[发明专利]一种兼顾发电的水闸

说明书

本发明公开了一种兼顾发电的水闸，闸门门叶通过闸门支臂与闸门支柱连接，闸门支柱内部具有一个贯穿上、下底面的通孔，闸门支柱上底面与闸门门轴固连，闸门门轴转动带动闸门门叶转动，使相邻闸门门叶之间形成间隙，闸门被打开；闸门门轴为空心圆柱体结构，闸门门轴内部通过轴承连接有一个水轮机主轴，水轮机主轴顶端伸出闸门门轴外，与发电机连接，水轮机主轴底端与水轮机连接。本发明在阻力型垂直轴水轮机的基础上，提出一种带有水轮机的半圆形闸门，闸门打开泄水时水轮机可以发电，不仅具备闸门本身的功能，还具备了发电功能，可以合理利用生态流量，还可以对下游建筑物起到一定保护作用。

技术领域

本发明涉及水闸技术领域，具体涉及一种兼顾发电的水闸。

背景技术

闸门是水工建筑物中的重要设备，通过闸门进行全部或局部地开启过水孔口，可以可靠地调节上下游水位，常被布置在大坝的坝身泄水孔等处。

水电站下泄生态流量是指为满足维持河道的基本功能和群众生产、生活及其他用水需求，所需要水电站下泄的最小流量。弃水是指水电站未通过引水管道(或引水隧洞)驱动水轮机组发电而白白流走的上游来水，会由于生态流量需求、系统负荷、汛期泄洪要求等原因产生，造成水能的浪费。

通过闸门的水能量往往很大，容易对下游河道或建筑造成冲刷、破坏，以致于常常需要在闸门下游布置消能工等措施来消能。考虑到一些重大水利枢纽可观的日流量、年流量，如果对这部分能量加以合理开发利用，将之转化为电能，必然能够大大提升水能利用效率。

此外，水电站枢纽往往结构复杂，大坝坝体与水电站厂房通常分设。兼顾水轮机的双轴嵌套结构使得布置紧凑，有利于精简水电站结构，节约对环境和空间的占用，还便于管理。

发明内容

本发明在传统水闸的基础上进行一定改进，通过同轴心装配水轮机，使水闸开启后能够兼顾发电功能，从而利用生态流量、弃水发电，大大提高水能利用效率，该闸门除具有一般挡水、泄水功能外，还能在泄水的同时发电。

本发明通过以下技术方案实现：

一种兼顾发电的水闸，包括多个闸门单元，单个闸门单元包括半圆形的闸门门叶，多个闸门单元的闸门门叶沿坝体长度方向依次排列设置，闸门门叶的凸面均朝向上游，闸门门叶通过闸门支臂与闸门支柱连接，闸门支柱内部具有一个贯穿上、下底面的通孔，闸门支柱上底面与闸门门轴固连，闸门门轴转动带动闸门门叶转动，使相邻闸门门叶之间形成间隙，闸门被打开；闸门门轴为空心圆柱体结构，闸门门轴内部通过轴承连接有一个水轮机主轴，水轮机主轴顶端伸出闸门门轴外，与发电机连接，水轮机主轴底端与水轮机连接。

作为一个实施例，一种兼顾发电的水闸包括两个闸门单元。

作为优选，闸门处于关闭状态时，相邻两个闸门单元的闸门门叶之间设置有闸门挡水片，闸门挡水片设置在其中一个闸门门叶上。

作为一个实施例，水轮机为S式水轮机。

作为优选，闸门门叶的底部设置有四分之三圆弧的轨道，轨道的两端具有限位挡片，防止闸门门叶脱离轨道，闸门门叶底部位于该轨道内，闸门启闭时，闸门门叶在该轨道内转动四分之一圆弧长，闸门被打开。水轮机的叶片位于相邻闸门门叶的间隙内，泄水水流冲击水轮机的叶片，带动水轮机转动，从而水轮机主轴转动发电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在阻力型垂直轴水轮机的基础上，提出一种带有水轮机的半圆形闸门，闸门打开泄水时水轮机可以发电，不仅具备闸门本身的功能，还具备了发电功能，可以合理利用生态流量，还可以对下游建筑物起到一定保护作用。

附图说明

图1是本发明一个实施例中闸门关闭时的结构示意图。

图2是本发明一个实施例中闸门打开时的结构示意图。