(jià)的水力資源在我國的利用率只有](牧。80%以上的水力資源至今 仍白白流失。世界各國對水力資源的利用率同樣低得可憐。為了充分利用水力資源，人們絞 盡腦汁，已有二百多項(xiàng)水力發(fā)電技術(shù)公諸于世。但是，至今只有水輪機(jī)能推廣使用。(常用的 只有四種)，其余的二百多項(xiàng)基本為一紙空文。如何充分利用水力資源，早已成為世界性難題。 水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，效率根高，無其它任何水力發(fā)電裝置可以取代，若再想提高水輪機(jī)的效 率，基本潛力已盡。但是，水輪機(jī)只能在人為的流場中工作，大大地限定了水輪機(jī)的使用范 圍。事實(shí)上，這種.概念是一種技術(shù)偏見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，將高效的水輪機(jī)只能在人為流場中工作，轉(zhuǎn)用于自然流
場中工作，無需構(gòu)筑大壩，直接利用河流中的急流、緩流、瀑布和溢洪閘水流來發(fā)電。對水力 的利用率為78.5%,并保持機(jī)械效率基本不變，使建造大、中、小型電站的造價(jià)極為低廉。使 水輪機(jī)組發(fā)電裝置大可截流尼亞加拉大瀑布，小可置于山澗小溪。
本發(fā)明由以下步驟來實(shí)現(xiàn)將若干個(gè)水輪機(jī)并列為一排，每個(gè)水輪機(jī)的中心軸的前端 和后端分別用軸承固定在兩根橫樑上，在水輪機(jī)中心軸的后端上裝上傘齒輪，與后橫樑內(nèi)的 一根傳動(dòng)軸相應(yīng)位置上的傘齒輪垂直嚙合。前、后兩根橫樑的兩端分別與方框形機(jī)架焊牢， 使每個(gè)水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和后橫樑內(nèi)的傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)同步。前、后兩根橫樑與水輪機(jī)中心軸均垂直 相交。后橫樑內(nèi)的傳動(dòng)軸、傘齒輪、軸承都用油封、水封等封閉運(yùn)轉(zhuǎn)。傳動(dòng)軸的末端伸出機(jī) 架外一定距離穿過堤壩墩傳動(dòng)發(fā)電機(jī)。根據(jù)需要，也可以在末尾一個(gè)水輪機(jī)與傳動(dòng)軸嚙合的 傘齒輪上方，裝一根輸出軸伸出機(jī)架上方。用皮帶輪、皮帶傳動(dòng)發(fā)電機(jī)。輸出軸下端用一個(gè) 傘齒輪與傳動(dòng)軸或水輪機(jī)中心軸上的傘齒輪任其一個(gè)相嚙合，可以在兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)平面內(nèi)相交任 意角度。工作時(shí)，水輪機(jī)組的整體運(yùn)轉(zhuǎn)平面與水流方向垂直相交。水流沖擊所有的水輪機(jī)的 運(yùn)轉(zhuǎn)，全部通過傳動(dòng)軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本發(fā)明用于不同的水流寬度，深度和流 速中所釆用的水輪機(jī)的直徑、葉片在大小及強(qiáng)度，數(shù)量也各不相同。水流淺流速低便選擇小 直徑小葉片強(qiáng)度低(甚至是塑料制成)的水輪機(jī).，反之則選用高強(qiáng)度大直徑大葉片的水輪機(jī)-, 水流的深度決定水輪機(jī)的直徑，水流寬度決定并列水輪機(jī)的數(shù)量(如水深2米寬、IO米的河
流則需直徑2米數(shù)量為5個(gè)的水輪機(jī)并列機(jī)組，余類推)。


(參閱圖1 )將數(shù)量設(shè)定好的水輪機(jī)1并排置于方框形機(jī)架2內(nèi)，方框形機(jī)
架2與前橫樑3牢固連接。輸出軸4的上端裝上皮帶輪，皮帶5傳動(dòng)發(fā)電機(jī)6。發(fā)電機(jī)6由 支架7與機(jī)架2牢固連接。軸承8將輸出軸4固定在支架7上。每個(gè)水輪機(jī)1的中心軸9 (參
閱圖2)的兩端都有軸承8。中心軸9的末端裝有傘齒輪12，將中心軸9的始端固定在前橫 樑3上，末端固定在后橫樑10上。后橫樑10的內(nèi)部裝有一根傳動(dòng)軸11與后橫樑10平行， 中心軸9上的傘齒輪12與轉(zhuǎn)動(dòng)軸11運(yùn)轉(zhuǎn)同步。在輸出軸4的下端，另裝有一個(gè)傘齒輪8 (也 可以另裝一對傘齒輪)輸出軸4與傳動(dòng)軸11可根據(jù)需要相交任意角度。(參閱圖3 )傳動(dòng)軸 11也可以直接延長至機(jī)架2以外，傳動(dòng)發(fā)電機(jī)6。(參閱圖4)傳動(dòng)軸11與發(fā)電機(jī)之間也可 以用萬向節(jié)13連接。本發(fā)明在安裝使用時(shí)，傳動(dòng)軸11可以穿過水體以外的堤墩墻14等遠(yuǎn)距 離傳動(dòng)發(fā)電機(jī)6。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是由兩個(gè)以上的水輪機(jī)1 (參閱圖1 )并排組合而成的(參閱 圖2)一每個(gè)水輪機(jī)1的中心軸9都由軸承8分別固定在前橫樑3和后橫樑10上，并由一對傘 齒輪12與傳動(dòng)軸11垂直嚙合。中心軸9與前橫樑3和后橫樑10相交均為90° ，所有水輪 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)都與傳動(dòng)軸11同步，兩根橫樑的兩端均與機(jī)架2牢固連接不變形。后橫樑10內(nèi)部 的傳動(dòng)軸11、傘齒輪12及水輪機(jī)1的中心軸9、軸承8都有密封裝置防水油泄漏。兩根橫樑 的橫截面為流線形，以減少水力的損失。所有水輪機(jī)1的整體運(yùn)轉(zhuǎn)平面接近長方形。整體運(yùn) 轉(zhuǎn)平面與水流方向(如箭頭所示)相互垂直。當(dāng)本發(fā)明設(shè)計(jì)為小型發(fā)電裝置時(shí)，水輪機(jī)葉片 可以采用塑性材料制造，機(jī)架2可以做成方框形。便于放置山澗小溪，發(fā)電機(jī)6可置于機(jī)架 2的上方(參閱圖1 )，輸出軸4的下端用傘齒輪12與傳動(dòng)軸11上的傘齒輪12嚙合，并可 根據(jù)需要與兩個(gè)傘齒輪在兩平面內(nèi)相交任意角度。
當(dāng)本發(fā)明設(shè)計(jì)為大型發(fā)電裝置時(shí)，(參閱圖:3 )可以拆去機(jī)架2的上方部分和支架7及輸 出軸4(參閱圖1)，將傳動(dòng)軸11直接延長至機(jī)架2以外，穿過擋水的堤墩墻14(參閱圖4 )。
該裝置在攔截垂直水流時(shí)，(如截流尼亞加拉大瀑布)安裝十分簡單，只需在下游水底固 置兩個(gè)(或多個(gè))混凝土墩架，(高度與下游水平面相等)將水輪機(jī)組整體沿墩架推至瀑布下 即可固定。此時(shí)，(參閱圖〖4)機(jī)組的前橫樑3與后橫樑10顛倒安裝。(即前橫樑作為后橫樑) 使發(fā)電機(jī)可以空架在水面上方工作。
權(quán)利要求
1、一種由水輪機(jī)(1)、機(jī)架(2)、前橫樑(3)、軸承(8)、中心軸(9)、后橫樑(10)、傳動(dòng)機(jī)軸(11)、傘齒輪(12)、發(fā)電機(jī)(6)等所構(gòu)成的水輪機(jī)組發(fā)電裝置，其特征是水輪機(jī)的中心軸(9)與傳動(dòng)軸(11)由傘齒輪(12)垂直嚙合，運(yùn)轉(zhuǎn)同步，中心軸(9)分別與前橫樑(3)和后橫樑(10)垂直相交，水輪機(jī)(1)整體運(yùn)轉(zhuǎn)截面接近長方形與水流方向垂直相交，傳動(dòng)軸(11)的一端與發(fā)電機(jī)(6)并軸運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所構(gòu)成的裝置，其特征是輸出軸(4)與傳動(dòng)軸(11)和中心軸(9) 兩個(gè)平面內(nèi)相交任意角度。 '
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水輪機(jī)組發(fā)電裝置?？芍苯又糜谒髦袩o需構(gòu)筑大壩就能將河流中的急流、緩流、瀑布和水庫的溢洪閘的水流來發(fā)電。該裝置是將若干個(gè)水輪機(jī)并列為一排，水輪機(jī)的前后兩端分別用軸承固定在兩根橫樑上，后端裝有傘齒輪與后橫樑內(nèi)的一根傳動(dòng)軸上的傘齒輪垂直嚙合，每個(gè)水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)都與這根傳動(dòng)軸同步。傳動(dòng)軸可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，這排水輪機(jī)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)截面接近長方形且與水流方向垂直。根據(jù)水流的寬度和水深選擇相應(yīng)直徑的水輪機(jī)和數(shù)量組裝，可以切斷任何大河水流，也可置于山澗小溪。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，對水力的利用率為78.5％，效率接近傳統(tǒng)的水輪機(jī)。安裝時(shí)只需幾個(gè)固定墩，將整體沿固定墩推入水流內(nèi)就可發(fā)電。
文檔編號F03B13/00GK101169095SQ20071018066
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月7日
發(fā)明者劉興和 申請人:顧美明