[发明专利]一种流水发电装置

说明书

本发明专利涉及的是一种流水发电装置，该装置属于液力机械领域，具体涉及一种适用在任何地貌及地质条件下的河流发电的装置。本发明以槽钢焊接而成的“Π”型结构的载体固定架搭载水流能获取模块、传动系统和数据采集与分析处理部分，而水流能获取模块用于将翼型叶片受水作用力产生的动升力转换为运动机构的水平往复运动；传动系统用于将叶片的直线往复摆动转换为轮系的同向旋转运动，并实现旋转力矩稳定输出，通过发电机将机械能转化电能。本发明适宜于任何地貌及地质条件下的河流发电，具有结构简单、容易维护、安全避灾、容量最大化、安全可靠、效费比高等诸多优点,可向沿河两岸、偏远山区居民提供生产和生活用电。

技术领域

本发明属于液力机械领域，具体涉及一种流水发电装置。

技术背景

河流能作为一种清洁的可再生能源，它具有分布广泛、储量丰富、可预测和无污染等诸多优点。河流能利用的传统方式是建设水力发电枢纽，即利用地势落差拦河筑坝，将河水高位势能转换为高速水流冲击水轮发电机组发电。然而，在地势平缓的广大平原或河道宽阔而不易筑坝的地带，直接利用河流动能发电成为一种替代方式。河流动能发电装置的核心装备是零水头或极低水头水力发电机组，已成为近些年来研究的热点领域。现有的水流能量转换装置主要有转轮式和振荡式两类，关于转轮式水轮机的关键技术及其水动力性能研究已经开展了大量的工作，取得了丰富成果。但是，应用于水深较浅、流速较低的河道时，转轮式水轮机存在结构上难以实现单机大型化的困难，而适应单向河流特性且结构相对简单的摆式装置可拓展优势明显。

由河道水深较浅及河水单向流动的特点出发，发明了一种流水发电装置，该装置以对称翼型直叶片作为水流能获取模块的关键部件，将一组或多组竖直叶片安装在横跨河道的直线滑道上，直线滑道两端分别固定在河道两岸基座上；在河水的作用下获能叶片组摆体沿滑道作直线往复运动，将水流动能转换为摆体直线运动机械能，再驱动直线或旋转发电机发电。该装置的主要特点是：能够基于河道的宽度实施横跨河道的整机单元设计，尽可能实现单机组容量最大化；装置的结构简单、布置紧凑，发电系统以及机械传动系统安装在水面以上，降低水下密封难度；并且易于实现河流动能发电和桥梁建设一体化设计，提高综合经济效益。

经检索发现，申请号为201210046027.5，公开号为CN103291534A的授权专利文件中公开了一种基于内错角原理的流水摆式能量转换装置。“本发明公开了一种基于内错角原理的流水摆式能量转换装置，它涉及一种水力发电装置。目前主流的水力发电装置常采用旋转叶轮进行能量的一次转换，当水流的流速低于0.8m/s时，旋转叶轮装置几乎不出力，然而，河流以及近岸潮流的流速往往在1.Om/s左右，旋转叶轮装置因结构复杂、成本高，不适合在水流缓慢的河流和近岸潮流中使用。本发明起动流速低，叶片面积大、摆杆长，结构简单，巧妙运用内错角原理实现自适应变换偏角，有效降低系统复杂程度，简化了系统结构。本发明由固定桩、联接筒、发电机、增速器、换向器、摆杆和叶片组成，叶片受水流作用带动摆杆往复摆动，经过换向器获得单向旋转运动，通过增速器增速进而驱动发电机运转，输出电能。”本发明专利所涉及的流水发电装置与公开号为CN103291534A的授权专利中所涉及的流水发电装置在具体组成和结构形式、具体工作方式和性能上存在明显不同。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有较好启动和发电性能，适宜于任何地貌及地质条件下的河流发电，具有机构简单、造价低廉、拆装便利、迁移方便、安全可靠、效费比高等诸多优点，可向沿河两岸、偏远山区居民提供生产和生活用电的流水发电装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种流水发电装置主要包括载体固定架1、水流能获取模块2、传动系统3和数据采集与分析处理部分，所述的载体固定架(1)固定在混凝土基座上；所述的水流能获取模块2用于捕获水流流动产生的能量；所述的传动系统3用于将获取的能量通过轮系传递到发电机39和角位移传感器50上；所述的数据采集与分析处理部分用于采集和分析该装置在水流发电过程中的时域、频域信号。