[發明專利]一種水力發電裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410376125.4
• 申請日: 2014-08-02
• 公開（公告）號: CN104165115A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 胡長德;劉宇澄;張業放;周榮貴;胡樹根
• 申請（專利權）人: 金華中科機電研究所
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

???本發明涉及發電裝置，尤其涉及一種水力發電裝置及其方法。

背景技術

隨著能源危機越來越嚴重，水力發電作為一種清潔能源備受重視。水能是人類可利用的最古老的可再生能源之一。從流水中獲取能源發電的方式很多，有大壩式、引水式、潮汐等水電站。我國目前大多屬于攔水建壩式電站，即在江河攔水建壩獲得高勢能的水流，然后通過水輪機將部分勢能轉換成水輪機動能，再借水輪機動能，推動發電機發電。水力發電在某種意義上講是水的位能轉變成機械能，再轉變成電能的過程。

我國經三次大的水力資源全國性普查，水能資源理論蘊藏量694400MW，技術可開發的水能資源541640MW、經濟可開發的水能資源401795MW。到目前中國水電總裝機容量已達到2.3億千瓦，水電資源開發利用率提高到34%。但還有大量的水力資源靠傳統方式很難有效利用。水電事業的快速發展，為國民經濟和社會發展做出了重要貢獻，也帶動了裝備制造業的繁榮。

然而社會經濟發展、能源需求飆升，傳統攔水建壩的水力資源有限，同時攔水建壩帶來的附加移民成本上升、自然生態改變、環境之爭等問題也日趨顯現。使傳統電站的發展逐漸陷入‘建’與‘停’的兩難。立足于自然水力資源的高效利用，迫切需要多種建設周期短、成本低、效率高、親自然的能源轉換方式。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種水力發電裝置及其方法。

水力發電裝置包括水輪機圍板、水輪機側板及軸承座總成、圍板螺栓、上軸瓦、軸承蓋、轉軸、下軸瓦、壩體、葉片、離合器、增速器和發電機；葉片依次安裝在水輪機圍板的凹槽處，水輪機圍板通過圍板螺栓與水輪機側板及軸座總成固定，水輪機側板及軸座總成通過花鍵與轉軸連接，轉軸依次穿過軸承蓋、上軸瓦、下軸瓦和壩體，轉軸的輸出端與離合器連接，離合器與增速器輸入軸連接，增速器輸出軸與發電機連接。

所述的葉片工作時因為受力影響能在側板的輻射條幅凹槽處來回運動。

所述的水輪機側板及軸承座總成采用內空外輻射凹槽結構。

所述的上軸瓦、下軸瓦是一種有定位唇且一側有翻邊結構的軸瓦。

所述的水力發電裝置的發電方法包括以下步驟：

1）閉合離合器，打開發電機；

2）流水直接推動葉片進而帶動水輪機轉動，產生力矩通過轉軸、離合器、增速器輸入到發電機；

3）發電機輸出電能。

本發明的葉片工作時因為受力影響能在側板的輻射條幅凹槽處來回運動。保證部分葉輪不與水流接觸時可以完全收縮在水輪機內部，從而減小空氣阻力。同時為了保證水輪機的足夠的轉動慣量的同時盡量輕量化，采用內空外輻射凹槽結構的水輪機側板及軸承座總成。本發明結構簡單，安裝簡便，水能轉化效率高，可直接利用江河、溪流、洋流、潮汐等自然流水動力發電，不需建立攔水建壩發電，可節省大量人力物力，安裝簡便，水能利用率高。是一種建設周期短、成本低、效率高、親自然的能源轉換方法。

附圖說明

圖1為水力發電裝置葉片全部伸開時的示意圖；

圖2為本發明水力發電裝置葉片工作時的示意圖；

圖3為本發明水力發電裝置上軸瓦4、下軸瓦7的示意圖；?

圖中，水輪機圍板1、水輪機側板及軸承座總成2，圍板螺栓3、上軸瓦4、軸承蓋5、轉軸6、下軸瓦7、壩體8、葉片9、離合器10、增速器11和發電機12。?

具體實施方式

如圖1所示，一種水力發電裝置包括水輪機圍板1、水輪機側板及軸承座總成2、圍板螺栓3、上軸瓦4、軸承蓋5、轉軸6、下軸瓦7、壩體8、葉片9、離合器10、增速器11和發電機12；葉片9依次安裝在水輪機圍板1的凹槽處，水輪機圍板1通過圍板螺栓3與水輪機側板及軸座總成2固定，水輪機側板及軸座總成2通過花鍵與轉軸6連接，轉軸6依次穿過軸承蓋5、上軸瓦4、下軸瓦7和壩體8，轉軸6的輸出端與離合器10連接，離合器10與增速器11輸入軸連接，增速器11輸出軸與發電機12連接。

如圖2所示，水力發電裝置葉片9因為受力影響能在側板的輻射條幅凹槽處來回運動。保證部分葉輪不與水流接觸時可以完全收縮在水輪機內部，從而減小空氣阻力。保證部分葉輪不與水流接觸時可以完全收縮在水輪機內部，從而減小空氣阻力。

如圖3所示，水力發電裝置的上軸瓦4、下軸瓦7是一種有定位唇且一側有翻邊結構的軸瓦。該軸瓦即可依靠定位唇實現自身定位，同時一側的翻邊可以防止轉軸軸向竄動并保證一定有一定的軸向間隙。

水力發電裝置的發電方法，包括以下步驟：

1）閉合離合器10，打開發電機12；