一种远距离输水管路中的水力发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水力发电技术领域，具体涉及一种远距离输水管路中的水力发电装置。
【背景技术】
[0002]近年来，水力发电技术领域发展了许多水力发电装置，例如放于海洋，利用海洋潮汐流发电的潮汐式式水轮机;放于河流利用河水的自由流动而发电的螺旋式水轮机。
[0003]现有水力发电装置不适用于远距离输水管路系统中。
[0004]在远距离输水管路系统中，常常需要对管路压力、流量、水质等参数进行监测，通常采用与各参数对应的自动测量装置来进行监测和信号传输，比如采用压力传感器测量管路压力。
[0005]虽然自动测量装置功率小，但是由于自动测量装置所在位置往往比较偏远，其所需电量的供应往往非常困难，对自动测量装置的供电需要牵引电线，成本较高。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的缺陷，本发明提供一种远距离输水管路中的水力发电装置，以解决现有水力发电装置不适用于远距离输水管路系统的问题。
[0007]为此目的，本发明提出一种远距离输水管路中的水力发电装置，包括:管道、转轮、发电机；
[0008]所述管道的两端分别连接远距离输水管路；
[0009]所述转轮安装在所述管道中；
[0010]所述转轮的转轴与所述发电机的转子连接。
[0011]可选的，所述转轮为球形转轮。
[0012]可选的，所述管道设置两个安装口；
[0013]相应地，所述转轮安装在所述管道中，包括:
[0014]所述转轮的转轴的两端分别安装在一个安装口中。
[0015]可选的，所述管道的直径与远距离输水管路的直径相同。
[0016]可选的，所述管道的两端分别通过法兰连接远距离输水管路。
[0017]可选的，所述水力发电装置，还包括:与所述发电机连接的整流器。
[0018]可选的，所述水力发电装置，还包括:与所述整流器连接的蓄电池；
[0019]所述蓄电池，用于给远距离输水管路中的各自动测量装置供电。
[0020]可选的，所述水力发电装置，还包括:电流保护装置，用于调节蓄电池的供电电量；
[0021]所述整流器、电流保护装置及蓄电池依次连接。
[0022]可选的，所述转轮的转轴与所述发电机的转子连接，包括:
[0023]所述转轮的转轴与所述发电机的转子通过联轴器连接。
[0024]可选的，所述管道的两个安装口分别设置有密封装置，用于密封安装口。
[0025]相比于现有技术，本发明的水力发电装置，可利用输水管路中水流的能量进行发电，适用于远距离输水管路系统。
[0026]进一步地，本发明的水力发电装置，可给远距离输水管路系统中各自动测量装置供电，解决了远距离输水管路系统中对自动测量装置的供电需要牵引电线，成本较高的问题，达到充分利用水力能源，节约成本的效果。
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例提供的一种远距离输水管路中的水力发电装置结构图；
[0028]图2为本发明实施例提供的一种转轮结构图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0030]如图1所示，本实施例公开一种远距离输水管路中的水力发电装置，该装置可包括:管道1、转轮、发电机2。
[0031]本实施例中，所述转轮包括转轴3以及多个叶片4;所述管道1的两端分别连接远距离输水管路;所述转轮安装在所述管道1中；所述转轮的转轴3与所述发电机2的转子连接。
[0032]本实施例的水力发电装置，可利用输水管路中水流的能量进行发电，适用于远距离输水管路系统。
[0033]在一个具体的应用中，如图2所示，所述转轮为球形转轮。需要说明的是，本领域技术人员可根据实际的应用场景，采用计算流体力学中的升力法，确定叶片4的翼型结构，使得转轮在小流量下具有足够的升力，能够产生足够转矩，以达到小流量下启动(即转动)的目的。
[0034]本实施例中，例如0.6m/s至0.9m/s之间的任一流速均为小流速。
[0035]本实施例中，由于转轮为球形转轮，在旋转时，每一个可能的攻角都存在对应的翼型，相对于非球形转轮，球形转轮的叶片总受力稳定，不随着转动角度的变化而突然改变，叶片工作中所受压力峰值较低。并且球形转轮震动、噪音小。
[0036]在一个具体的应用中，所述管道1设置两个安装口，如图1中的附图标记5和6;相应地，所述转轮安装在所述管道1中，包括:所述转轮的转轴3的两端分别安装在一个安装口中。
[0037]在一个具体的应用中，所述管道1的直径与远距离输水管路的直径相同。所述管道1的两端分别通过法兰连接远距离输水管路，图1中的附图标记7为法兰。本实施例中的水力发电装置由于管道的两端分别通过法兰连接远距离输水管路，因此便于在远距离输水管路中安装与拆卸检修。
[0038]在一个具体的应用中，上述水力发电装置，还可包括:与所述发电机2连接的整流器。整流器可将所述发电机2所发交流电转为直流电。
[0039]在一个具体的应用中，上述水力发电装置，还可包括:与所述整流器连接的蓄电池;所述蓄电池，用于给远距离输水管路中的各自动测量装置供电。由于整流器将所述发电机2所发交流电转为直流电，因此直流电可对蓄电池进行充电。本实施例中，发电机2的功率应满足对蓄电池充电的功率。
[0040]在一个具体的应用中，为了保护蓄电池，防止充电电流过大，本实施例中，在整流器与蓄电池之间，还设置有电流保护装置，用于调节蓄电池的供电电量。整流器、电流保护装置及蓄电池依次连接。电流保护装置可选用市面上已有的相关产品或自主研发产品，本实施例不再详述电流保护装置的结构及实现。
[0041]在一个具体的应用中，如图1所示，转轮的转轴3与所述发电机2的转子通过联轴器8连接。
[0042]在一个具体的应用中，所述管道1的两个安装口分别设置有密封装置，如图1中的附图标记9和10，用于密封安装口。
[0043]本实施例中，对于密封装置9，还可用于支撑发电机2以及保护联轴器8。
[0044]在一个具体的例子中，由于对于密封装置9能起到支撑作用，因此，在实际应用中，可将远距离输水管路系统中自动测量装置以及蓄电池放置在密封装置9上发电机2的位置。当然为了固定，可在密封装置9上安装一个盒状物，中空，将自动测量装置、蓄电池以及发电机2放置在盒状物中。
[0045]实施例中公开的远距离输水管路中的水力发电装置，可利用输水管路中水流的能量进行发电，适用于远距离输水管路系统。
[0046]进一步地，实施例中公开的远距离输水管路中的水力发电装置，可给远距离输水管路系统中各自动测量装置供电，解决了远距离输水管路系统中对自动测量装置的供电需要牵引电线，成本较高的问题，达到充分利用水力能源，节约成本的效果。
[0047]结合图1，实施例中公开的远距离输水管路中的水力发电装置的工作流程如下:
[0048]远距离输水管路中的水流以小流速流过水力发电装置的管道1中安装的转轮，带动转轮旋转，转轮的转轴3旋转带动与其相连的发电机2的转子旋转，从而使发电机2发电，发电机2所发交流电经过整流器处理，转为直流电，直流电对蓄电池进行充电，蓄电池对自动测量装置供电。
[0049]在具体的应用中，远距离输水管路中的水力发电装置的工作流程如下:
[0050]在直径DN200的远距离输水管路中，水流沿管路流动，流速为0.6m/s至0.9m/s。水流流过球形转轮，使球形转轮的叶片产生升力，在升力的作用下球形转轮旋转，带动球形转轮的转轴转动。球形转轮的转轴通过联轴器与永磁发电机的转子相连，转子转动，发电机发电。由于永磁发电机所发电流为交流电，蓄电池充电需要直流电，故采用整流器来将交流电转为直流电。通过蓄电池给相连的自动测量装置供电。本实施例中，自动测量装置所耗功率约为30到50mw。
[0051 ]本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
【主权项】
1.一种远距离输水管路中的水力发电装置，其特征在于，包括:管道、转轮、发电机； 所述管道的两端分别连接远距离输水管路； 所述转轮安装在所述管道中； 所述转轮的转轴与所述发电机的转子连接。2.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述转轮为球形转轮。3.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述管道设置两个安装口； 相应地，所述转轮安装在所述管道中，包括: 所述转轮的转轴的两端分别安装在一个安装口中。4.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述管道的直径与远距离输水管路的直径相同。5.根据权利要求4所述的水力发电装置，其特征在于，所述管道的两端分别通过法兰连接远距离输水管路。6.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述水力发电装置，还包括:与所述发电机连接的整流器。7.根据权利要求6所述的水力发电装置，其特征在于，所述水力发电装置，还包括:与所述整流器连接的蓄电池； 所述蓄电池，用于给远距离输水管路中的各自动测量装置供电。8.根据权利要求7所述的水力发电装置，其特征在于，所述水力发电装置，还包括:电流保护装置，用于调节蓄电池的供电电量； 所述整流器、电流保护装置及蓄电池依次连接。9.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，所述转轮的转轴与所述发电机的转子连接，包括: 所述转轮的转轴与所述发电机的转子通过联轴器连接。10.根据权利要求3所述的水力发电装置，其特征在于，所述管道的两个安装口分别设置有密封装置，用于密封安装口。
【专利摘要】本发明公开一种远距离输水管路中的水力发电装置，涉及水力发电技术领域，该水力发电装置包括：管道、转轮、发电机；所述管道的两端分别连接远距离输水管路；所述转轮安装在所述管道中；所述转轮的转轴与所述发电机的转子连接。本发明的水力发电装置，可利用输水管路中水流的能量进行发电，适用于远距离输水管路系统。进一步地，本发明的水力发电装置，可给远距离输水管路中的各自动测量装置供电，解决了远距离输水管路系统中对自动测量装置的供电需要牵引电线，成本较高的问题，达到充分利用水力能源，节约成本的效果。
【IPC分类】F03B13/00
【公开号】CN105443298
【申请号】CN201510836547
【发明人】肖若富, 王杰
【申请人】中国农业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月26日