CN217501853U - 一种倾斜盘式水轮机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倾斜盘式水轮机组，其将传动和转动装备以及发电控制和输出***都置于确保不受海水侵蚀的位置或区域，可有效的避免腐蚀；本实用新型采用倾斜盘式水轮机，可通支撑梁实现叶片的延伸固定，使接受水流的叶片增大了力矩，再用较宽的叶面受力于低水流，总能量得以提高到可以较大功率发电的水平；可以直接拦截河段或开挖辅助河道安装本倾斜盘式水轮机，通过支撑梁实现叶片的延伸固定，使接受水流的叶片增大了力矩，较小的水量即可推动水轮机运转；本实用新型在运行时，可实现叶片渐进式增压施力，避免了水的逆流对叶片逆转产生的阻力。

Description

一种倾斜盘式水轮机组

技术领域

本实用新型属于潮汐发电技术领域，具体涉及一种倾斜盘式水轮机组。

背景技术

多年以来，世界多个国家都在潮汐发电项目及小河流发电项目等技术上投入了大量人力、财力，虽有较大发展，但是有几方面的难题始终没有克服。

1.海水对于发电装置的腐蚀严重，尤其是利用海水潮汐发电的传动和转动装备均设置在海水中，故很难抵抗其海水的强腐蚀。

2.潮汐资源在水利发电领域属于低水位差资源，虽然高潮差有3-8米，但是大部分时间是2米之内水位差，所以传统水利发电项目能利用并达到发电要求的时间较少，效率太低。

3.小河流资源，由于水量少，落差小，建造大型水利设施回收效率低等特点，大部分都得不到充分的利用。

4.一般水轮安装有两个方向，水平和垂直安装，两种方式最大的优点就是安装比较方便，但是在实际使用过程中仍然存在多种问题，具体如下描述，水平安装的：由于水轮机全部浸在水中，在旋转时，回旋的叶片势必会造成逆流，为了保证水轮机不产生逆转，水口的开启位置只能在一半以下，明显减少叶片的受力数量，影响发电效率；垂直安装的：由于潮汐水位差的原因，叶片的触水面积及叶片的触水数量受到限制，不能够充分利用水的能量，虽然可以加宽、加长叶片进行弥补，又会直接增加水轮机的重量和成本。

针对现有技术上的弊端，本领域技术人员非常有必要对倾斜盘式水轮机组进行结构改善，其可实现在海洋、河流、湖泊中安装，克服现有技术中的各种技术问题，防止发电***被腐蚀、同时可克服其在河流中因高低落差小而无法实现电能的充分转换。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于潮汐发电和小河流发电的主体水轮机组。通过整体倾斜安装设计，直接增加了叶片触水的面积和数量，完全解决了水能量不能充分利用的缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种倾斜盘式水轮机组，其包括机组平台，所述的机组平台内设置有机组固定室和***水槽；所述的***水槽与***联通设置有两个开口用于实现水流进入和排出，所述的***水槽为倾斜设置，其内部设置有断流凸起使***水槽仅一侧导通；

所述的机组固定室的侧壁顶部设置有一体结构的支撑凸起；机组固定室内设置有发电机组，所述的发电机组包括有发电机，发电机的变速增速端通过支撑梁连接***转动盘，所述的***转动盘平铺设置在机组固定室的侧壁上并贴合支撑凸起实现整个发电机组的倾斜固定；所述的***转动盘的下方连接有若干叶片，若干叶片在水动力推动下，带动***转动盘转动实现发电机驱动，进而实现能量转换。

所述的***水槽与***联通设置的两个开口分别为进水口和出水口，所述的进水口和出水口上分别设置有可提升的闸门。

在***水槽的外部可流通一侧配合***水槽设置有辅助水道，通过辅助水道内水流冲击叶片。

所述的辅助水道的两端皆设置有竖向导槽，在竖向导槽内设置有导流块，所述的导流块在辅助水道内约束辅助水道出水一侧的水流冲击叶片。

所述的辅助水道的上部设置有提升驱动装置，通过提升驱动装置实现导流块的竖向提升。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型采用以上结构后，其优点如下描述：1.将传动和转动装备以及发电控制和输出***都置于确保不受海水侵蚀的位置或区域，可有效的避免腐蚀；2.本实用新型采用倾斜盘式水轮机，可通过支撑梁实现叶片的延伸固定，使接受水流的叶片增大了力矩，再用较宽的叶面受力于低水流，总能量得以提高到可以较大功率发电的水平；3.可以直接拦截河段或开挖辅助河道安装本倾斜盘式水轮机，通过支撑梁实现叶片的延伸固定，使接受水流的叶片增大了力矩，较小的水量即可推动水轮机运转；4、本实用新型在运行时，可实现叶片渐进式增压施力，避免了水的逆流对叶片逆转产生的阻力。5.本倾斜盘式水轮机降低了水轮机的重心，发电机组直接安装到承重面上，大大减少了安装成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的立体组装结构示意图；

图2为坝体的立体结构示意图：

图3为图1中A向截面结构示意图；

图4为图1中B区域结构放大示意图；

图5为图1中龙门架主视结构示意图；

图6为双库单向潮汐式发电布局图；

图7为单库双向潮汐发电布局图；

图8为河流、水溪发电布局图；

图中，1、机组平台，11、机组固定室，12、***水槽，13、辅助水道，14、进水口口闸门，15、出水口闸门，16、阻挡凸起，17、人口，171、底部通道，18、预筑底座，19、支撑凸起，2、进水龙门架，3、发电机组，4、叶片，5、支撑梁，6、出水龙门架，61、架体，62、闸板，63、提升机，64、导流块提升机，7、导流块，71、导流块凸起，8、水库堤坝，81、水库闸I，82、水库闸II，83、机组堤坝，84、发电机组，85、第一水库，86、第二水库，87、临海水库，88、临海水库闸，89、上游高位水道，891、水道进水闸，892、水道出水闸。

具体实施方式

以下通过实施方式对本实用新型进行进一步描述，

如附图所述的一种倾斜盘式水轮机组，其包括预制的机组平台1，所述的机组平台1内设置有圆形封闭的机组固定室11和***水槽12；所述的***水槽12与***水源联通设置有两个开口用于实现水流进入和排出，两个开口上分别设置有进水口口闸门14和出水口闸门15；所述的***水槽12内设置有阻挡凸起16实现***水槽12中部断流，使其仅可一侧导通；所述的机组平台1的顶部设置有人孔17，通过人孔17内设置阶梯实现与底部通道171的联通，人员可在底部通道171内延伸至机组固定室11内实现人员的进出，以方便设备安装以及维护。

所述的进水口口闸门14和出水口闸门15的上部分别设置有进水龙门架2和出水龙门架6，所述的进水龙门架2和出水龙门架6的结构原理完全相同，如图5所示，以出水龙门架6为例进行讲解，通过龙门架的架体61顶部设置有提升机63，提升机63上设置有吊装绳索，通过吊装绳索实现闸板62的提升，通过此种结构可实现是否向***水槽12内供水的控制。

所述的机组固定室11内设置有发电机组3，所述的发电机组3内设置有发电机，发电机上均布固定有一圈支撑梁5，通过支撑梁实现***转动盘的固定，***转动盘平铺设置在机组固定室11的侧壁上并贴合支撑凸起19实现整个发电机组的倾斜固定；所述的***转动盘上朝下均布设置有若干叶片4，叶片4在水动力推动下，带动***转动盘转动实现能量转换，同时在支撑凸起19处实现提升以脱离***水槽12。

本实用新型所公开的倾斜盘式水轮机组在实际运行时，叶片4在水动力推动下，带动***转动盘33转动实现能量转换，当叶片4转到接近支撑凸起19部位处，倾斜结构设置的整个支撑凸起19约束叶片4在支撑凸起19部位提升并脱离出***水槽12。叶片的上升与下降的轨迹随一体倾斜结构设置的支撑凸起19的轨迹实现，下降后的叶片4进入水流水域后，直接增加了叶片触水的面积和数量，完全解决了水能量不能充分利用的缺陷。

在实际运行时，水流在***水槽12内流动并对叶片4实现冲击，以此将水流的动能转换为电能，此种结构可较大效率的实现能量的转换，所以***水槽12末端的水流动能量明显降低，为进一步的促进叶片4驱动力，本技术方案还在***水槽12的外部可流通一侧配合***水槽12设置有辅助水道13，通过辅助水道13内水流冲击叶片4。因辅助水道13内部无阻挡物，其可将具有较大流动动能的水流直接导流至***水槽12末端对叶片4进行辅助冲击，以此提高***转动盘33的转速，实现能量最大效率的转换。

在引入辅助水道13的技术方案实现对叶片4二次冲击时，因考虑到本倾斜盘式水轮机组在顺时针和逆时针状态下皆可进行，所以辅助水道13在设置时平行于***水槽12，此种结构会造成辅助水道13端部水流无法直接冲击叶片4，所以其动能转换无法实现效率最大，本申请人通过提出以下结构进行效率提高：如图4所示，其在辅助水道13的两端皆设置有竖向导槽，在竖向导槽内设置有导流块7，所述的导流块7上设置有导流块凸起71插装在竖向导槽内，所述的辅助水道13的上部，在龙门架的架体61上设置有导流块提升机64与导流块7连接，通过提升驱动装置实现导流块的竖向提升，所述的导流块7的侧面成弧状设置，其可约束水流朝向叶片4流动。通过此种结构，在辅助水道13的两端皆设置有导流块7，水流入口一侧的导流块7为提升状态，水流出口一侧的导流块7在辅助水道13内约束水流朝向叶片4流动；在不需使用时，导流块7在自重下落入至辅助水道13内。

以下公开的实施例可进一步的描述本实用新型的具体使用方式：

实施例1：双库单向潮汐式发电

如图6所示，该实施例通过水库堤坝8实现第一水库85、第二水库86的建设，第一水库85和第二水库86之间设置有机组堤坝83，在机组堤坝83上设置有若干组发电机组84，所述的第一水库85和第二水库86上皆设置有水库闸I81和水库闸II82，以上结构可配合外部的控制***。在运行时，在海水退潮至最低时，将第二水库86的水位放至最低水位。当海水涨潮至当日最高水位时，将第一水库85加满，且在向第一水库85注水的同时，向第二水库86放水并带动发电机组84发电。

当海水退潮至比第二水库86水面低时，第二水库86开始向海里放水，直至最低水面时而关停。

当海水涨潮至高于第一水库85水位时，向第一水库85加水且向第二水库86放水，同时带动发电机组84运行并发电。由此开始循环不间断发电。

实施例2：单库双向潮汐发电

如图7所示，该实施例包括一个临海水库87，临海水库87周边的水库堤坝8上设置有临海水库闸88，机组堤坝83上设置有发电机组84，配合外部控制***，其运行过程为：

①涨潮发电：

首先当海水退潮至最低时，打开临海水库闸88，将临海水库87水尽量排入海洋中，直至达到最低水位。

当海水涨潮至与临海水库87有一定水位差且能带动发电机组84转动并可发电时，打开临海水库闸88向临海水库87放水发电，待放水发电致海洋水位与临海水库87水位都接近当日高潮水位且内外水位差小致不能推动发电机组84发电时，暂停发电机组84运行。退潮后达到水位差可以发电时，其发电装备自动反转进行退潮发电。

②退潮发电：

退潮发电时，退潮退到海水平面低于临海水库87水位且水位差可以带动发电机组84发电时，其发电装备自动反转进行退潮发电，直到海水开始涨潮时并与库水持平时暂停。当海水高于临海水库87水位并且可以发电机组84发电时，自动转换成涨潮发电，由此循环进行。

实施例3：河流、水溪发电

如图8所示，在主河道或者水溪侧边引出的上游高位水道89，上游高位水道89内设置有水道进水闸891和水道出水闸892，在水道进水闸891和水道出水闸892之间设置有发电机组84，当水流自上而下在上游高位水道89内流动时，对发电机组84进行自然冲击，实现能量转换。

Claims (5)

1.一种倾斜盘式水轮机组，其包括机组平台，其特征在于：所述的机组平台内设置有机组固定室和***水槽；所述的***水槽与***联通设置有两个开口用于实现水流进入和排出，***水槽为倾斜设置，其内部设置有断流凸起使***水槽仅一侧导通；

所述的机组固定室的侧壁顶部设置有一体结构的支撑凸起；机组固定室内设置有发电机组，所述的发电机组连接***转动盘，***转动盘平铺设置在机组固定室的侧壁上并贴合支撑凸起实现整个发电机组的倾斜固定；所述的***转动盘的上连接有若干叶片。

2.如权利要求1所述的一种倾斜盘式水轮机组，其特征在于：所述的***水槽与***联通设置的两个开口分别为进水口和出水口，进水口和出水口上分别设置有可提升的闸门。

3.如权利要求1所述的一种倾斜盘式水轮机组，其特征在于：在***水槽的外部可流通一侧配合***水槽设置有辅助水道。

4.如权利要求3所述的一种倾斜盘式水轮机组，其特征在于：所述的辅助水道的两端皆设置有竖向导槽，在竖向导槽内设置有导流块。

5.如权利要求4所述的一种倾斜盘式水轮机组，其特征在于：所述的辅助水道的上部设置有提升驱动装置，通过提升驱动装置实现导流块的竖向提升。

Images