专利名称：一种叶轮式小型水利发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水利发电装置，特别是一种叶轮式小型水利发电装置。
背景技术：
随着人类社会的高速发展，全球范围内的石油、煤炭等天然资源型能源在不断减 少，并且环境保护的呼声越来越高，甚至对人类社会发展起到了 一定的制约和限制。利用清 洁可再生的新能源近年来受到普遍重视。于是，新型能源的开发应用技术迅速发展并日臻 完善。如风力发电机、太阳能电池板、新型水力发电机等等。在传统的利用水利发电方面， 必须具备三个条件，一是稳定的水流和流量；二是足够的落差，即水的落差势能；三是水力 发电机装置。同时满足这三个条件的自然地理地势是有限的。利用平缓的地理地势建造水 利发电站，不建大型水坝的水利发电站，及其相应的发电装置非常让人向往！
实用新型内容本实用新型目的是提供一种叶轮式小型水利发电装置，装机方便，通用性强，结构 简单，节能环保，不用建造水坝，利用平缓的地理地势就能建造水利发电站。充分克服了现 有技术的不足。本实用新型解决现有技术问题的方案是叶片、轮毂、轮辐和轮轴有机地固连为一 体组成叶轮，至少10个以上的弧形叶片固定设置于轮毂周边，不少于15根的轮辐将轮毂与 轮轴固连接，通过轮轴与前主轴螺栓式固连接，使叶轮整体与前主轴同步转动。基座依次设 置有轴承座、齿轮箱、测速仪、发电机的固定安装位，与叶轮同步转动的前主轴通过轴承座 的支撑与稳定，延伸至齿轮箱，经齿轮箱的变速加速后主轴经测速仪进一步向后延伸至发 电机位与发电机的转子连接。本实用新型的优点与积极效果本装置解决了水流较平缓地理地势的小规模水利 发电问题；本装置结构简单，装机方便；本装置亦可在所有流水量较小的河流上用于发电； 节省了常规能源，环保意义重大。
图1、为本实用新型的结构构造示意图，图2、为本实用新型的侧视安装构造示意图，图3、为本实用新型叶轮构造示意图。图中，1、叶轮，2、轴承座，3、齿轮箱，4、测速仪，5、发电机，6、前主轴，7、基座，8、地 基，9、轮辐，10、叶片，11、轮毂，12、轮轴，13、后主轴。
具体实施方式
附图为本实用新型实施例，
以下结合附图及实施例对本实用新型进行说明叶片 10、轮毂11、轮辐9和轮轴12有机地固连为一体组成叶轮1，至少10个以上的弧形叶片10固定设置于轮毂11周边，不少于15根的轮辐9将轮毂11与轮轴12固连接，通过轮轴12 与前主轴6螺栓式固连接，使叶轮1整体与前主轴6同步转动。基座7依次设置有轴承座 2、齿轮箱3、测速仪4、发电机5的固定安装位，与叶轮1同步转动的前主轴6通过轴承座2 的支撑与稳定，延伸至齿轮箱3，经齿轮箱的变速加速后主轴13经测速仪4进一步向后延伸 至发电机5位与发电机5的转子连接。前主轴6与齿轮箱3内的大齿轮相连接，后主轴13 与齿轮箱3的小齿轮相连接，前后主轴转速比提高5-10倍。下面结合本装置具体部件的设计要求和工作原理进一步说明，如图1所示，一、主 轴部分，叶轮1和前主轴6之间采用螺栓固定连接，轮毂11需要一个中法兰与前主轴6上 的法兰盘连接，螺栓及前主轴6的强度要在一定的水力冲击载荷之内。从叶轮1到发电机 5之间的前主轴6和后主轴13是两根很长的轴，所以轴的刚性要好，为了防止在在旋转过 程中，主轴的偏摆变形，在叶轮1与齿轮箱3之间安装了轴承座2。不仅起到了支撑作用， 还保证了轴的转动灵活。二、齿轮箱3，是一个主轴加速装置，水流冲击(如图3箭头所指 方向)带动叶轮1转动的速度每秒仅有1-2转，这样的主轴转速进行发电效率很低，在叶轮 1的主轴输出转速的方向安装一个齿轮加速装置。可以将主轴的输出转速提高5-10倍，这 样就可大大提高发电机的工作效率，在加速后的后主轴13将安装一个测速仪器4，用来显 示其转速，并计算本装置输出的发电量。三、叶轮部分，轮毂11与前主轴6连接，传递扭矩； 24根轮辐9可连接轮毂11与轮轴12，起到支撑作用；叶片10连接到轮毂上，叶片10受到 水流冲击后会将力传递到轮毂11上，进而转换成扭矩，能使前主轴6转动；叶片10部分，用 于接受水流的冲击力，叶片10面积过小，水撞击到叶片上的力量较小，轮毂11转动扭矩不 够。叶片10过大，叶轮1自重增加，转动不灵活，因此叶片的设计很关键，不仅要结实可靠， 耐冲击，还要符合流水动力学原理，能在水流一定的变化范围内持续工作。下面结合安装使用方法对本装置进行说明首先在河流的最大落差地方打好长方形水泥地基8，方向垂直于流水方向。在水泥 地基8上安装基座7。要把基座7支撑平稳，并与水泥地基连接牢固。在基座7的前部安装 轴承座2，轴承座需固定牢固。轴承座上孔的方向要与底座方向一直，保证前主轴6能顺利 通过轴承，并且转动灵活，在基座7前方上部安装一个齿轮箱3。齿轮箱3必须是一个加速 机构，前主轴6通过轴承座2直接与齿轮箱3中的大齿轮轴连接。通过齿轮变速机构，提高 了主轴的转速。其次把从齿轮箱3伸出的与小齿轮连接的后主轴13上安装一个测速仪4，测速仪 用来测量主轴转速，便于对整个机组进行控制，在后主轴13的最末端安装发电机5，发电机 要安装在底座的最后，与底座连接牢固，后主轴13与发电机转子连接。最后安装叶轮部分， 叶轮1上的轮辐9、叶片10、轮毂11、轮轴12已存在于一个整体，把叶轮法兰与前主轴6最 前端连接。本装置就全部安装完成。第三运行，将安装好的叶轮置于水中，水流从上而下冲击叶片10，叶片受到力后传 递到轮毂11上，轮毂产生扭矩开始转动，轮毂转动就会带动主轴6进行转动，主轴通过轴承 座2进行支撑和平衡，并通过齿轮箱3加速机构，提高了主轴转速，转速加快的主轴直接与 发电机连接，就可以进行发电。发电机与加速器之间的测速仪用来检测主轴转速。可对发 电过程实施检测。
权利要求一种叶轮式小型水利发电装置，其特征是叶片(10)、轮毂(11)、轮辐(9)和轮轴(12)有机地固连为一体组成叶轮(1)，至少10个以上的弧形叶片(10)固定设置于轮毂(11)周边，不少于15根的轮辐(9)将轮毂(11)与轮轴(12)固连接，通过轮轴(12)与前主轴(6)螺栓式固连接，使叶轮(1)整体与前主轴(6)同步转动，基座(7)依次设置有轴承座(2)、齿轮箱(3)、测速仪(4)、发电机(5)的固定安装位，与叶轮(1)同步转动的前主轴(6)通过轴承座(2)的支撑与稳定，延伸至齿轮箱(3)，经齿轮箱的变速加速后主轴(13)经测速仪(4)进一步向后延伸至发电机(5)位与发电机(5)的转子连接。
2.根据权利要求1所述的叶轮式小型水利发电装置，其特征是前主轴(6)与齿轮箱(3)内的大齿轮相连接，后主轴(13)与齿轮箱(3)的小齿轮相连接，前后主轴转速比提高 5-10 倍。
专利摘要本实用新型公开了一种叶轮式小型水利发电装置，涉及小型水利发电领域。其技术关键是叶片、轮毂、轮辐和轮轴有机地固连为一体组成叶轮，至少10个以上的弧形叶片固定设置于轮毂周边，轮辐将轮毂与轮轴固连接，通过轮轴与前主轴螺栓式固连接，使叶轮整体与前主轴同步转动。基座依次设置有轴承座、齿轮箱、测速仪、发电机的固定安装位，与叶轮同步转动的前主轴通过轴承座的支撑与稳定，延伸至齿轮箱，经齿轮箱的变速加速后主轴经测速仪进一步向后延伸至发电机位与发电机的转子连接。本装置解决了水流较平缓地理地势的小规模水利发电问题；本装置结构简单，装机方便；本装置亦可在所有流水量较小的河流上用于发电；节省了常规能源，环保意义重大。
文档编号F03B3/00GK201582040SQ20092027486
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者吴鑫德, 曲晓晰, 齐建周 申请人:国水投资集团西安风电设备股份有限公司