[发明专利]浮动水轮发电机

说明书

技术领域：

本发明涉及一种将水动能转化为电能的电磁装置，属于水力发电机领域。

技术背景：

目前水力发电机及现有技术：其水轮机的位置是相对固定的，既水轮机设计安装后不随水位的自然涨落变化而升降。在冲击式、反击式等各细分类的水轮机中，或存在导叶与水流方向有倾斜角使水动能流失，或在技术结构上就不适宜建造大中型发电机、发电站，或在建造大中型水力发电机、发电站时需要建拦河坝；阻断或不利于通航，且对水利条件要求高，例如在我国广大平原地区的江河流域虽区间水流落差小但水流量丰富，然而无两岸依山的地理条件，不适宜建拦河坝，如长江、黄河等的平原水流域，以及利用海水潮汐发电的海岸线、海湾等区域，以现有技术使在上述地区建大、中型水力发电机、发电站，水流的动能资源利用率低。

发明内容：

浮动水轮发电机目的在于提供一种改拦河坝阻水为对水流疏导、集中、加快流速，不用建拦河坝阻水，不用提高水位、水头，不阻断通航，在水位发生自然涨落变化时水轮机可以随水位同涨同落照常运转拖动发电机可已正常发电。浮动水轮发电机可以顺河道及水流方向排列多个，组成浮动水轮发电机组。

浮动水轮发电机的技术方案是：

如图1，在江河内建造钢筋混凝土机床：在江河的一岸建主机座1，如河道宽度大也可将主机座建在离岸的河道中。在河道中与主机座横向一定跨度内建分体式副机座2-1，2-3，2-5；视水流条件及需要可以继续排列。主机座与副机座构成了上游宽、下游窄，最后再渐宽的机床内水流通道。与副机座2-1，2-3，2-5相间设有补水道2-2，2-4；如主机座也是建造在离岸的河道中而非靠在某一岸边，则其构型与副机座相对而立，且全等(图省略)。补水道进水口宽、在河道水流向的上游，出水口窄、在河道水流向的下游，进水口设在主、副机座的外侧，出水口设在主、副机座内则。在副机座2-1，2-3，2-5的上顶部可以延图中虚线连接构筑平台，其高度与主机座平台高度相等，且都略高于该河道水位线极限高度，既或两岸高度。在主、副机座的间距最窄段的底部建机垫3，垫高河床。在主、副机座相对的两面各设有纵向垂直于水面，两两相对的主机窝4，副机窝5；在主、副机座的平台上，临近每一个主、副机窝侧可各设一台发电机30；根据水流条件、需要时可以继续排列下去，可在一定区间内建立浮动水轮发电机组。以下仅以一对主机窝，副机窝为例说明：在主机窝，副机窝内壁各设纵向垂直于水面，两两相对的滑道6；在主机窝，副机窝迎水流面的外边角各设承压滑道7；所有滑道及承压滑道是平行位置关系，可以采用槽钢。

建立浮动水轮机主框架，如图2：因其结构在主、副机窝两边完全对称相同，为视线清楚图2只画出了主机窝一边的半幅图。

在主、副机窝的各条滑道内，于同一水平高度各设一顶滑轮8，在主、副机窝的各条滑道内顶滑轮的下方，各设一与同滑道的顶滑轮等距离的底滑轮9，在各承压滑道内与各底滑轮同一水平高度各设一承压滑轮10，所有顶、底、承压滑轮内都各设一个滑轮内轴承11。设两条互为平行的主连杆12，横跨水流上方与水流、水流向在三维空间呈异面90°角，各主连杆两端分别向下弯曲并连接各顶滑轮内轴承。依托两条主连杆两端与水平面有倾斜夹角的部分，以顶、底、承压滑轮为支点，在主、副机窝内，分别设横向、纵向的副连杆13，彼此固定连接成一个稳固的上半部是三棱体，下半部是方体的连体框架结构。在主、副机窝内的两个方体框架结构之间，相邻最近的两个内下角横向设置的副连杆中间各设一水轮轴承14(可以采用调心轴承)；设水平横跨水面上方，轴线与水流、水流方向在三维空间呈异面90°角的水轮轴15，连接水轮轴承。水轮轴上设纵向截面为弧形的导叶16，其顺轴向的截面为直线形。为视线清楚图中只画出了一片导叶，在实际应用中导叶数不应少于四片。另推荐一种斗形导叶，斗形导叶关于水轮轴纵向中垂线对称，导叶顺轴向截面为两边对称的绕轴曲线形，纵向截面为弧形，以导叶向下垂入水中时可描述为：从中间向两边逐渐向水流上游方向对称前伸，导叶远轴边上各点到水轮轴的垂直距离相等。注意：两种导叶的射影都是矩形，横向两边垂直距离小于近轴边到主连杆水平部分的垂直距离，且建议小于纵向两边的垂直距离。

在方体框架下方设浮子连杆17，连接设在下方的浮子箱18。17可采用电控液压伸缩连杆也可采用固定焊接连杆，18采用密封箱体电控浮子箱内气压，浮子箱底设有内外相通的孔，也可采用全密封式浮子箱；两种方法任选其一既可校准控制主框架两侧的水平高度，既校准控制导叶的吃水线，吃水线恒定在水轮轴下方设定的高度。