專利名稱：新型發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種再生性發(fā)電裝置，特別是一種新型水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和潮汐發(fā)電裝置。
現(xiàn)有技術(shù)世界上目前現(xiàn)有的發(fā)電形式大致有這么幾種水力發(fā)電、火力發(fā)電、潮汐發(fā)電、原子能發(fā)電和太陽能發(fā)電等。太陽能發(fā)電很經(jīng)濟，但由于收集裝置龐大、制作技術(shù)難度大等原因，不能形成較大規(guī)模來提供人們的日常生活需要。原子能發(fā)電也比較經(jīng)濟，但由于安全問題令人恐懼，也不能迅速普及。火力發(fā)電占據(jù)著全世界發(fā)電量的首要，由于它是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變電能的一種裝置，在這個轉(zhuǎn)變過程中，大量的煤炭燃燒產(chǎn)生了大量的有害物質(zhì)排入了大氣，給人類生活的基本條件帶來了災(zāi)難性威脅?，F(xiàn)有的水力發(fā)電裝置，雖屬再生性能源利用，但是，要建造一個全套裝置，需要攔河(江)筑壩、修建水庫、搬遷移民、修建導(dǎo)流明渠、船閘等配套工程，工程費用高得令人吃驚，以至于有些經(jīng)濟貧困國家修建不起這種工程。另外，這種機組要求制作技術(shù)高、造價高、運行中高速葉輪磨損嚴(yán)重、維修費用高等原因，實際運行成本很高。更重要的是，這種水力發(fā)電裝置是利用流水的落差進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的，在一條江河上，不能修建太多的同樣裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種制作技術(shù)低、造價低、運行成本低的新型發(fā)電裝置。
本實用新型要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種新型發(fā)電裝置，它包括由若干并排設(shè)置的葉輪構(gòu)成的葉輪機組，和通過傳動機構(gòu)接收來自葉輪機組動力的發(fā)電機，其特點是在機組兩側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)堤，調(diào)節(jié)堤設(shè)有調(diào)節(jié)閘板，在一側(cè)的調(diào)節(jié)堤與葉輪機組相對處建有導(dǎo)向墩，在相鄰葉輪之間建有導(dǎo)向隔，在機組進(jìn)水方向豎向設(shè)有檢修閘板，所述葉輪包括安裝在主軸四周的若干個葉片組，每個葉片組都包括平行設(shè)置的葉輪頂板和葉輪底板，在葉輪頂板和葉輪底板之間設(shè)有葉輪片，相鄰葉片組之間的葉輪頂板和葉輪底板互相固定連接成葉輪體。
首先介紹江河發(fā)電形式本裝置要求在江面上橫向布置若干組葉輪，葉輪組數(shù)視江面的寬度而定。葉輪組兩側(cè)修建調(diào)節(jié)堤，堤上設(shè)有若干調(diào)節(jié)閘板，這是用來調(diào)節(jié)水流量的。每組葉輪前方設(shè)有大孔防護網(wǎng)，小魚可以進(jìn)入葉輪內(nèi)通行。在江面的一旁，修建一個旁通船道，由于它是垂直于江面而拐彎的，大部分水體容易順流而不拐彎，所以它并不影響主體流量，船只可以由此通行，較大的魚類可由旁通船道通行，保護了自然生態(tài)。由于江水流動很慢，葉輪轉(zhuǎn)動也很慢，所以機組的動載荷不大，因此要求工程基礎(chǔ)不是太高，屬于一般水利工程要求。該裝置適用于大江大河，即具有比較穩(wěn)定流量的河流之上。
再來介紹風(fēng)力發(fā)電形式它要求選定一個風(fēng)口，橫向設(shè)置若干組葉輪，每組葉輪帶有一個活動框架，葉輪的其他結(jié)構(gòu)與水力葉輪相同。葉輪組與組之間以及兩側(cè)用擋風(fēng)墻隔離。根據(jù)不同風(fēng)向，用活動框架調(diào)整葉輪的進(jìn)風(fēng)方向。該裝置適用于多風(fēng)地帶。
最后介紹海灣潮汐發(fā)電形式選定一個理想的海灣，所謂理想是進(jìn)口小，海灣深度大，儲水量多，一般呈口袋形最好。在海灣的進(jìn)口處設(shè)置若干葉輪組，將它們一分為二，葉輪的曲向也不同，進(jìn)水的朝向也不同。分為落潮側(cè)機組群和漲潮側(cè)機組群，各葉輪進(jìn)口處設(shè)有閘板。漲潮時關(guān)閉落潮機組群閘板，讓漲潮機組群工作；落潮時關(guān)閉漲潮機組群閘板，讓落潮機組群工作。本裝置適用于海岸一帶地區(qū)。
世人皆知，中國長江三峽水利工程是世界第一，除了它具有的正面利益之外，負(fù)面影響也是不容忽視的投資金額是巨大的；人力物力是驚人的；搬遷移民是空前的；水庫面積是不小的；人文破壞是可惜的；施工期限是長長的；水輪磨損是無奈的；大壩水位是高高的；來往船只通行是不便的。本發(fā)明克服了上述問題，它是一般的水利設(shè)施工程，與建造一座橋梁或水閘差不多。水輪在水中轉(zhuǎn)動慢，比輪船的速度還慢，因此就不存在著水輪磨損問題。對葉片的要求比較低，只要滿足轉(zhuǎn)動時強度的要求，葉片可以做成20～30米寬，這樣可以獲得很大的扭矩。它是利用水體的動能工作的，在長江或其他河流的某個地點，水體的動能是巨大的。人人皆知，水體的動能是由水體的勢能轉(zhuǎn)變而來的，位距江河的中下游地方，水體的動能是相當(dāng)可觀。而且，以往的水輪機或風(fēng)車，不是百分之百的將水的勢能和風(fēng)的動能利用，而是有相當(dāng)一部分通過葉片的間隙跑掉了。一般說來，它們只能利用能量總效率的50％，而這種裝置則可以達(dá)到80％以上。這種發(fā)電裝置，較之其他形式的發(fā)電裝置，是再生性能源利用。本發(fā)明實施后，不用攔河筑壩，不用搬遷移民等問題，船只和魚類自由通行。能量充分利用，發(fā)電量多。


圖1本實用新型在江河發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為發(fā)電傳動圖。
圖3為葉片組剖視圖。
圖4為圖3的A向視圖。
圖5為葉輪主軸結(jié)構(gòu)圖。
圖6為潮汐發(fā)電原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，江河新型水力發(fā)電示意圖。在本圖中，該設(shè)施主要有調(diào)節(jié)堤8、調(diào)節(jié)閘板5、導(dǎo)向墩1、導(dǎo)向隔2、葉輪7、葉片6、檢修閘板3、船道11等組成。
調(diào)節(jié)堤它是在機組兩側(cè)設(shè)置的輔助設(shè)施，它主要用混凝土和黃土筑成。在枯水期，通過關(guān)閉調(diào)節(jié)閘，保證機組水量；在汛期，提升閘板，用來泄洪。
調(diào)節(jié)閘板它是一般的水利設(shè)施，材料和制作技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)，這里不在多說。
導(dǎo)向墩它的主要作用是，配合各個導(dǎo)向隔，構(gòu)筑一個發(fā)電工程基礎(chǔ)。同時它也有與之相鄰的一組葉輪進(jìn)水導(dǎo)向作用，也是檢修閘板另一端的固定處。它主要由鋼筋混凝土筑就，它的有關(guān)尺寸視工程的實際需要而定。
導(dǎo)向隔它的主要作用是與其他同類和導(dǎo)向墩構(gòu)成發(fā)電工程基礎(chǔ)，更重要的是相當(dāng)于部分風(fēng)機殼、水泵殼之類，起到導(dǎo)向和隔流的作用。它主要由鋼筋混凝土筑就，它的有關(guān)尺寸視工程的實際需要而定。
檢修閘板它的主要作用是，在葉輪安裝和檢修時，隔離水體，便于施工。它固定在導(dǎo)向隔之間，材料和制作技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)。
船道它的主要作用是船只通行，它不需要像中國長江三峽工程那樣，船只通行要停下來提升或下降水位，它只需要在江邊修一個彎道，船只便可通行。它用現(xiàn)有水利技術(shù)修建，不需過多說明。
如圖2所示，發(fā)電機構(gòu)工作原理示意圖。
在本圖中，該系統(tǒng)是由主軸9、主動大齒輪11、從動輪一13、從動輪二14、從動輪三15、變速箱機構(gòu)12、發(fā)電機10、電調(diào)節(jié)機構(gòu)和電網(wǎng)等組成。
主軸它是葉輪軸的上端部分，它直接與主動大齒輪連接。在工作的過程中，它把葉輪所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速和扭矩完整地傳遞給主動大齒輪。其要求屬一般要求。
主動大齒輪它是根據(jù)發(fā)電機組要求設(shè)置其尺寸大小，按一定的傳動比與從動輪1配合。它的轉(zhuǎn)速等于葉輪轉(zhuǎn)速，我們稱之為原轉(zhuǎn)速V0。
從動輪1它的轉(zhuǎn)速和有關(guān)尺寸也是由發(fā)電機組要求而定，它與主動大齒輪嚙合獲得另外一個轉(zhuǎn)速，我們稱這個為轉(zhuǎn)速V1。它帶著這個轉(zhuǎn)速通過軸進(jìn)入變速箱機構(gòu)。
變速箱機構(gòu)它的齒輪數(shù)目和檔位以及有關(guān)尺寸均服從于發(fā)電機組運行設(shè)計要求，通過變速，向從動輪2提供一個轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速稱為V2。它根據(jù)實際情況可以設(shè)置一組或多組，用來滿足不同季節(jié)水體流量和流速差異必須調(diào)整轉(zhuǎn)速以保證發(fā)電機組運行參數(shù)正常的需要。
從動輪2它的轉(zhuǎn)速和有關(guān)尺寸也是由發(fā)電機組要求而定，它與從動輪3嚙合獲得一個發(fā)電機轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速稱為V3。
從動輪3它直接連接發(fā)電機主軸，轉(zhuǎn)速相同。
發(fā)電機采用現(xiàn)有技術(shù)中的水力發(fā)電機，機組配置通用。
電調(diào)節(jié)機構(gòu)它是使用現(xiàn)有技術(shù)對發(fā)電運行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的一整套技術(shù)。通過它，實現(xiàn)穩(wěn)定的電輸出參數(shù)。
電網(wǎng)采用現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備和技術(shù)。
葉輪片結(jié)構(gòu)如圖3、4所示。
在本圖中，該部件主要有上、下連接板(21、16)、葉輪頂板22、橫向加強圓鋼23、軸連接孔24、縱向加強圓鋼25、葉輪底板17、板連接孔18、葉輪片19和內(nèi)填料20等組成。
上、下連接板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是把各葉輪片連接成一體，組成一個完整的葉輪。
加強板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是為了加強葉輪片根部的強度和剛度。
葉輪頂板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是加強整個葉輪的強度和剛度，同時也防止水體從葉輪的上、下部進(jìn)入，影響葉輪正常運轉(zhuǎn)。
橫向加強圓鋼它們是由普通圓鋼制成，它們的數(shù)量、直徑和長度是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是加強葉輪片直徑方向上的強度和剛度，防止葉輪片受力后產(chǎn)生變形。
軸連接孔它們的有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定，可以是一排，也可以是二至三排，視葉輪的大小而定。它們的主要作用是由此插入固定螺栓，將葉輪片固定在主軸上。
縱向加強圓鋼它們是由普通圓鋼制成，直徑和長度是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它們的主要作用是加強葉輪片厚度方向上的強度和剛度，防止葉輪片受力后產(chǎn)生變形。
葉輪底板它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它的作用同葉輪頂板。
板連接孔它主要作用是與另一個葉輪片上的連接板進(jìn)行連接。
葉輪片它們是由普通鋼板制成，板厚和有關(guān)尺寸是根據(jù)不同的機組葉輪尺寸而定。它的形狀是將平板彎曲后形成與水流速度或轉(zhuǎn)速相匹配的圓滑曲面，其彎曲半徑是根據(jù)水流速度而定。設(shè)計原則是以平均水流速度下取得最佳轉(zhuǎn)動效率為主。
內(nèi)填料它的主要作用是加強葉輪片的強度，增大轉(zhuǎn)動慣量，更重要的是防止內(nèi)側(cè)腐蝕。它的主要材料選用輕質(zhì)材料，如廢塑料、廢橡膠和木屑等。
主軸結(jié)構(gòu)如圖5所示。
在本圖中，組件由上側(cè)軸承26、軸連接孔27、軸連接板28、主軸9、下側(cè)軸承29和下平軸承30等組成。
上側(cè)軸承它是普通平面軸承，側(cè)向布置，作用是固定主軸位置和減少主軸在轉(zhuǎn)動的過程中側(cè)向的摩擦力，同時也是防止主軸在轉(zhuǎn)動的過程中縱向的擺動。
軸連接孔它是開在軸連接板上的插孔，開孔數(shù)量根據(jù)葉輪的尺寸可開2～3排，孔徑根據(jù)實際需要而定。它的主要作用是通過螺栓將葉片固定在主軸上。
軸連接板它是由普通鋼板制成，焊接在主軸上，有關(guān)尺寸根據(jù)實際需要而定。它的主要作用是便于將葉片固定在主軸上。
主軸它是由普通軸類鋼材制成，有關(guān)尺寸根據(jù)實際需要而定。它的主要作用是與葉片等組成一個完整的葉輪組件。它是葉片產(chǎn)生的扭矩的輸送者，直接與主動大齒輪連接。
下側(cè)軸承它的有關(guān)要求和作用同上側(cè)軸承。
下平軸承它也是一種普通平面軸承，在主軸的底部(下頂端)布置。作用是減少主軸在轉(zhuǎn)動的過程中由于葉輪的重荷造成扭矩?fù)p耗。
權(quán)利要求1.一種新型發(fā)電裝置，它包括由若干并排設(shè)置的葉輪(7)構(gòu)成的葉輪機組，和通過傳動機構(gòu)接收來自葉輪機組動力的發(fā)電機(10)，其特征在于在機組兩側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)堤(8)，調(diào)節(jié)堤(8)設(shè)有調(diào)節(jié)閘板(5)，在一側(cè)的調(diào)節(jié)堤與葉輪機組相對處建有導(dǎo)向墩(1)，在相鄰葉輪之間建有導(dǎo)向隔(2)，在機組進(jìn)水方向豎向設(shè)有檢修閘板(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電裝置，其特征在于所述葉輪(7)包括安裝在主軸四周的若干個葉片組(6)，每個葉片組(6)都包括平行設(shè)置的葉輪頂板(22)和葉輪底板(17)，在葉輪頂板(22)和葉輪底板(17)之間設(shè)有葉輪片(19)，相鄰葉片組之間的葉輪頂板(22)和葉輪底板(17)互相固定連接成葉輪體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電裝置，其特征在于在每組葉輪前方設(shè)有大孔防護網(wǎng)，在江面的一旁修建一個旁通船道(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電裝置，其特征在于所述的葉輪機組分為落潮側(cè)機組群(31)和漲潮側(cè)機組群(32)，各組葉輪進(jìn)口處都設(shè)有閘板。
專利摘要一種新型發(fā)電裝置，它包括由若干并排設(shè)置的葉輪構(gòu)成的葉輪機組，和通過傳動機構(gòu)接收來自葉輪機組動力的發(fā)電機，在機組兩側(cè)設(shè)置有調(diào)節(jié)堤，調(diào)節(jié)堤設(shè)有調(diào)節(jié)閘板，在一側(cè)的調(diào)節(jié)堤與葉輪機組相對處建有導(dǎo)向墩，在相鄰葉輪之間建有導(dǎo)向隔，在機組進(jìn)水方向豎向設(shè)有檢修閘板，所述葉輪包括安裝在主軸四周的若干個葉片組，每個葉片組都包括平行設(shè)置的葉輪頂板和葉輪底板，在葉輪頂板和葉輪底板之間設(shè)有葉輪片，相鄰葉片組之間的葉輪頂板和葉輪底板互相固定連接成葉輪體。這種發(fā)電裝置，較之其他形式的發(fā)電裝置，是再生性能源利用。本實用新型實施后，不用攔河筑壩，不用搬遷移民等問題，船只和魚類自由通行。能量充分利用，發(fā)電量多。
文檔編號F03B13/22GK2591261SQ0228763
公開日2003年12月10日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者楊傳生 申請人:楊傳生