[发明专利]一种外螺旋叶片水力发电装置

说明书

本发明专利公布了一种新型外螺旋叶片水力发电装置，该装置主体是一个中空、防水、可拆装的梭形体，在所述梭形体的表面，设有连续的螺旋状叶片，而所述梭形体的内部置有发电机，发电机的主轴为中空主轴，主轴穿出梭形体的防水外壳后，外露于梭形主体前端，而外露的主轴顶端则设有挂件，用钢绳连接挂件后，固定在河两岸的构筑物或者树木上，再将整个装置抛入流动的水中，流水冲击叶片带动梭形主体旋转，旋转的外壳带动壳内发电机转子转动发电。

技术领域

本发明属于水力发电技术领域，具体涉及到一种外螺旋叶片水力发电装置。

背景技术

近年来，由于温室气体的排放，气候的持续变暖，以水力能源为代表的再生能源愈来愈受到人们的普遍重视，由于再生能源开发成本较高，分布广泛而能量较小的小河水能资源未能得到充分开发。目前，国内外水力发电装置大多需要建设拦水大坝，建设成本高，生态成本高，推广难度大；而小型水力发电系统往往必须使用浮筒，拦渣网，导流筒，固定立柱，传动齿轮等多个附属装置，需要注意的环节较多，维护成本较高，部分方案要求水头较高，这增加了技术推广难度、广度，致使分布广泛的水力资源未能得到充分开发。

发明内容

针对现有小型水力发电技术存在的各类局限，本“外螺旋叶片水力发电装置”发明暨实用新型专利，创造性地提出了一种设计巧妙，方便高效，简单利索，维护简单的发电技术，解决了现有小型水力发电装置技术环节多，维护成本高，推广难度大的问题，为充分利用水力能源提供了全新方案。

本发明装置组件可以采用模块化设计，具体为一个符合流体力学外形的梭形主体，梭形主体为中空结构，梭形主体拥有防水外壳，梭形主体由可拆装的数段组成，段与段之间有橡胶垫，用于防漏水，以保证梭形主体内部干燥。

梭形主体表面设有螺旋状叶片，以收集流水冲力，流水冲力使螺旋状叶片产生扭力，带动梭形主体旋转。螺旋状叶片的直径可以根据流水速度大小而调节，当流水速度较慢，冲击力较小时，可以通过增装叶片延伸叶片直径，扩大流水收集面，确保螺旋状叶片产生足够大的扭力。螺旋状叶片纵向角度小于90度为宜，避免水中漂浮物缠挂在叶片上。

梭形主体内部装有发电机，通常为市售“外转子发电机”，“外转子发电机”的定子与主轴在发电机中心，且固定不动，而转子在外部，外转子通过螺母或卡槽与梭形主体的内壁固定在一起，当梭形主体旋转时，带动外转子转动而发电，可优选市售多极永磁发电机，确保发电机在慢速转动情况下正常发电。

梭形主体内部的发电机也可采用最常见的发电机(即内转子发电机)，但需要在梭形主体防水外壳的内壁设置内齿齿轮，梭形主体旋转，带动内齿齿轮也随之转动并带动壳内换向齿轮转动，进而带动发电机转子主轴齿轮转动，实现转子转动发电，而常用发电机的定子(即发电机外壳)与梭形主体防水外壳并不接触，其通过金属固定件与外主轴固定在一起(具体参见附图)。由于常用的内转子发电机在本装置中使用时，需要进行换向后才能实现转子转动，增加了制作成本和装置重量；相对而言，外转子发电机重量较轻，效率较高，环节较少，因此具体实施时优选外转子发电机，本说明书下述的发电机也均指“外转子发电机”。

所述外转子发电机主轴为长主轴，长主轴穿过梭形主体防水外壳的顶部，而防水外壳的顶部末段设有“油封”防水装置，所述长主轴从油封装置中穿过后再穿出梭形主体壳外，油封装置可避免壳外河水进入壳内，确保壳内发电机正常工作。

所述外转子发电机主轴从梭形主体外壳顶端穿出后，露在梭形主体之外，发电机主轴为中空结构，所发电源随导线从中空的主轴中穿出。

所述发电机主轴穿至壳外后，在外露主轴的顶端设有可转向拉环，可转向拉环与岸上的钢绳等连接，钢绳固定在岸边树木或构筑物上，防水电缆线沿钢绳上岸，所发电源经后期调制后使用。