[实用新型]导帆发电的吊挂叶轮机

说明书

本实用新型涉及一种利用水流动能资源进行导帆发电的吊挂叶轮机。

水流功能资源是一种低品位动能资源，其分布很广，我国长江、珠江下游地区可采资源也极为丰富，但水流速度很低，给发电开发带来很大困难，一般江河流在平原流域的水速均不超过1.3米/秒，为了有效地开发河水动能进行发电，需要提高水流速进行非落差发电。目前广泛使用的落差发电技术是利用建造拦河大高坝来提高水流速，存在的问题是工程造价高，工期长，为了解决这一问题，人们做了多种努力，如中国专利93104943号公开了一项名称为导帆发电装置的技术，是利用在水中的帆系作往返交替直线运动进行作功，然后用传动部件把往返直线运动转换成单向圆周运动，再去带动异步发电机发电，这种技术方法的机械传动过程很复杂，只能适合低水速(约为2米/秒左右)使用，采用集导堤技术使水速增加到高水速(约为6米/秒左右)时，帆系转换频繁，工作可靠性差，试运行中发现很不稳定。

本实用新型的任务是：克服现有技术存在的不足，设计一种运行安全可靠，结构简单合理，适用于高水速的导帆发电的吊挂叶轮机。

本实用新型的任务是以如下方式实现的：导帆发电的吊挂叶轮机由多根立架轴将水平相交的多组平架梁的整体支承形成群体结构架，立架轴上套装有轴套筒，轴套筒的左右两侧分别焊接有帆叶轴和帆叶挡杆，帆叶轴上安装有吊挂帆叶。

本实用新型由于群体结构架坚固耐用，具有抗御高水速的能力；由于吊挂帆叶及吊挂叶轮结构合理，按圆周运动作功安全可靠，并且具有连续性好，制造容易，造价低等优点。

图1为本实用新型群体结构架视图；

图2为立架轴及其上的多个吊挂叶轮视图；

图3为一个吊挂叶轮视图。

本实用新型的一个最佳实施例，如图1所示，用定位杆2把水平相交的平架梁3和河床地基1牢固地连接在一起，图中有12个连接处。用多根立架轴4把水平相交的多组平架梁3的整体支承起来，形成群体结构架。使平架梁3的整体都露地江河水面14以上。水流线15在群体结构架的底部穿流而过。立架轴4具有两种用途，一是用来支承平架梁3的整体；二是用来作轴套筒5转动的立轴。立架轴4的长度，由江河水的深度大小来确定。

如图2所示，把立架轴4安插到河底13中，当压板12牢靠地压实到河底13时，就安装好了。在立架轴4上套装上An吊挂叶轮，并且层与层之间保持有一个错开角19(通常取60度)，这样能使圆周运动作功均衡。滚珠底托座11托起An层吊挂叶轮，以免圆周运动时最底层的吊挂帆叶8碰到河底13上。轴套筒5的顶上有凹槽17、底下有凸键18，相邻两层吊挂叶轮(Ai与Ai+1)的键18和槽17，以键槽连接方式连接起来，可实现各层间的轴套筒5连接成一个整体，它将沿同向合力方向(转动方向16)进行转动。然后通过传动轮件9把水流动力传送到异步发电机10进行发电。轴套筒5的左右两侧分别焊接有帆叶轴6和帆叶挡杆7，并且分别在帆叶轴6上安装吊挂帆叶8。吊挂帆叶8在其一侧的均在帆叶挡杆7之前；在其另一侧的均在帆叶挡杆7之后，这样才会保证正确安装，能够正常有效转动。立架轴4的顶部与群体结构架的平架梁3要牢固连接，江河水的水面14随季节不同可升高或降低，但不影响各轴套筒5的同步转动，只能使输出电功率相应跟着变化。

结合附图对作功原理描述如下：

由图3所示，当水流线15的水速等于零值时，这时(B)侧的吊挂帆叶8停止在帆叶挡杆7的前面；(C)侧的吊挂帆叶8停止在帆叶挡杆7的后面。在这种条件下，吊挂叶轮Ai的转动力矩为零值，不会产生转动。另外，当水流线15的水速(6米/秒)大于零值时，此时，(B)侧的吊挂帆叶8在水流动力的作用下紧紧靠停到帆叶挡杆7上，并且吊挂帆叶8还承受着很大的水流作用力，这个力就是推动吊挂叶轮Ai转动的力矩，也是发电的动力；(C)侧的吊挂帆叶8在水流力的作用下，使它与帆叶轴6和帆叶挡杆7构成的垂面之间形成一个张开角20，大量的水流将从张开角20中流过，这样，(C)侧的吊挂帆叶8产生的阻力就很小。张开角20越大，产生的阻力就越小。

在水流线15的作用下，(B)侧的力矩大于(C)侧的力矩，使Ai层的吊挂叶轮以立架轴4为立轴沿着转动方向16作逆时针转动。

本实用新型把吊挂帆叶8处在(B)侧就作功，处在(C)侧就不作功的交替循环圆周运动过程称之为帆导帆运动过程。因此，本实用新型叫作导帆发电的吊挂叶轮机。