[發(fā)明專利]一種水力發(fā)電方法及其水輪發(fā)電裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210393897.X
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102913367A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張機(jī)智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張機(jī)智
• 主分類號(hào): F03B13/00
• 分類號(hào): F03B13/00
• 代理公司: 宜春贛西專利代理事務(wù)所 36121
• 代理人: 何彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電方法及其水輪發(fā)電機(jī)裝置。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有的水輪發(fā)電機(jī)裝置無(wú)論是立式或臥式水輪機(jī)組，都是安裝于水流束的底部利用高水位落差推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而工作的，因此，通常要使水輪發(fā)電機(jī)裝置能夠正常的發(fā)電運(yùn)行需要對(duì)河流甚至于整個(gè)河床、以及河岸相應(yīng)場(chǎng)地進(jìn)行嚴(yán)格的高要求的必要整修，同時(shí)，還必須進(jìn)行專門(mén)的筑壩設(shè)堤，其建設(shè)工期長(zhǎng)達(dá)幾年甚至十幾年，工程量大、投資大、周期長(zhǎng)、發(fā)電使用成本高；特別是，由于其水輪機(jī)的葉片極短，吃水很淺，導(dǎo)致水能的利用率很低，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源。同時(shí)受水輪機(jī)與流體之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的影響和限制，若干臺(tái)水輪機(jī)及其相應(yīng)的發(fā)電機(jī)組等裝置不能根據(jù)實(shí)際河床和地形等因地置宜地進(jìn)行橫向、縱向、或者橫、縱向任意綜合組織設(shè)置安裝。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種水力發(fā)電方法及其水輪發(fā)電裝置。該方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)施，該水輪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資建造簡(jiǎn)單、方便，建造成本低，工期短，對(duì)筑壩沒(méi)有特別的要求，并能更大限度的充分利用水資源。?

本發(fā)明的水力發(fā)電方法是在流道上設(shè)置水輪機(jī)，所述在流道上設(shè)置水輪機(jī)是將水輪機(jī)的葉輪設(shè)置于流道流體的上方，利用流道的自然流速流體或筑壩形成的流道落差流體推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。?

本發(fā)明水輪發(fā)電裝置的技術(shù)方案包括一臺(tái)或若干臺(tái)水輪機(jī)及其相應(yīng)的發(fā)電機(jī)，所述一臺(tái)或若干臺(tái)水輪機(jī)或其葉輪設(shè)于流道流體的上部，利用流道的自然流速流體或筑壩形成的流道落差流體推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。?

所述若干水輪機(jī)或其葉輪沿流體的流道縱向和/或橫向依次串行和/或相互并列設(shè)于所述流道的流體上部。?

所述水輪機(jī)通過(guò)相應(yīng)的變速傳動(dòng)裝置與相應(yīng)的發(fā)電機(jī)傳動(dòng)連接。?

所述水輪機(jī)其葉輪的葉片深入所述流道的水流深度的1/2-1/6。?

所述葉輪的葉片其表壁面呈曲面。?

所述葉片的曲面呈拱形或弧形。?

所述流體包括筑壩流出側(cè)流道、自由流道和/或自然河流流道的水流。?

當(dāng)所述流道為自由流道或自然河流流道時(shí)，所述水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是以流體的自然流動(dòng)動(dòng)能為主要推動(dòng)力。?

根據(jù)流道的水流速度通過(guò)變速傳動(dòng)裝置將所述水輪機(jī)裝置輸出的轉(zhuǎn)速變換成發(fā)電機(jī)所要求的轉(zhuǎn)速。?

本發(fā)明的水力發(fā)電方法和水輪發(fā)電裝置其水輪機(jī)和相應(yīng)的發(fā)電機(jī)等可以設(shè)置于自然河道地面，其水輪機(jī)適用于任意自然河流流道的水流，即只要有水流動(dòng)，水輪機(jī)就能夠正常工作，不受水位落差大小的限制，適應(yīng)性強(qiáng)，適用范圍廣，投資少、見(jiàn)效快，發(fā)電成本低，對(duì)相應(yīng)的運(yùn)行設(shè)備性能要求低，建造安裝技術(shù)要求低，運(yùn)行維護(hù)、維修簡(jiǎn)單方便、費(fèi)用少，運(yùn)行壽命長(zhǎng)，葉輪的葉片吃水深達(dá)水流深度的1/3，相對(duì)運(yùn)行效率高，水能利用率高，水資源利用高；再者，本水輪發(fā)電裝置由于流速低,水中泥沙對(duì)葉輪的葉片沖擊力小，葉片不易受損壞。?

附圖說(shuō)明

圖1-圖4分別為本發(fā)明水輪發(fā)電裝置的水輪機(jī)在流道上的設(shè)置的第1-4實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明水輪發(fā)電裝置的水輪機(jī)的葉輪的葉片結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式

現(xiàn)通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。?

本發(fā)明的水力（水輪機(jī)）發(fā)電方法是將水輪機(jī)的葉輪和/或發(fā)電機(jī)等裝置設(shè)置于流道（流體）的上方（水面上部），當(dāng)流道為自由流道或自然河流流道時(shí)，水輪機(jī)（葉輪）的轉(zhuǎn)動(dòng)可以是以自然流速流體、或經(jīng)整理的自由流速流體的動(dòng)能為主要推動(dòng)力，也可以流體的落差形成的勢(shì)能為主要推動(dòng)力；自由流速流體為由自由流道產(chǎn)生，其自由流道為經(jīng)人工按一定流速和流束（即流束型體）要求整理的流道；本水輪發(fā)電裝置可根據(jù)流道的水流速度的高低通過(guò)包括齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的變速傳動(dòng)裝置將水輪機(jī)裝置輸出的轉(zhuǎn)速變換成發(fā)電機(jī)所要求的相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。?

本發(fā)明的水輪發(fā)電裝置如圖1所示，自然河流流道（或通過(guò)整理的自由流道）1的兩側(cè)分別設(shè)有水輪機(jī)的安裝支承體2，沿自然河流流道1流向依次（串行）設(shè)有多臺(tái)水輪機(jī)及其相應(yīng)的發(fā)電機(jī)6，各水輪機(jī)的相應(yīng)的葉輪3分別處于自然河流流道1的水流12上部、通過(guò)相應(yīng)的葉輪軸9設(shè)于安裝支承體2上；在水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)6之間可以連接齒輪等變速裝置7，以使水輪機(jī)轉(zhuǎn)速與相應(yīng)的發(fā)電機(jī)6的轉(zhuǎn)速相適應(yīng)；葉輪3的葉片4通過(guò)葉片柄5連接于葉輪軸9上，葉片4（全部）處于自然河流流道1的水流12內(nèi)，葉片4的長(zhǎng)度為自然河流流道1的水流12的深度的三分之一左右。?