一种采用风力辅助的水利发电装置的制作方法

本发明涉及一种采用风力辅助的水利发电装置。

背景技术：

水力发电是发电的一种方式，利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。它是由建筑物来集中天然水流的落差，形成水头，并以水库汇集、调节天然水流的流量，当水流通过水轮机时，水轮机受水流推动而转动，水轮机带动发电机发电，机械能转换为电能，再经过变电和输配电设备将电力送到用户。水能为自然界的再生性能源，随着水文循环，重复再生。水力发电在运行中不消耗燃料，运行管理费和发电成本远比燃煤电站低。水力发电在水能转化为电能的过程中不发生化学变化，不排泄有害物质，对环境影响小，因此水力发电所获得的是一种清洁的能源，因此被广泛使用。

而在一些地区，因为干旱和枯水期的影响，水流量较小，甚至干枯，造成水利发电装置运行效果不理想，甚至无法运行。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种采用风力辅助的水利发电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用风力辅助的水利发电装置，包括底座、蓄水箱、排水箱、发电机构、风力辅助机构、升降机构，所述蓄水箱固定在底座上方，所述排水箱设置在底座上，所述发电机构设置在蓄水箱和排水箱之间，所述风力辅助机构设置在底座上方，所述升降机构设置在排水箱上方，所述风力辅助机构包括支架、调向组件、驱动组件和从动组件，所述支架包括立柱和横杆，所述横杆通过立柱设置在底座上方；

所述发电机构包括下水管、发电机和水轮，所述下水管设置在蓄水箱和排水箱之间，所述排水箱通过下水管与蓄水箱内部连通，所述发电机竖向设置在下水管内，所述水轮安装在发电机上；

所述调向组件包括固定盘、转盘、条形磁铁和四个调向单元，所述固定盘设置在横杆下方，所述固定盘位于蓄水箱和横板之间，所述固定盘内设有通孔，所述转盘位于通孔内，所述转盘与固定盘滑动连接，所述转盘与固定盘同轴设置，所述条形磁铁竖向设置在转盘上，四个调向单元均设置在固定盘上，相邻的两个调向单元形成的夹角为90度，所述调向单元包括电磁铁、微触开关、挡板、压块和第一弹簧，所述电磁铁设置在固定盘上，所述微触开关设置在电磁铁上，所述微触开关通过电池与电磁铁电连接，所述挡板设置在固定盘的一侧，所述压块设置在挡板上，所述压块与微触开关正对设置，所述第一弹簧设置在挡板与微触开关之间，所述第一弹簧套设在压块上，所述第一弹簧的一端与挡板连接，所述第一弹簧的另一端与微触开关连接；

所述驱动组件包括风扇、驱动轴和第一伞齿轮，所述驱动轴设置在转盘下方，所述驱动轴与条形磁铁在同一平面内形成的夹角为90度，所述驱动轴上套设有第一轴承座，所述第一轴承座与转盘连接，所述风扇设置在驱动轴的一端，所述第一伞齿轮套设在驱动轴的另一端，所述第一伞齿轮与驱动轴转动连接；

所述从动组件包括第二伞齿轮、第一转轴和第二转轴，所述第一转轴设置在转盘上，所述第二伞齿轮套设在第一转轴上，所述第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合，所述第二转轴设置在水轮上，所述第二转轴与水轮传送连接，所述第一转轴、第二转轴和转盘同轴设置，所述第一转轴远离转盘的一端设有套管，所述套管与第一转轴同轴设置，所述套管内设有限位杆，所述第二转轴远离水轮的一端设有限位管，所述限位管与第二转轴同轴设置，所述限位管上设有卡块；

所述升降机构包括导向杆、移动杆、支杆和冲击板，所述导向杆设置第二转轴上方，所述导向杆上设有穿孔，所述穿孔内设有第二轴承座，所述第二轴承座套设在第一转轴上，所述立柱上设有限位单元，所述限位单元包括限位块、滑杆和第二弹簧，所述限位块设置在立柱上，所述限位块上设有圆孔，所述滑杆设置在导向杆的一端，所述滑杆穿过圆孔，所述滑杆和限位块滑动连接，所述第二弹簧设置在限位块与导向杆之间，所述第二弹簧的一端与导向杆连接，所述第二弹簧的另一端与限位块连接，所述移动杆设置在导向杆远离滑杆的一端，所述支杆设置在排水箱内，所述冲击板设置在支杆上，所述支杆与冲击板的中部铰接，所述下水管底部设有入水管，所述冲击板的一端位于入水管的下方，所述冲击板的另一端与移动杆抵靠。

为了使得蓄水箱内保持一定的水量，所述排水箱内设有水泵，所述蓄水箱和排水箱之间设有水管，所述蓄水箱通过水管与排水箱内的水泵连通。

为了避免水位过高，影响冲击板的移动，所述排水箱的一侧设有排水管，所述排水管与底座的最大距离小于立柱与底座的最大距离。

为了减少移动杆与冲击板的摩擦，所述移动杆远离导向杆的一端设有滑轮，所述滑轮与冲击板滚动连接。

为了对导向杆的移动进行更好的限位，所述立柱上设有滑槽，所述导向杆靠近滑杆的一端位于滑槽内，所述移动杆与滑槽滑动连接。

为了实现更好采风效果，所述挡板的截面为弧形，所述挡板的弧形截面的圆心位于挡板远离压板的一侧。

为了对第一转轴实现固定，所述转盘上设有第三轴承座，所述第一转轴的顶部位于轴承座内。

为了使得水流更好的流入蓄水箱，所述蓄水箱顶部设有进水槽，所述进水槽向着蓄水箱方向倾斜设置。

本发明的有益效果是，该采用风力辅助的水利发电装置通过利用多余的电量向蓄水箱输送水，使得冲击水轮的水量增多，实现更好的发电效果，通过水流冲击冲击板形成的冲击力大小，在杠杆原理的作用下，对风力辅助机构实现自动定位，从而自动运行风力辅助机构进行辅助发电，避免了枯水期水流不足的情况下，水利发电效率不高的问题，同时通过挡板自动判断风向，使得风扇能接受较大的风力，实现更好的风力辅助发电效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的采用风力辅助的水利发电装置的结构示意图；

图2是本发明的采用风力辅助的水利发电装置的调向组件的结构示意图；

图3是图2的a部放大图；

图4是本发明的采用风力辅助的水利发电装置的套管与限位杆的连接结构示意图；

图5是是本发明的采用风力辅助的水利发电装置的限位管与卡块的连接结构示意图；

图中：1.底座，2.蓄水箱，3.排水箱，4.立柱，5.横杆，6.下水管，7.发电机，8.水轮，9.固定盘，10.转盘，11.条形磁铁，12.电磁铁，13.微触开关，14.挡板，15.压块，16.第一弹簧，17.风扇，18.驱动轴，19.第一伞齿轮，20.第二伞齿轮，21.第一转轴，22.第二转轴，23.套管，24.限位杆，25.限位管，26.卡块，27.导向杆，28.移动杆，29.支杆，30.冲击板，31.限位块，32.滑杆，33.第二弹簧，34.入水管，35.排水管，36.进水槽。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种采用风力辅助的水利发电装置，包括底座1、蓄水箱2、排水箱3、发电机7构、风力辅助机构、升降机构，所述蓄水箱2固定在底座1上方，所述排水箱3设置在底座1上，所述发电机7构设置在蓄水箱2和排水箱3之间，所述风力辅助机构设置在底座1上方，所述升降机构设置在排水箱3上方，所述风力辅助机构包括支架、调向组件、驱动组件和从动组件，所述支架包括立柱4和横杆5，所述横杆5通过立柱4设置在底座1上方；

水由蓄水箱2顶部的进水槽36流入蓄水箱2内，蓄水箱2内的水向下流动，通过发电机7构进行发电，然后流入排水箱3内，然后水由排出管流出，在水流较小或者水流干枯的情况下，通过升降机构驱动风力辅助机构进行辅助发电，这里的排水管35设置在排水箱3的顶部，使得排水箱3内始终保存一部分水，利用多余的电量，水泵可以将排水箱3内的水抽送至蓄水箱2内，保持水力发电的稳定运行。

作为优选，为了使得水流更好的流入蓄水箱2，所述蓄水箱2顶部设有进水槽36，所述进水槽36向着蓄水箱2方向倾斜设置。

作为优选，为了使得蓄水箱2内保持一定的水量，所述排水箱3内设有水泵，所述蓄水箱2和排水箱3之间设有水管，所述蓄水箱2通过水管与排水箱3内的水泵连通。

如图1所示，所述发电机7构包括下水管6、发电机7和水轮8，所述下水管6设置在蓄水箱2和排水箱3之间，所述排水箱3通过下水管6与蓄水箱2内部连通，所述发电机7竖向设置在下水管6内，所述水轮8安装在发电机7上；

水从蓄水箱2内流入下水管6，水流下产生冲击力，冲击水轮8，使得水轮8旋转，实现了发电机7的发电。

如图2-3所示，所述调向组件包括固定盘9、转盘10、条形磁铁11和四个调向单元，所述固定盘9设置在横杆5下方，所述固定盘9位于蓄水箱2和横板之间，所述固定盘9内设有通孔，所述转盘10位于通孔内，所述转盘10与固定盘9滑动连接，所述转盘10与固定盘9同轴设置，所述条形磁铁11竖向设置在转盘10上，四个调向单元均设置在固定盘9上，相邻的两个调向单元形成的夹角为90度，所述调向单元包括电磁铁12、微触开关13、挡板14、压块15和第一弹簧16，所述电磁铁12设置在固定盘9上，所述微触开关13设置在电磁铁12上，所述微触开关13通过电池与电磁铁12电连接，所述挡板14设置在固定盘9的一侧，所述压块15设置在挡板14上，所述压块15与微触开关13正对设置，所述第一弹簧16设置在挡板14与微触开关13之间，所述第一弹簧16套设在压块15上，所述第一弹簧16的一端与挡板14连接，所述第一弹簧16的另一端与微触开关13连接；

当某个方向的风力较大时，风吹动挡板14，挡板14下压，挡板14驱动压块15下压，压块15触动微触开关13，微触开关13打开，使得电池向电磁铁12供电，电磁铁12就会产生吸力，吸动磁铁转动，使得磁铁和电磁铁12正对，磁铁驱动转盘10在固定盘9内转动，实现了调节风向的作用。

作为优选，为了实现更好采风效果，所述挡板14的截面为弧形，所述挡板14的弧形截面的圆心位于挡板14远离压板的一侧。

如图1所示，所述驱动组件包括风扇17、驱动轴18和第一伞齿轮19，所述驱动轴18设置在转盘10下方，所述驱动轴18与条形磁铁11在同一平面内形成的夹角为90度，所述驱动轴18上套设有第一轴承座，所述第一轴承座与转盘10连接，所述风扇17设置在驱动轴18的一端，所述第一伞齿轮19套设在驱动轴18的另一端，所述第一伞齿轮19与驱动轴18转动连接；

风吹动风扇17旋转，风扇17驱动驱动轴18旋转，驱动轴18驱动第一伞齿轮19旋转，第一轴承座使得驱动机构固定在转盘10上，使得风扇17能随着转盘10的转动进行调向，使得风扇17始终迎着风向，提高了风扇17的转动速度，提高了辅助发电效率，也避免了影响驱动轴18的转动。

如图4-5所示，所述从动组件包括第二伞齿轮20、第一转轴21和第二转轴22，所述第一转轴21设置在转盘10上，所述第二伞齿轮20套设在第一转轴21上，所述第二伞齿轮20与第一伞齿轮19啮合，所述第二转轴22设置在水轮8上，所述第二转轴22与水轮8传送连接，所述第一转轴21、第二转轴22和转盘10同轴设置，所述第一转轴21远离转盘10的一端设有套管23，所述套管23与第一转轴21同轴设置，所述套管23内设有限位杆24，所述第二转轴22远离水轮8的一端设有限位管25，所述限位管25与第二转轴22同轴设置，所述限位管25上设有卡块26；

第一伞齿轮19会驱动第二伞齿轮20旋转，第二伞齿轮20驱动第一转轴21旋转，第一转轴21驱动套管23旋转，套管23驱动限位杆24旋转，第二转轴22上的限位管25和卡块26的最大长度不大于套管23内壁的直径，使得限位管25和卡块26能移动到套管23内，卡块26与限位杆24的抵靠，会使得第一转轴21驱动第二转轴22旋转，第二转轴22驱动水轮8旋转，实现辅助发电。

作为优选，为了对第一转轴21实现固定，所述转盘10上设有第三轴承座，所述第一转轴21的顶部位于轴承座内。

如图1所示，所述升降机构包括导向杆27、移动杆28、支杆29和冲击板30，所述导向杆27设置第二转轴22上方，所述导向杆27上设有穿孔，所述穿孔内设有第二轴承座，所述第二轴承座套设在第一转轴21上，所述立柱4上设有限位单元，所述限位单元包括限位块31、滑杆32和第二弹簧33，所述限位块31设置在立柱4上，所述限位块31上设有圆孔，所述滑杆32设置在导向杆27的一端，所述滑杆32穿过圆孔，所述滑杆32和限位块31滑动连接，所述第二弹簧33设置在限位块31与导向杆27之间，所述第二弹簧33的一端与导向杆27连接，所述第二弹簧33的另一端与限位块31连接，所述移动杆28设置在导向杆27远离滑杆32的一端，所述支杆29设置在排水箱3内，所述冲击板30设置在支杆29上，所述支杆29与冲击板30的中部铰接，所述下水管6底部设有入水管34，所述冲击板30的一端位于入水管34的下方，所述冲击板30的另一端与移动杆28抵靠。

当水量充足时，水会从入水管34流出，冲击冲击板30的一端，使得冲击板30的一端下移，在杠杆原理的作用下，冲击板30的另一端就会向上移动，冲击板30就会驱动移动杆28向上移动，移动杆28驱动导向杆27向上移动，移动杆28移动第一转轴21向上移动，使得套管23和限位管25脱开，使得风扇17无法驱动水轮8旋转，避免了水轮8的过度旋转，造成零件耗损加剧，这里的限位单元是为了使得导向杆27始终沿着滑杆32方向上下移动，当导向杆27上移时，第二弹簧33处于压缩状态，第二弹簧33的回复力产生向外的推力，此时该推力小于水冲击冲击板30的冲击力，使得限位管25和套管23保持脱开状态，当水量不足时，水对冲击板30的冲击力就会小于第二弹簧33的推力，第二弹簧33就会驱动导向杆27向下移动，导向杆27驱动移动杆28向下移动，使得冲击板30靠近移动杆28的一端向下移动，而导向杆27又会使得套管23套在限位管25上，再由限位杆24驱动卡块26旋转，卡块26带动限位管25旋转，限位管25带动第二转轴22旋转，第二转轴22带动水轮8旋转，实现了辅助发电，这里冲击板30受冲击后向下移动的距离大于限位管25的长度，是为了使得套筒能完全与限位管25脱开，同时水面与底座1的距离应小于冲击板30受冲击时，冲击板30与底座1的最小距离，是为了防止排水箱3内的水影响入水管34流出的水的冲击力。

作为优选，为了减少移动杆28与冲击板30的摩擦，所述移动杆28远离导向杆27的一端设有滑轮，所述滑轮与冲击板30滚动连接。

作为优选，为了对导向杆27的移动进行更好的限位，所述立柱4上设有滑槽，所述导向杆27靠近滑杆32的一端位于滑槽内，所述移动杆28与滑槽滑动连接。

作为优选，为了避免水位过高，影响冲击板30的移动，所述排水箱3的一侧设有排水管35，所述排水管35与底座1的最大距离小于立柱4与底座1的最大距离。

该装置使用时，通过水冲击水轮8实现发电，通过风扇17旋转带动水轮8旋转，实现辅助发电，通过升降机构根据水流冲击大的大小，自动调节风力辅助机构的位置，避免水轮8受双重力的影响，造成零件过度损耗，通过调向组件使得风扇17与风向平行，使得风扇17提高更大的驱动力。

与现有技术相比，该采用风力辅助的水利发电装置通过利用多余的电量向蓄水箱2输送水，使得冲击水轮8的水量增多，实现更好的发电效果，通过水流冲击冲击板30形成的冲击力大小，在杠杆原理的作用下，对风力辅助机构实现自动定位，从而自动运行风力辅助机构进行辅助发电，避免了枯水期水流不足的情况下，水利发电效率不高的问题，同时通过挡板14自动判断风向，使得风扇17能接受较大的风力，实现更好的风力辅助发电效果。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。