[发明专利]直流式摩天轮水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种新型的低水头大流量潮汐能水力发电装置，属于一种水力发电设备。

技术背景

发电技术早已成为一种成熟的应用技术，它根据发电方式的不同，配备有不同的发电设备，如火力发电必需配备燃气轮机、水力发电根据发电水头的高低须配备不同型式的水轮机等等。以上各种成熟的发电技术在中国专利公报和教课书上均能一一找到相应的公开技术。二十世纪后，随着能源消耗的不断增加，石油危机的出现，新能源的利用和开发以及节能减排被世界各国所重视，其中潮汐能是各国竞相开发的重点，这一取之不尽的自然洁净能源，虽然储量巨大，但却尚未达到大规模商业开发阶段，其主要原因是：发电水头低，海水中设备保护难。使用常规低水头轴流式或贯流式水轮机制造和用材要求高、土建工程量大，常规水轮机尾水管有淹没要求，机坑开挖很深，使得单位千瓦装机造价居高不下，从而导致潮汐能开发利用的经济性欠佳。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种利用上下游的位能差所形成的压力流通过轮槽流道直接推动的直流式摩天轮水轮机，它通过增速机和发电机，实现能量的有效转换，为潮汐能大规模开发提供了一种新的、经济型潮汐发电设备。

本发明由轮轴、钢构轮架和轮叶组成一形如摩天轮机构；该摩天轮水轮机被置于专用轮槽的流道内，轮轴固定在流道两侧的水轮机支座上，当流道内的有压水流推动摩天轮水轮机转动时，带动依次连接的增速器和发电机，实现水力发电。

所述的摩天轮水轮机根据发电工况，能正向或反向运转。

所述的摩天轮水轮机可以是至少两台并联运行，并至少与一台发电机组连接。

本发明将所述的直流式摩天轮水轮机通过增速器与经济型发电机连接组成发电机组。

本发明所述的增速器为齿轮式增速机构或为皮带轮(含链齿式，下同)增速机构的增速器。所述的增速器为主动轮传动配置或主动轴传动配置二种。

本发明是一种全新理念的水轮机，它采用杠杆原理，转轮直径巨大尤如摩天轮，在转轮的周边配置一圈轮叶即成为摩天轮水轮机。把这种摩天轮水轮机置于专用轮槽的流道内，轮槽也为水流流道，轮槽与水轮机之间的间隙越小，水能利用率就越高。它利用上下游水位差的压力流直接推动轮叶使摩天轮水轮机转动，故命名为直流式摩天轮水轮机。它具有结构简单，用材要求低、制造方便、维护容易、造价低廉等特点。

本发明所述的水轮机不需要深埋水下，使流道土建工程量成倍下降；采用卧式机组布置，可使水轮机单独配置增速器和发电机运行或多台水轮机并联运行，水轮机在并联配置运行时可使发电机单机容量以倍数提升。因此这种新型直流式摩天轮水轮机使低水头潮汐发电机组单位千瓦造价成倍下降。

附图说明

图1是本发明的水力发电机组示意图。

图2是本发明所述的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：附图1、2所示，本发明主要由水轮机(1)、增速器(2)及发电机(3)组成了发电机组，所述的水轮机(1)轮轴(4)支撑在水轮机支座上。本发明所述的水轮机主要由轮轴(6)、钢构轮架(7)和半封闭的轮叶(8)所组成。本发明所述的增速器(2)为互啮合成齿轮增速机构或为皮带轮传动增速机构；所述的增速器(2)为主动轮传动配置或主动轴传动配置二种。所述的增速器结构为一种常规技术，因此与本发明所述的发电机一样，属于本领域技术人员所熟练掌握的常规技术。

本发明所述的摩天轮水轮机根据发电工况，能正向或反向运转。所述的摩天轮水轮机可以是至少两台并联运行，并至少与一台发电机组连接。

本发明是一种全新理念的水轮机，它采用杠杆原理，转轮直径巨大尤如摩天轮，在转轮的周边配置一圈内置轮叶即成为摩天轮水轮机。把这种摩天轮水轮机置于专用轮槽的流道内，利用上下游水位差的压力流直接推动轮叶使摩天轮水轮机转动，故命名为直流式摩天轮水轮机；

这种水轮机因直径较大，利用低水头有压流直接推动水轮机转动，所以一般水轮机设计转速较慢，以减少动能损失。在通常情况下，需通过增速器增速后带动经济型发电机发电比较经济。因此，这种经济型低水头水力发电机组形成摩天轮水轮机——增速器——发电机基本三件套。