本發(fā)明屬于水利發(fā)電設備，涉及一種瀑布發(fā)電設備及發(fā)電方法。

背景技術：

1、瀑布發(fā)電，作為水力發(fā)電的一種形式，利用瀑布的自然落差和重力做功原理，通過水流沖擊葉片帶動發(fā)電機轉動，進而產(chǎn)生電能，瀑布發(fā)電技術已經(jīng)相對成熟，并在全球范圍內得到了廣泛應用。特別是在水力資源豐富的地區(qū)，近年來，隨著技術的不斷進步和政策的支持，瀑布發(fā)電的裝機容量和發(fā)電量均呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的趨勢。

2、但是，目前瀑布發(fā)電站的建設往往需要修建大壩或引水渠等工程，這些工程可能會改變河流的自然流態(tài)，影響水生生物的生存環(huán)境，瀑布發(fā)電站的建設需要投入大量資金，包括土地征用、工程建設、設備購置等方面的費用。特別是在水能資源較為分散或地形復雜的地區(qū)，建設成本更高，且瀑布發(fā)電站的建設對地理位置和地勢條件的要求高，這就導致在利用瀑布重力進行發(fā)電時，由于地勢限制，無法充分利用瀑布的重力進行發(fā)電，導致資源的浪費。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中瀑布發(fā)電站的建設對地理位置和地勢條件的要求高，導致在利用瀑布重力進行發(fā)電時，由于地勢限制，無法充分利用瀑布的重力進行發(fā)電，導致資源的浪費的問題，提供一種瀑布發(fā)電設備及發(fā)電方法。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

3、一種瀑布發(fā)電設備，包括框體，所述框體內部設置若干個螺旋槳單元，所述若干個螺旋槳單元的輸出端均連接發(fā)電單元的輸入端；

4、所述框體放置在瀑布的下方，當瀑布落下時，瀑布產(chǎn)生的重力驅動螺旋槳單元轉動，動力傳遞至發(fā)電單元，驅動發(fā)電單元發(fā)電。

5、進一步的，本發(fā)明中，所述螺旋槳單元包括轉動軸，所述轉動軸上端連接螺旋槳，下端連接鏈輪；

6、所述鏈輪連接發(fā)電單元的輸入端。

7、進一步的，本發(fā)明中，所述若干個螺旋槳單元中，每個鏈輪均通過鏈連接，所述鏈連接發(fā)電單元的輸入端。

8、進一步的，本發(fā)明中，所述發(fā)電單元包括發(fā)電機，所述發(fā)電機的驅動端連接發(fā)電機鏈輪；

9、所述發(fā)電機鏈輪連接鏈。

10、進一步的，本發(fā)明中，所述轉動軸與螺旋槳通過螺栓固定連接。

11、進一步的，本發(fā)明中，所述轉動軸與螺旋槳的連接處設置密封圈。

12、進一步的，本發(fā)明中，所述鏈輪與轉動軸之間通過平鍵或花鍵連接。

13、進一步的，本發(fā)明中，所述螺旋槳的外表面設置抗磨損涂層。

14、進一步的，本發(fā)明中，所述框體的材質為合金鋼或復合材料。

15、一種瀑布發(fā)電設備的發(fā)電方法，包括以下步驟：

16、將框體放置在在瀑布的下方；

17、當瀑布落下時，瀑布產(chǎn)生的重力驅動螺旋槳單元轉動；

18、螺旋槳單元的輸出端將動力傳遞至發(fā)電單元的輸入端，驅動發(fā)電單元發(fā)電；

19、發(fā)電單元將機械能轉化為電能，并將電能傳輸至電網(wǎng)或儲能設備中。

20、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

21、本發(fā)明公開了一種瀑布發(fā)電設備，框體作為主要的載體，可以直接將整個裝置放置在瀑布的下方，將瀑布的自然水流轉化為電能，利用瀑布的自然資源進行發(fā)電，且在框體的底部設置若干個支撐腿，支撐腿包括內外兩個管套，其中內套管能夠沿著外套管上下移動，當對整個裝置進行布局時，可以根據(jù)不同的地勢，調節(jié)不同支撐腿的高度，便于整個裝置放置的穩(wěn)定性，不需要特定的地理位置或復雜的地勢條件來運行，相對于大壩或引水渠等工程，本裝置對地理位置和地勢條件的要求低，該裝置結構簡單，可以根據(jù)瀑布的實際寬度、高度和流量進行靈活的布置，只要存在瀑布或具有一定落差的水流，就可以通過內部的螺旋槳單元實現(xiàn)發(fā)電，且框體支撐的穩(wěn)定性高，對地勢的要求低，這使得設備在山區(qū)、河流、湖泊等多種自然環(huán)境中都能得到應用，相比其他水力發(fā)電方式，該瀑布發(fā)電設備對地形的要求更低，且在發(fā)電過程中，水流直接驅動螺旋槳單元轉動進而驅動發(fā)電單元產(chǎn)生電能，沒有通過別的過渡結構進行水流的二次調節(jié)控制，整個轉換過程高效且直接，減少了能量損失，提高水資源的利用率。

22、進一步的，本發(fā)明中，螺旋槳單元包括轉動軸，所述轉動軸上端連接螺旋槳，下端連接鏈輪；鏈輪連接發(fā)電單元的輸入端，采用鏈輪和鏈條作為動力傳輸元件，鏈傳動能更好地適應瀑布發(fā)電設備中復雜多變的工作環(huán)境，確保動力穩(wěn)定、高效地傳輸至發(fā)電單元，且每個螺旋槳單元結構簡單，當需要維護或更換部件時，可以單獨對螺旋槳單元進行操作，而無需影響整個發(fā)電設備的運行。

23、進一步的，本發(fā)明中，每個鏈輪均通過鏈連接，所述鏈連接發(fā)電單元的輸入端，通過鏈條將多個螺旋槳單元的鏈輪連接起來，可以實現(xiàn)將多個螺旋槳產(chǎn)生的動力集中傳輸?shù)桨l(fā)電單元，使得發(fā)電單元能夠接收到更加穩(wěn)定和強大的動力輸入，從而提高發(fā)電效率和輸出功率，且鏈條連接的方式有助于平衡負載分配，確保整個系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性和可靠性。

24、進一步的，本發(fā)明中，發(fā)電單元包括發(fā)電機，所述發(fā)電機的驅動端連接發(fā)電機鏈輪，所述發(fā)電機鏈輪連接鏈，發(fā)電機鏈輪與鏈條的緊密配合減少了能量在轉換過程中的損失，提高了整體發(fā)電效率，發(fā)電機鏈輪與鏈條的連接方式能夠承受較大的負載和沖擊，以確保在惡劣的自然環(huán)境下也能保持穩(wěn)定的運行。

25、進一步的，本發(fā)明中，轉動軸與螺旋槳通過螺栓固定連接，確保了在高速旋轉和水流沖擊下，螺旋槳與轉動軸之間的連接不會松動或脫落。

26、進一步的，本發(fā)明中，轉動軸與螺旋槳的連接處設置密封圈，防止水流從轉動軸與螺旋槳的連接處滲入設備內部，保護設備內部的電氣元件和機械部件免受水分侵蝕，延長設備的使用壽命。

27、進一步的，本發(fā)明中，鏈輪與轉動軸之間通過平鍵或花鍵連接，確保在高速旋轉和水流沖擊下，鏈輪與轉動軸之間的連接不會松動或脫落，適應瀑布發(fā)電設備中復雜的工況條件。

28、進一步的，本發(fā)明中，螺旋槳的外表面設置抗磨損涂層，減緩水流持續(xù)沖擊下的磨損，延長螺旋槳的使用壽命，減少設備更換和維護的頻率。

29、進一步的，本發(fā)明中，框體的材質為合金鋼或復合材料，這種材質可以具有較高的強度和剛性，能夠承受瀑布水流帶來的巨大沖擊力和壓力，確保設備在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運行。

30、本發(fā)明還公開了一種瀑布發(fā)電設備的發(fā)電方法，將框體地放置在瀑布的下方，確保瀑布水流能夠直接沖擊到螺旋槳單元上，優(yōu)化了水流的利用效率，還確保了設備在瀑布環(huán)境中的穩(wěn)定性，利用了自然界中的瀑布水流資源，無需消耗化石燃料等不可再生資源，且該方法適用于各種不同類型的瀑布環(huán)境，無論是大型瀑布還是小型溪流，都可以通過調整設備規(guī)模和參數(shù)來實現(xiàn)有效發(fā)電，靈活性更高，不需要特定的地理位置或復雜的地勢條件來運行，只要存在瀑布或具有一定落差的水流，就可以安裝該設備進行發(fā)電，對水資源的利用率更高。

技術特征：

1.一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，包括框體(1)，所述框體(1)內部設置若干個螺旋槳單元，所述若干個螺旋槳單元的輸出端均連接發(fā)電單元的輸入端；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述螺旋槳單元包括轉動軸(3)，所述轉動軸(3)上端連接螺旋槳(2)，下端連接鏈輪(4)；

3.根據(jù)權利要求2所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述若干個螺旋槳單元中，每個鏈輪(4)均通過鏈(5)連接，所述鏈(5)連接發(fā)電單元的輸入端。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述發(fā)電單元包括發(fā)電機(8)，所述發(fā)電機(8)的驅動端連接發(fā)電機鏈輪(6)；

5.根據(jù)權利要求2所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述轉動軸(3)與螺旋槳(2)通過螺栓固定連接。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述鏈輪(4)與轉動軸(3)之間通過平鍵連接。

7.根據(jù)權利要求2所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述鏈輪(4)與轉動軸(3)之間通過花鍵連接。

8.根據(jù)權利要求2所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述螺旋槳(2)的外表面設置抗磨損涂層。

9.根據(jù)權利要求2所述的一種瀑布發(fā)電設備，其特征在于，所述框體(1)的材質為合金鋼或復合材料。

10.一種瀑布發(fā)電設備的發(fā)電方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種瀑布發(fā)電設備及發(fā)電方法，框體作為主要的載體，可以直接將整個裝置放置在瀑布的下方，將瀑布的自然水流轉化為電能，利用瀑布的自然資源進行發(fā)電，相對于大壩或引水渠等工程，對地理位置和地勢條件的要求低，該裝置結構簡單，可以根據(jù)瀑布的實際寬度、高度和流量進行靈活的布置，不需要特定的地理位置或復雜的地勢條件來運行，只要存在瀑布或具有一定落差的水流，就可以安裝該設備進行發(fā)電。這使得設備在山區(qū)、河流、湖泊等多種自然環(huán)境中都能得到應用，相比其他水力發(fā)電方式，該瀑布發(fā)電設備對地形的要求更低，且在發(fā)電過程中，水流直接驅動螺旋槳單元轉動進而驅動發(fā)電單元產(chǎn)生電能提高水資源的利用率。

技術研發(fā)人員：楊眾喬,孟勇,趙永堅,王偉鋒,趙杰,白睿博,何濤
受保護的技術使用者：西安熱工研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9