[發(fā)明專利]模塊化水流能發(fā)電設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110327951.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103061955A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃鉅海;陶松壘;徐英勵(lì);丁航軍;周佳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號(hào): F03B13/00
• 分類號(hào): F03B13/00;F03B3/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備，尤其涉及一種適用于江河溪流，可將河流溪水的水流能轉(zhuǎn)換成電能的模塊化水流能發(fā)電設(shè)備，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的水力發(fā)電設(shè)備一般都是利用大中型的渦輪式渦輪機(jī)將水能轉(zhuǎn)換成電能，在使用時(shí)需要高水位的落差形成高水壓沖力才能發(fā)電，由此導(dǎo)致發(fā)電成本高昂，而且它不能安裝在普通的的江河溪流中，利用水流動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)普通溪流河水的綜合利用。且公知的水力發(fā)電廠大多需要修筑水壩，攔截河流抬高水位，以便形成高低水位落差，這不但需要投入大量的人力物力，還常會(huì)破壞當(dāng)?shù)卦鷳B(tài)的自然環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)局部地區(qū)氣候變化。另外，現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備趨向于一體化成型設(shè)計(jì)，使得發(fā)電設(shè)備整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積過(guò)大，外銷運(yùn)輸不方便，而且安裝調(diào)試和后期維修甚是麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題而提供一種可利用江河溪流等水力資源進(jìn)行發(fā)電的模塊化水流能發(fā)電設(shè)備。該設(shè)備可因地制宜，根據(jù)不同流域地點(diǎn)的環(huán)境特性而設(shè)計(jì)相應(yīng)的模塊單體，能在不破壞環(huán)境的前提下，最大限度地開(kāi)發(fā)利用我國(guó)廣闊的內(nèi)陸河流水力資源，做到節(jié)能環(huán)保。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：模塊化水流能發(fā)電設(shè)備由數(shù)量不等的模塊單體相互拼接組裝而成，其具體的尺寸大小及模塊單體數(shù)量根據(jù)客戶需求而定。各模塊單體由水輪機(jī)(輪軸四周均勻排列有4片瓦狀葉片)和小型發(fā)電機(jī)(電機(jī)尺寸根據(jù)模塊單體容積配套)組成，可單獨(dú)運(yùn)行利用水流動(dòng)能發(fā)電并通過(guò)預(yù)置的電纜接口與其他模塊單體或外接負(fù)載(如蓄電池等)接通。整個(gè)模塊化水流能發(fā)電設(shè)備浸沒(méi)在水流中，通過(guò)螺釘固定在河道堤岸的壁面上，水體流過(guò)設(shè)備面時(shí)，水流直接沖擊各水輪機(jī)外露的瓦狀葉片，推動(dòng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)并通過(guò)動(dòng)力軸帶動(dòng)水輪機(jī)同軸兩端的小型發(fā)電機(jī)組運(yùn)作，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。

所謂的模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產(chǎn)品。模塊是可組合、分解和更換的功能單元。

所述的模塊單體即表示整個(gè)模塊化水流能發(fā)電設(shè)備的基本組成單元，并不規(guī)定只能包含一個(gè)水輪機(jī)組，它完全可按客戶要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)。每個(gè)單體殼為一個(gè)中心是空槽的矩形體，由兩個(gè)空腔矩形體相連而成。各模塊單體之間采用扣板式扣接邊鑲嵌連接。單體的具體工業(yè)結(jié)構(gòu)取決于各單體在該水流能發(fā)電設(shè)備中的模塊位置：普通的設(shè)備組成模塊各側(cè)面上下表面分別外延一部分預(yù)置扣接邊，與相鄰的另一個(gè)模塊單體通過(guò)扣接邊緊緊相連，且平行于水輪軸的兩個(gè)側(cè)面中部各預(yù)置一個(gè)承插式的電力接口，承插聯(lián)接，以便設(shè)備內(nèi)部各個(gè)模塊電力的傳輸。設(shè)備邊界部分的模塊結(jié)構(gòu)則有相應(yīng)的變化，這些單體底面在外側(cè)面方向需外延一定的距離作為固定邊，并預(yù)留一定尺寸的孔洞，用于安裝螺釘以固定整個(gè)模塊化水流能發(fā)電設(shè)備。相應(yīng)地，其上表面則無(wú)需外延設(shè)置扣接邊。另外，左右兩端位置的模塊單體還要在相應(yīng)側(cè)面分別截?cái)嗨啿劭冢苑乐顾髦苯迂灤啿蹛夯啓C(jī)處的水力條件。

所述的水輪機(jī)置于模塊單體中央，即空槽位置。這樣整個(gè)設(shè)備組裝成型后，相當(dāng)于水輪半外置，一半的水輪葉片工作面直接與水流接觸，以充分利用水流的沖刷力。如果一個(gè)模塊單體包含多個(gè)水輪機(jī)，則各水輪瓦狀葉片的傾斜方向必須保持一致，且與水流流向相對(duì)，以便使水流能直接沖擊葉片推動(dòng)水輪機(jī)動(dòng)作；設(shè)備組裝時(shí)，模塊單體的拼裝也應(yīng)按照上述葉片方向一致性的原則。

所述的發(fā)電機(jī)采用帶變速箱和調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁式小型交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)與直流發(fā)電機(jī)相比，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低速發(fā)電性能好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)周圍無(wú)線電設(shè)備的干擾要比直流發(fā)電機(jī)小得多，它的型號(hào)大小根據(jù)實(shí)際模塊單體尺寸而定。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的壁式模塊化水流發(fā)電設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)電設(shè)備無(wú)需高水位勢(shì)能，不需要筑壩，不破壞河流的自然環(huán)境，建造周期短，低碳、環(huán)保又節(jié)能；

2.可以保證全天24小時(shí)運(yùn)行發(fā)電，節(jié)約了燃料和資金，同時(shí)無(wú)環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著；

3.因地制宜，可根據(jù)不同河流水域設(shè)計(jì)不同容量的發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)對(duì)普通江河溪流水的綜合利用；

4.適合那些遠(yuǎn)離電網(wǎng)，而有河流，溝渠水道或臨海的偏僻地區(qū)、孤立海島，有利于解決市政電力難題；

5.產(chǎn)業(yè)化之后，投資少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便運(yùn)輸、安裝和后期檢修，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊；

附圖說(shuō)明

圖1為模塊化水流能發(fā)電設(shè)備俯視圖

圖2為模塊化水流能發(fā)電設(shè)備側(cè)視圖