[发明专利]坡渠悬挂式水力发电装置

说明书

一、技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种水力发电装置。 

二、背景技术

水力发电一般是先建一拦河坝，再把发电机组牢固的安装在机座上，使河水居高临下冲击水轮，带动发电机发电。其优点是：发电连续，电流、电压易于控制。缺点是一次性投资过大。在实际生活中，能够用来发电的河流比比皆是，但不可能也不适宜每一处发电装置都要修筑拦河坝，那样，不仅投资大，耗费财力物力，同时也改变了自然生态环境，易造成河道淤积、下游河道干涸等诸多弊病。 

三、发明内容

本发明的目的是提供一种坡渠悬挂式水力发电装置，利用自然河道，以较少的投资实现水力发电。 

本发明采用的技术方案是：选定一有坡度的河段，顺着河的中线建一坡渠，坡渠是由有坡度的底面和两侧壁构成的槽形构筑物，两侧壁的高度高于该段河道的最高水位。在坡渠底部设置活动坡度板，在坡渠的尾部设置周身布满流水孔洞的水刺猬，并使坡渠过水断面面积略大于具有相同水深的水刺猬流水孔洞的面积总和。在坡渠中设置若干台悬挂式水轮发电机，在坡渠的两侧壁上安装天车，把发电机吊挂在天车上，使发电机水轮落入坡渠的流水中，带动发电机发电。根据河流水位的升降，用天车随时调整发电机的高低，以保持发电机的正常工作。 

坡渠悬挂式水力发电装置不仅使水力发电的一次性投资大幅度降低，而且坡渠内水流利用的效率会显著提高。对生态环境亦有一定的保护作用。 

四、附图说明

图1为本发明挡土堰的俯视图； 

图2为本发明坡渠、聚水堰及发电机组的俯视图； 

图3为本发明坡渠后段设置水刺猬的俯视图； 

图1、图2、图3依次连接起来为本发明的整体俯视图； 

图4为图1的A-A剖视图； 

图5为图2的B-B剖视图； 

图6为图3的C-C剖视图； 

图7为图2的D-D剖视图； 

图8为本发明发电机尾翼的结构示意图。 

五、具体实施方式

选定具有一定坡度的河段，顺着河流中线修建坡渠14，坡渠14为两侧壁和底面构成的上游高、下游低的槽形构筑物。在坡渠两侧壁上安装天车9，在天车9上悬挂若干台水轮发电机7，使发电机水轮8深入坡渠14流水中，带动发电机发电。当渠中(河中)水位有变化时，发电机7可随时用天车9提升和降落，保持发电机连续发电。 

为了解决枯水期水轮发电机发电的水深问题，在坡渠前端靠近岸边设有两段略高于枯水期水位的枯水期聚水墙17，两段聚水墙17呈喇叭口状，前端分开较宽，后端与坡渠14侧壁相接。为了解决河面飘浮物对水轮发电机的影响问题，在坡渠前面有一定距离建锐角挡土堰1，挡土堰1两侧有飘浮物分离板2，在挡土堰1上立柱数根，用绳索19将飘浮物分离板2通过滑轮3挂在立柱上，飘浮物分离板2浮在水面处，并能随着河水水位的高低而升降，这样可把水面飘浮物分至河道的两边，越过聚水墙17，从坡渠14两侧流到河的下游。在坡渠14入口处设钢丝网20，当水位低于聚水墙上边缘，水面飘浮物只有用钢丝网20进行截留，并定期清理。本发明主要采用疏导的办法使河面飘浮物从坡渠14的两侧流过，而不影响发电机的运行。 

为了控制坡渠内水流速度，在坡渠14底部设置活动坡度板13， 活动坡度板13是由多节板块经多个铰轴18相互连接构成，各铰轴18通过连杆与坡渠14侧壁上设置的液压油缸12连接，活动坡度板13前端通过轴6与坡渠14前端渠壁相连；在活动坡度板13前端有封头板4固定在渠底，在坡渠14两侧壁内侧有靠墙板5固定在坡度板13上，并与坡渠14侧壁形成紧密接触。活动坡度板13的坡度用液压缸12加以控制，以便调节坡渠内水流速度。 

为了解决坡渠内具有相同水深的问题，在坡渠14的尾部设置水刺猬15，水刺猬15是周身布满流水孔洞的水工构筑物。 

设计时使坡渠14过水断面面积略大于具有相同水深的水刺猬15预留孔洞的面积总和，使水刺猬15具有自动调节水位的功能。 

为了连续发电和便于检修，本发明把水刺猬15建成两室，由转门16分隔，其中一室用于正常运行，另一室可进行检修，两室分别有各自的排水阀a和b，两室之间有连通阀c。阀门a、b、c均为对流量具有一定调节能力的电动蝶阀。当水刺猬15因故排水不畅时，可启用水刺猬另外一室。如启用I室的倒换办法是：关闭阀b，同时开启阀c，使一部分水流入I室，再关闭阀a，当I室水位升高到一定程度时，迅速将转门16转至II室一侧的渠壁上，再开启阀a，同时关闭阀c，使水刺猬I室正常工作。