[实用新型]一种水流发电装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种水力发电装置，更具体是涉及一种利用潮水、海流或河川的水流水平流动的动能来发电的水流发电装置。

背景技术

利用天然能量的发电有风力发电和水力发电，一般的水力发电是在江河中筑坝，将水位抬高，利用水的势能带动水轮机发电，这种利用水流的垂直落差形成的势能来发电的水力发电必须具有一定的水位差，因此设置条件受到限制。中国有广阔的海域和内河流域面积，每时每刻，江海里的水不停歇的流动着，这些水流蕴含着巨大的能量，但目前这种巨大的能量并没有得到充分的利用，而是任其自己消失浪费掉。随着能源的不断减少以及环境的不断污染，环保型的新能源成为人们期待和渴望的需求，而利用潮水、海流或河川的水流发电，不产生任何副产物，是一种有很好发展前景的环保发电方式。最近几年，水力发电技术的探索和研发正方兴未艾，从已公开的资料可以看出，利用水流水平流动的动能发电的发电装置，基本都是采用在水中设置旋转体，利用旋转体在自然水流作用下的旋转来发电，结构大体可以分为两类，一类是旋转轴与水平面平行的发电装置，另一类是旋转轴与水平面垂直的发电装置，由于旋转体在旋转的过程中需要克服自身的重量，需要较大的水流动能才能启动发电，因此这些水流发电装置的发电效率并不高。

发明内容

为解决以上存在的问题，本实用新型的目的是提供一种利用潮水、海流或河川的水流发电且发电效率高的水流发电装置。

为实现以上目的，本实用新型的水流发电装置，包括位于水面的安装平台、变频器和变压器，安装平台下面设置有叶轮、发电机和齿轮箱，其特征在于：所述水流发电装置还包括位于安装平台上的转动机构和倒置于水中的塔筒及机舱，机舱位于塔筒远离水面的一端，塔筒接近水面的上端部固定于转动机构上；所述发电机和齿轮箱设置于机舱一侧；所述叶轮是由轮毂和若干叶片构成，轮毂的中心轴与水面平行且通过齿轮箱与发电机连接，叶片远离轮毂中心的远心端套接有轮环，轮环为侧壁空心的圆筒结构，轮环的空心结构使得叶轮在水中获得的浮力抵消叶轮自身的重量，从而使叶轮成为零重量的叶轮；所述安装平台固定于由浮筒构成的悬浮框架上，悬浮框架通过拉绳和地锚固定漂浮在水面上；发电机通过位于塔筒内的电缆线将电输送到变频器和变压器，经变频、变压后并入电网。

为了减少水流进入叶轮受到的阻力，同时加快水流进入叶轮后的速度，更好提高叶片的转速，上述轮环的侧壁与中心轴平行的截面为直角三角形，该直角三角形呈前端尖后端宽的结构。

为了使进入叶轮的水流全部用于做功发电，上述叶片的远心端以一定角度的扭角与轮环的侧壁连接，叶片前缘与远心端的交点和轮环前端沿保持一定的距离。

为了防止安装平台的漂移和转动，上述浮筒为长条状圆形浮筒，悬浮框架包括由若干内置浮筒纵横交错形成的“井”字架和由若干外置浮筒围成的方形架，内置浮筒远离“井”字架中心的一端固定于外置浮筒的侧壁上，安装平台位于“井”字架的井口，方形架的四个角各连接一组拉绳和地锚。

为了便于根据水流方向和流速的大小及时调整叶轮的转向，以达到稳定发电，同时也为了检修和清洗叶轮需要，上述转动机构包括固定座、轴承、转动座、固定顶板、电机和减速机；固定座为筒状体，其底部与安装平台连接、顶部与固定顶板连结；转动座也为筒状体，转动座通过轴承与固定座连接，转动座的底部与塔筒上端部连接、上部外侧面设有可与小齿轮相啮合的大轮齿；减速机安装于固定顶板上，电机安装于减速机上，小齿轮套接在减速机的输出轴上。

上述安装平台为中心开设有可供塔筒上端部通过的圆孔的金属板，该金属板的外边缘固定于“井”字架上、内边缘与转动机构的固定座连接。

上述塔筒的高度优选10－55米，叶轮叶片的直径优选9－100米，叶片的数量优选4－50片，轮环的高度为0.5－8米。

由于叶轮转轴与齿轮箱处于动密封状态且在深水中承受很大的压力，为了减少其压力且达到齿轮箱内的油不向外渗漏，上述塔筒内接近水面但低于水面处设置一个储油灌，该储油灌通过补油管与齿轮箱相连，使齿轮箱内的压力略低于同位置的外部压力，确保叶轮转轴与齿轮箱之间的密封圈承受最小的压力，保证齿轮箱里的油不会向外渗漏。

为了消除齿轮箱内因温度变化而改变齿轮箱内的压力造成渗油或渗水，上述储油罐的顶部设有用于调节储油罐体积的膨胀器。