[其他]流速发电装置

说明书

本实用新型涉及一种利用流水的动能来发电的微、小或中型发电装置。

目前内河的各类水电站，甚至微型家用水电站都要拦河筑坝，引水修站，即要求河水有足够的水头和流量，其发电量按下述公式估算：

P＝（6——8）HQ……………………1

其中：水头H由速度头 (V²)/(2g) ，压头 (P)/(γ) 和位置头Z叠加而成，即：

H＝ (V²)/(2g) ＋ (P)/(γ) ＋Z……………………2

目前开发水利资源的最重要途径之一是拦河筑坝修建各类型的水电站，但由于修建这种水电站只能在河流的特定地段才能实施，并且所需资金较大，同时还需要较好的交通条件和技术力量等，所以对开发水利资源也带来了一些局限性，特别是在河水流速较大，但又无法拦河筑坝的地段，开发水利资源的难度就更大。

本实用新型的任务是设计一种利用流水的动能来发电的微、小或中型发电装置，以充分利用内河河水流速来开发利用廉价而分散的水利资源。

本实用新型是采用下述设计方案实现的。

本装置的船体两侧的叶片转轮固定安装在同一转轴上，即固定安装在同一转轴两端；转轴经轴承被支撑在船体侧壁处；转轴中部装有伞形齿轮，同时通过伞形齿轮与加速器输入端啮合；加速器的输出端与发电机转轴联接；发电机固定在加速器外壳或船体底座上；船体通过绳索固定在江河岸边，所述叶片转轮的每一叶片的面积为S。

由流体力学知：流体在流动时的动压为：1／2ρV²，即当流体的动压转换为压力时的压力值，当面积为S的平板叶片垂直流体流线方向时，该流体作用于叶片上的力为：

F＝ 1/2 C_DρV²·S………………………………3

其中：C_D－－－－阻力系数，对于平板C_D＝2

ρ－－－－流体密度，对于水ρ＝102 KG.S／M⁴

S－－－－垂直于流线的面积， M²

当面积S一定时，F与V²成正比，若用F作原动力驱动发电装置，其发电容量为：

P＝K（V².S）………………………………4

其中：K－－－与流速发电装置结构有关的系数。

当K一定时，由公式4可知，发电容量与流体流速的平方成正比即与V²成正比。

本实用新型的优点在于可利用水流的流速来开发分散和廉价的电力资源。

附图1为本装置结构示意图；

附图2为本装置供电系统示意图。

以下结合附图描述实施例。

如附图1所示，船体（1）为流线型全封闭式，上部可打开安装和检修船体（1）体内的加速器（2）和发电机（3）以及其它设备，船体（1）两侧为叶片转轮（4），该叶片转轮（4）与转轴（5）两端固接。所述叶片转轮（4）的叶片采用平板结构。其内端与叶片转轮（4）的轴中心轮焊接，外端由钢圈（6）固定，在转轴（5）的中部装有一伞形齿轮（7），齿轮（7）与加速器（2）的输入端啮合，本加速器（2）采用行星摆线针轮加速器，其转速比为1：200－－300。加速器（2）的输出端与发电机（3）的转轴固接。本发电机（3）采用低电压，低转速的并激发电机，对微型机组其发电机设计指标为：

电压：        24－－－220伏

容量：        50－－－500瓦

转速：        200－－－300转／分

如附图2所示，本装置要投入实际运行，还需要一个可靠的供电系统。另外，由附图2还可见，为保证供电系统的电压稳定和实现多机组并联运行，可采用直流供电和蓄电池储能方案。以便稳定供电电压和减少装机容量，调节发电机负荷率。直流电可直接用于照明和电热，也可经逆变器逆变后供家用电器用电。

为使本装置的发电机能正常工作，应附设对本装置的短路，过流，超速过压和雷电过压等的保护设备。为防止发电机超速运行，在用户处装设电热负载，分段投入以实现发电机经常处于负载状态下运行。