[發明專利]一種外螺旋葉片水力發電裝置

在審

• 申請號: 202010067644.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111156125A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 曾韻陶
• 申請（專利權）人: 曾韻陶
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/12;F03B11/00;F03B11/08;F03B11/02;F03B11/04
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉華平

本發明專利公布了一種新型外螺旋葉片水力發電裝置，該裝置主體是一個中空、防水、可拆裝的梭形體，在所述梭形體的表面，設有連續的螺旋狀葉片，而所述梭形體的內部置有發電機，發電機的主軸為中空主軸，主軸穿出梭形體的防水外殼后，外露于梭形主體前端，而外露的主軸頂端則設有掛件，用鋼繩連接掛件后，固定在河兩岸的構筑物或者樹木上，再將整個裝置拋入流動的水中，流水沖擊葉片帶動梭形主體旋轉，旋轉的外殼帶動殼內發電機轉子轉動發電。

技術領域

本發明屬于水力發電技術領域，具體涉及到一種外螺旋葉片水力發電裝置。

背景技術

近年來，由于溫室氣體的排放，氣候的持續變暖，以水力能源為代表的再生能源愈來愈受到人們的普遍重視，由于再生能源開發成本較高，分布廣泛而能量較小的小河水能資源未能得到充分開發。目前，國內外水力發電裝置大多需要建設攔水大壩，建設成本高，生態成本高，推廣難度大；而小型水力發電系統往往必須使用浮筒，攔渣網，導流筒，固定立柱，傳動齒輪等多個附屬裝置，需要注意的環節較多，維護成本較高，部分方案要求水頭較高，這增加了技術推廣難度、廣度，致使分布廣泛的水力資源未能得到充分開發。

發明內容

針對現有小型水力發電技術存在的各類局限，本“外螺旋葉片水力發電裝置”發明暨實用新型專利，創造性地提出了一種設計巧妙，方便高效，簡單利索，維護簡單的發電技術，解決了現有小型水力發電裝置技術環節多，維護成本高，推廣難度大的問題，為充分利用水力能源提供了全新方案。

本發明裝置組件可以采用模塊化設計，具體為一個符合流體力學外形的梭形主體，梭形主體為中空結構，梭形主體擁有防水外殼，梭形主體由可拆裝的數段組成，段與段之間有橡膠墊，用于防漏水，以保證梭形主體內部干燥。

梭形主體表面設有螺旋狀葉片，以收集流水沖力，流水沖力使螺旋狀葉片產生扭力，帶動梭形主體旋轉。螺旋狀葉片的直徑可以根據流水速度大小而調節，當流水速度較慢，沖擊力較小時，可以通過增裝葉片延伸葉片直徑，擴大流水收集面，確保螺旋狀葉片產生足夠大的扭力。螺旋狀葉片縱向角度小于90度為宜，避免水中漂浮物纏掛在葉片上。

梭形主體內部裝有發電機，通常為市售“外轉子發電機”，“外轉子發電機”的定子與主軸在發電機中心，且固定不動，而轉子在外部，外轉子通過螺母或卡槽與梭形主體的內壁固定在一起，當梭形主體旋轉時，帶動外轉子轉動而發電，可優選市售多極永磁發電機，確保發電機在慢速轉動情況下正常發電。

梭形主體內部的發電機也可采用最常見的發電機(即內轉子發電機)，但需要在梭形主體防水外殼的內壁設置內齒齒輪，梭形主體旋轉，帶動內齒齒輪也隨之轉動并帶動殼內換向齒輪轉動，進而帶動發電機轉子主軸齒輪轉動，實現轉子轉動發電，而常用發電機的定子(即發電機外殼)與梭形主體防水外殼并不接觸，其通過金屬固定件與外主軸固定在一起(具體參見附圖)。由于常用的內轉子發電機在本裝置中使用時，需要進行換向后才能實現轉子轉動，增加了制作成本和裝置重量；相對而言，外轉子發電機重量較輕，效率較高，環節較少，因此具體實施時優選外轉子發電機，本說明書下述的發電機也均指“外轉子發電機”。

所述外轉子發電機主軸為長主軸，長主軸穿過梭形主體防水外殼的頂部，而防水外殼的頂部末段設有“油封”防水裝置，所述長主軸從油封裝置中穿過后再穿出梭形主體殼外，油封裝置可避免殼外河水進入殼內，確保殼內發電機正常工作。

所述外轉子發電機主軸從梭形主體外殼頂端穿出后，露在梭形主體之外，發電機主軸為中空結構，所發電源隨導線從中空的主軸中穿出。

所述發電機主軸穿至殼外后，在外露主軸的頂端設有可轉向拉環，可轉向拉環與岸上的鋼繩等連接，鋼繩固定在岸邊樹木或構筑物上，防水電纜線沿鋼繩上岸，所發電源經后期調制后使用。