[发明专利]一种流水发电装置

说明书

本发明公开了一种流水发电装置，包括叶轮和叶轮轴，所述叶轮包括叶片，其特征在于：在旋转方向与流水方向相反的叶片外部设有遮流罩。本发明通过在与流水方向相反的叶片外部安装遮流罩，通过遮流罩将叶片与流水隔离，从而使旋转方向与流水方向相反的叶片不再受到流水的反向作用力，进而可大幅度降低流水的反向阻力，提高水能的利用率，可低成本、低能耗、高效率实现高品质的流水发电，对促使流水资源的规模化应用具有重要价值。

技术领域

本发明是涉及流水发电技术，具体说，是涉及一种流水发电装置。

背景技术

众所周知，水资源是宝贵的清洁可再生资源，可以作为解决能源制约的长效手段，由于流水发电不会给社会造成因为建水库而带来的移民安置、影响生态环境、投资巨大等问题，因而流水发电受到前所未有的重视。但目前流水发电的原理主要是利用水位差产生的强大水流所具有的动能推动水轮机带动发电机组而发电。现在基本上都是采用螺旋桨叶式进行水力发电，如：美国在水里安装直径达70米的螺旋浆发电，利用水流推动螺旋浆旋转，带动发电机发电。但这种螺旋浆旋转的发电方法具有制造成本高的缺点，特别是桨叶边缘的线速度高、阻力大，存在水能转化率低的难题。以直径为70米、转速为10r/m的螺旋浆为例：桨叶的边缘线速度达到36.6米/秒，相当于121公里/小时的水阻力。这种水阻力的存在会极大地消耗水流自身的动能，导致发电量减少。为什么不用叶轮发电？因为当叶轮在水力推动下旋转时，轮轴的上方叶片与下方叶片的旋转方向是相反的，这种相反旋转就会相互抵销推动力，导致能耗大、发电效率低、发电成本高，没有实用价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种流水发电装置，以低成本、低能耗、高效率实现高品质的流水发电，以促使流水资源的规模化应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种流水发电装置，包括叶轮和叶轮轴，所述叶轮包括叶片，其特征在于：在旋转方向与流水方向相反的叶片外部设有遮流罩。

本发明通过在与流水方向相反的叶片外部安装遮流罩，通过遮流罩使流水对叶片的反向冲击力予以隔离，从而使旋转方向与流水方向相反的叶片不再受到流水的反向作用，因而可大幅度降低流水的反向阻力，提高水能的利用率。

作为优选方案，所述遮流罩能根据流水方向沿叶轮轴的旋转调节流水量。因为流水方向是会不断变化的，通过旋转可适应流水方向的改变，特别是当叶轮轴与水平面垂直时，这种改变更加重要。同时，通过遮流罩的旋转也可达到调节流水大小的作用，通过调节流水大小，可以保持流水的相对稳定，提高电能的品质。

作为优选方案，在所述遮流罩上设有开合门。通过开合门的开启或闭合可以调节流水大小，从而保持比较稳定的流水，保证所发电能的品质。

作为优选方案，所述叶片为弧形叶片。当弧形叶片与流水方向相对时，可获得更多的水能。

作为进一步优选方案，在弧形叶片的两端设有挡板。在弧形叶片的两端设置挡板，可将两端的流水锁住，提高水能的利用率。

作为进一步优选方案，在所述挡板上设置传动轮，所述传动轮与发电机相连接。

作为进一步优选方案，所述弧形叶片上设有至少一块分隔板，使所述弧形叶片被分隔为多段。通过分隔板的阻挡作用，可将流水锁住在隔离区内，防止流水扩散，提高水能的利用效率。

作为进一步优选方案，在所述叶轮轴上安装有至少一个输出轮，所述输出轮具有离合功能。流水的大小是不断变化的，通过在叶轮轴上安装一个或一个以上的动力传输轮，当流水变小时，通过离合连接功能使其中的部分动力传输轮分离，从而减少发电负荷，保证发电品质；同样，当流水变大时，使其中的动力传输轮连接上，增加发电负荷，从而充分利用水能发电，并保证发电品质。