一種用鏈條來同步垂直水車葉片的水車發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水車輪發(fā)電裝置，特別是一種葉片以始終保持垂直于流水平面的方式圍繞水車中心軸旋轉(zhuǎn)的水車發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，開發(fā)清潔可再生能源是人類發(fā)展需求的必然趨勢。水能是綠色可再生資源，將其開發(fā)利用具有重大意義。目前開發(fā)水能的方式一般是建設(shè)水電站，利用高效率的水輪機(jī)來轉(zhuǎn)換水能，但它對選址有一定的要求，例如對于一些零散低水頭的溪流就無法利用，如果在零散的溪流上建設(shè)水壩提高水頭，則經(jīng)濟(jì)性較差(建設(shè)水壩存在破壞環(huán)境、投資成本較大、建設(shè)工期較長等缺點)。此外，過多的電力通常是利用抽水蓄能技術(shù)存儲，即從下游水庫抽水到上游水庫，當(dāng)電力需求大時，再從上游水庫中放水發(fā)電，以滿足供電需求。這種建造水庫的工程的缺點是，造成了土地的損失，缺乏靈活性。同樣，對于低水頭的潮汐能利用，目前的方法也是采用建設(shè)水壩及高效率的水輪機(jī)，對選址也存在較大潮差的要求。而對一些分散的較低潮差的地址，其建設(shè)潮汐能電站的經(jīng)濟(jì)性就更差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]如何經(jīng)濟(jì)性地利用這些零散溪流的流水動能和分散的低潮差的潮汐能，本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟(jì)性地開發(fā)低水頭流水發(fā)電的技術(shù)解決方案。本發(fā)明是一種采用基于新型水車結(jié)構(gòu)的水能發(fā)電技術(shù)方案所研制出來的發(fā)電裝置，它包括水車裝置、提速齒輪箱、發(fā)電機(jī)組等部件。水車裝置由兩個架輪，多個葉片，多個葉片鏈輪，兩個輔助鏈輪，一個中心軸，一個中心軸鏈輪和連接葉片鏈輪、輔助鏈輪與中心軸鏈輪的鏈條組成；發(fā)電機(jī)組由發(fā)電機(jī)、整流逆變模塊和自動調(diào)節(jié)負(fù)載、自動對電瓶充放的電路模塊組成。當(dāng)流水正面沖擊水車葉片時，葉片經(jīng)架輪產(chǎn)生力矩，力矩使中心軸轉(zhuǎn)動，中心軸旋轉(zhuǎn)帶動提速齒輪箱工作，提速齒輪輸出一個適應(yīng)發(fā)電機(jī)范圍的轉(zhuǎn)速，由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生特征電壓，特征電壓經(jīng)調(diào)控器識別后，對負(fù)載或電瓶做出調(diào)整策略，最后由發(fā)電機(jī)組輸出一個穩(wěn)定的電壓和電流。本發(fā)明的水車發(fā)電裝置可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，其不需要構(gòu)造堤壩以提高水位，而且只要有水流動的地方均可建立，工程簡易、投產(chǎn)快速，如此可以經(jīng)濟(jì)方便地達(dá)到利用零散溪流的流水動能和分散的低潮差的潮汐能的目的。本發(fā)明的水車發(fā)電裝置可大可小、造價低、收益快、而且堅固、耐久和安全，適應(yīng)于沿海和江河附近地區(qū)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0004]本發(fā)明提供了一種用鏈條來同步垂直水車葉片的水車發(fā)電裝置，其包括:具有多個葉片的水車，各葉片可與水車的中心軸同步旋轉(zhuǎn)；通過鏈條連接中心軸鏈輪、輔助鏈輪和葉片軸鏈輪；中心軸鏈輪和中心軸軸承套連為一體固定在基礎(chǔ)座上；可與水車的中心軸同步旋轉(zhuǎn)的提速齒輪箱；和發(fā)電機(jī)組，通過提速齒輪箱將動能傳遞到發(fā)電機(jī)組，實現(xiàn)水力發(fā)電，其特征在于，所述多個葉片以垂直于流水平面的方式被安裝在水車上，經(jīng)鏈條同步作用，使得各葉片始終保持垂直于流水面地帶動中心軸轉(zhuǎn)動，使水車葉片能承受任意大小任意方向的水流力沖擊而不會自轉(zhuǎn)。
[0005]此外，在各葉片中下部成一體地設(shè)置有平行于中心軸的葉片軸，所述葉片軸是沿葉片軸向分別從左和右端部向中部的每個隔間逐級增加厚度的圓管，其和每個隔間及間隔板焊接固定。所述水車左右兩側(cè)分別設(shè)置有邊數(shù)與葉片的數(shù)目相同的多邊形架輪，其中，所述架輪具有多個連接臂在多邊形頂點處順序連接在葉片軸的端部上，使得架輪可以所述中心軸的軸線為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。所述輔助鏈輪安裝在架輪連接臂的輔助鏈輪軸承套上，所述葉片軸鏈輪安裝在葉片軸上，所述中心軸鏈輪安裝在中心軸上，三者旋轉(zhuǎn)的中心軸互相平行，并且三者鏈輪平面部分處于同一個平面內(nèi)，以保證嚙合的鏈條在傳動的過程中不會脫落，其特征在于，所述鏈輪用鏈條連接，中心軸鏈輪安裝在水車中心軸上，輔助鏈輪安裝在架輪連接臂的輔助鏈輪軸承套上，葉片軸鏈輪順序安裝在架輪多邊形頂點處的葉片軸上，用鏈條嚙合中心軸鏈輪、輔助軸鏈輪和架輪多邊形頂點處的葉片軸鏈輪，葉片軸鏈輪經(jīng)鏈條約束與輔助鏈輪成反向轉(zhuǎn)動，中心軸鏈輪經(jīng)鏈條約束與輔助鏈輪成反向轉(zhuǎn)動，葉片軸鏈輪與中心軸鏈輪經(jīng)過鏈條的嚙合傳動后成同步轉(zhuǎn)向，各葉片軸鏈輪轉(zhuǎn)動的角度大小相同，與鏈條在中心軸鏈輪上轉(zhuǎn)動的角度大小也相同，其中，中心軸鏈輪和葉片軸鏈輪的直徑大小和相關(guān)特性參數(shù)要一致，鏈條嚙合鏈輪轉(zhuǎn)動要求在同一個平面內(nèi)，中心軸鏈輪要和中心軸軸承套連為一體固定在基礎(chǔ)座上。葉片垂直于流水平面接受流動水的沖擊，多個水車葉片帶動水車中心軸轉(zhuǎn)動，動力從中心軸輸出經(jīng)提速齒輪箱傳動，將動能傳遞到發(fā)電機(jī)組，通過發(fā)電機(jī)組將動能轉(zhuǎn)換成電能，由輸電線送外并網(wǎng)，提供電力應(yīng)用。
[0006]在上述的水車發(fā)電裝置中，水車葉片的數(shù)目為8至21個。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明的水車發(fā)電裝置的一個實施例的示意圖。
[0009]圖2是圖1中所示的用鏈條來垂直水車葉片的原理圖。
[0010]圖3是圖1中所示的水車葉片以及與葉片軸鏈輪相連的示意圖。
[0011]圖中1.架輪，2.架輪連接臂，3.葉片，4.中心軸，5.鏈條，6.葉片軸，7.葉片軸鏈輪，8葉片軸軸承套，9.中心軸鏈輪，10.中心軸軸承套，11.隔板，12.隔間，13.輔助鏈輪，14.輔助鏈輪軸，15.輔助鏈輪軸承套，16.基礎(chǔ)座，17.基礎(chǔ)座支架，18.提速齒輪箱，19.發(fā)電機(jī)組,20.流水平面,21.河床底面。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]圖1所描述的為本發(fā)明的用鏈條(5)來同步垂直水車葉片(3)的水車發(fā)電裝置的一個實施例。下面結(jié)合圖1至圖8中所示的附圖標(biāo)記進(jìn)行說明。該水車發(fā)電裝置具有多個葉片(3)，各葉片(3)可與水車的中心軸(4)同步旋轉(zhuǎn)，其中所述多個葉片(3)以垂直于流水平面(20)的方式被安裝在水車上，所述架輪(I)具有多個連接臂(2)在多邊形頂點處順序連接在中心軸(4)的端部上，所述中心軸(4)軸向垂直于架輪(I)平面，架輪(I)可以所述中心軸(4)的軸線為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。所述中心軸(4)端部各連接一個中心軸軸承套(10)，該中心軸軸承套(10)安裝有中心軸鏈輪(9)，所述架輪連接臂(2)上固定安裝一個輔助鏈輪軸承套(15)，該輔助鏈輪軸承套(15)上安裝有一個輔助鏈輪(13)，該輔助鏈輪(13)通過鏈條(5)與中心軸鏈輪(9)連接，所述葉片(3)的葉片軸(6)兩端安裝有葉片軸鏈輪(7)，通過鏈條(5)與輔助鏈輪(13)連接。所述鏈條(5)按順序嚙合葉片軸鏈輪(7)、中心軸鏈輪(9)和輔助鏈輪(13)，所述中心軸鏈輪(9)、輔助鏈輪(13)和葉片軸鏈輪(7)的中心軸線互相平行，中心軸鏈輪(9)和葉片軸鏈輪(7)直徑大小一致，葉片軸鏈輪(7)在架輪(I)的平行平面上經(jīng)鏈條(5)的約束作用下圍繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，使得各葉片(3)在流水作用下被驅(qū)動并且始終保持葉片(3)垂直于流水平面(20)。所述中心軸軸承套(10)與中心軸鏈輪(9)成一體的安裝于基礎(chǔ)座(16)上，所述基礎(chǔ)座(16)通過基礎(chǔ)座支架(17)安裝于應(yīng)用實施例的河道上。所述葉片(3)垂直于流水平面(20)接受流動水的沖擊，多個水車葉片
(3)帶動水車中心軸(4)轉(zhuǎn)動，動力從中心軸(4)輸出經(jīng)提速齒輪箱(18)傳動，將動能傳遞到發(fā)電機(jī)組(19)，通過發(fā)電機(jī)組(19)將動能轉(zhuǎn)換成電能，由輸電線送外并網(wǎng)，提供電力應(yīng)用。
[0014]圖2描述了用鏈條(5)來垂直水車葉片(3)的原理圖。在各葉片(3)中下部成一體地設(shè)置有平行于中心軸(4)的葉片軸￠)，所述水車(3)左右兩側(cè)分別設(shè)置有邊數(shù)與葉片(3)的數(shù)目相同的多邊形框架的架輪(I)，其中架輪(I)具有多個連接臂(2)，在多邊形頂點處順序連接在葉片軸(6)端部的葉片軸軸承套(8)上，所述葉片(3)、葉片軸(6)與葉片軸鏈輪(7)成一體的安裝在葉片軸軸承套(8)中的軸承中。所述中心軸軸承套(8)起到固定支撐水車安裝位置的作用，所述架輪(I)的中心軸(4)從中心軸軸承套(8)中的軸承中穿過，在中心軸軸承套⑶焊接上腳撐，將其安裝于基礎(chǔ)座(16)上。所述用鏈條⑷來垂直水車葉片(3)的方法在于，輔助鏈輪(13)安裝在架輪連接臂(2)上的輔助鏈輪軸承套
(15)中，中心軸鏈輪(9)安裝在水車中心軸(4)上，葉片軸鏈輪(7)順序安裝在架輪(I)多邊形頂點處的葉片軸(6)上，用鏈條(5)嚙合中心軸鏈