一种新型水力发电技术的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种水力发电系统，包括运动转换机构，单向齿轮组、减速机、发电机，所述运动转换机构是通过减速伞的运动将水体在某一方向上的直线运动转换为单向齿轮组的圆周运动，所述单向齿轮组与运动转换机构通过轴承连接，单向齿轮组将运动转换机构输入的顺时针或逆时针方向的圆周运动始终输出为一个方向上的圆周运动，所述减速机通过轴承与单向齿轮输出端连接，减速机负责将单向齿轮组输出的某一方向上的圆周运动速率提高，所述发电机和所述减速机之间通过轴承连接，减速机将提高转速的圆周运动输出至发电机，从而带动发电机发电。本发明的水力发电系统的特点在于将水体在某一方向上的低速运动转变为发电机转子的高速运动的使用，该系统不会对环境产生任何污染，也不会因为拦河筑坝产生改变自然景观，是一种新型无污染电能获取解决方案。
【专利说明】
一种新型水力发电技术
技术领域
[0001]本发明涉及一种水力发电技术，具体涉及一种将运动水体动能转换为电能的水力发电技术。
【背景技术】
[0002]水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电，大力利用水能资源。中国不论是已探明的水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，都居世界第一位。传统的水力发电是通过拦河筑坝的方式提高水体重力势能，从而实现水力发电之目的。由于拦河筑坝会改变既有景观，可能会对生态环境造成一些影响，而且拦河筑坝建设电站对选址要求较高，耗资巨大。
[0003]本发明的目的是通过特殊装置将运动水体的动能转换为电能，能够在一定程度上克服传统水力发电的缺陷，将一种天然的、无污染的、被忽视的且蕴藏巨大的能量转换为人类需要的电能。
【发明内容】
[0004]本发明在于提供一种新型水力发电技术，通过该技术可以简单易行地将流动水体的动能转变为电能。
[0005]为达上述目的，本发明提供一种水力发电装置，包括发电机、减速机、单向齿轮组以及运动转换机构，所述发电机、减速机、单向齿轮组以及运动转换机构通过固定装置固定在发电装置平台上，通过上述组件的联合工作达到水电转换之目的。
[0006]在本发明的一个实施例中，所述单向齿轮组可接受传动轴正反两个方向旋转的输入，但始终输出一个方向的转动。
[0007]在本发明的一个实施例中,所述运动转换机构包括动力绳、固定旋转轴、连接在动力绳自由端的减速伞及换向机构组成。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述动力绳的一端固定在旋转轴上，自由端则通过缠绕在旋转轴后再连接减速伞，减速伞在水流作用下沿水流方向运动并驱动动力绳带动旋转轴旋转。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述动力绳包括两组，两组动力绳相向缠绕在旋转轴上,其自由端的运动方向始终保持相反。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述换向机构由一换向绳、换向绳上的活动卡扣和一固定在发电装置上的固定卡扣组成。活动卡扣固定在换向绳靠近固定段的位置，固定卡扣固定在旋转轴附近的发电装置平台的某一固定位置。
[0011]相较于现有拦河筑坝的水力发电技术，本发明的水力发电装置，不需要筑坝提高水体重力势能，即可将运动水体的动能转换为电能，获得的电能是一种没有任何污染的清洁能源。
【附图说明】
[0012]图1所示为本发明的水力发电系统示意图；
[0013]图2所示为本发明的单向齿轮组示意图；
[0014]图3所述为本发明的减速伞工作状态示意图
【具体实施方式】
[0015]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0016]图1所示为本发明的新型水力发电系统结构示意图。请参照图1，本发明的新型水力发电装置包括发电机80、减速机70、单向齿轮组90、运动转换机构900组成。上述机构均固定放置在发电平台上，发电平台可以安放在陆地，也可以安置于浮动平台之上。
[0017]根据图1，运动转换机构900包括旋转轴40，动力绳50和60，减速伞103(203)、104 (204)，动作机构 105(205)、106 (206)，换向机构 107 (207)、108 (208)，束缚机构 10(20)，转轴101 (201)、102 (202)，转轴100 (200)等部件。运动转换机构900的减速伞103 (203)或104 (204)在水流的带动下沿着水流方向运动,减速伞通过动力绳50或60驱动旋转轴40做逆时针或顺时针转动，圆周运动输出至单向齿轮组90后，单向齿轮组90将输入的正反两个方向的圆周运动转换为一个方向的圆周运动，该方向的圆周运动通过减速机70提高转速，减速机70将高转速的圆周运动输入至发电机80，从而实现水力发电之目的。运动转换机构900通过换向绳550及换向机构107 (207)、108 (208)以及动作机构105 (205)、106 (206)实现动力绳50和60运动方向转换。
[0018]图2所示为单向齿轮组90的结构示意图。请参照图2，单向齿轮组90由3个单向齿轮11、22、44和I个单向共轴双齿轮33组成。其中单向齿轮11和单向齿轮44安装在机构900的旋转轴上，单向齿轮11和33只能在顺时针方向驱动下转动(在逆时针方向驱动下不发生转动)，单向齿轮22和44只能在逆时针方向驱动下发生转动(在顺时针方向驱动下不发生转动)。
[0019]单向齿轮组的动力输入端连接在运动转换机构的旋转轴40上，单向齿轮组90可接受旋转轴40顺时针方向的转动输入，也可接受旋转轴40逆时针方向的转动输入，单向齿轮11和44共轴套合在旋转轴40的输出端，其工作过程如下:
[0020]当旋转轴40顺时针转动时，驱动单向齿轮11做顺时针转动(单向齿轮44不转动)，单向齿轮11带动单向齿轮22做逆时针转动，单向齿轮22带动单向齿轮33做顺时针转动。
[0021]当旋转轴40逆时针转动时,驱动单向齿轮44做逆时针转动(单向齿轮11不转动)，单向齿轮44带动单向齿轮33做顺时针转动。
[0022]根据上述齿轮组90的工作过程，不论旋转轴40做顺时针转动还是做逆时针转动，单向齿轮组的共轴双齿轮33始终做顺时针转动。
[0023]图3所示为本发明的新型水力发电装置的减速伞工作状态示意图。参照图3，本发明的减速伞为可开合装置，分别由伞面103 (203)、104 (204)，转轴100 (200)，转轴101 (201)、102 (202)，束缚机构10(20)，动作机构105 (205)、106 (206)组成，以及换向机构 107 (207)、108 (208)等部件组成。其中 103 (203)、104(204)的长度相等，105 (205)与106(206)的长度相等，103 (203)与105(205)之间的最小夹角为45°。减速伞工作过程如下:
[0024]当动力绳50自由端的减速伞伞面103和104处于打开状态，位于动力绳50自由端减速伞的迎水面积最大，动力绳50自由端沿着水流方向运动，从而带动旋转轴40做逆时针转动。在这个过程中，位于动力绳60自由端的减速伞则始终处于闭合状态，其迎水面积最小，动力绳60自由端与水流方向逆向运动，并缠绕固定在旋转轴40上。当位于换向动力绳550上的换向机构107运动至固定卡扣108位置处，换向绳550将停止运动，由于动力绳50还将继续沿着水流方向运动，水体作用在伞面103与伞面104的作用力及换向绳作用在束缚机构10上的拉力将使伞面103与104绕着转轴100发生转动，直至动作机构105与106之间的夹角变为O度以及伞面103与104之间的夹角变为O度，动力绳50停止运动。而在上述动作的过程中，位于动力绳60自由端的伞面对应的机构则发生相反的运动，即当伞面103与104在围绕转轴100做收起的动作时，伞面203和204则在围绕转轴200做打开的动作。伞面203与204打开、伞面103与104关闭后，由于位于50和60自由端的伞面迎水面积大小做了等同变换，位于60自由端的伞面将在水流作用下顺着水流方向运动，旋转轴40则在动力绳60的驱动下做顺时针转动。当位于换向动力绳550上的换向机构207运动至固定卡扣208位置处，换向动力绳550将停止运动，由于动力绳60还将继续沿着水流方向运动，水体作用在伞面203与伞面204的作用力及换向动力绳作用在束缚机构20上的拉力将使伞面203与204绕着转轴200发生转动，直至动作机构205与206之间的夹角变为O度以及伞面203与204之间的夹角变为O度，动力绳60停止运动。
[0025]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种新型水力发电系统，包括运动转换机构、单向齿轮组、减速机以及发电机，其特征在于:所述运动转换机构的减速伞通过开合运动在水体动能驱动下带动旋转轴做顺时针和逆时针两个方向上的转动，单向齿轮组将旋转轴输入的两个方向上的转动输出为一个方向上的转动，该转动通过减速机加速后带动发电机发电，实现了将流动水体动能转换为电能的目的。上述组件通过固定装置安装在发电装置平台的固定位置，通过联合协同工作实现发电目的。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于:所述单向齿轮组由三个单向齿轮和一个同轴双齿轮组成，上述齿轮均只能向一个传动方向上转动，而相反方向的传动均不能驱动其转动，上述三个齿轮通过固定装置安装在水力发电装置平台的固定位置，上述三个齿轮组成的单向齿轮组可接受顺时针或逆时针两个方向的转动输入，但始终输出一个方向的转动。3.如权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于:所述运动转换机构由两段动力绳、I个固定旋转轴、连接在动力绳两端的可变面积减速伞以及连接减速伞的换向机构组成。4.如权利要求1所述的水力发电系统，其特征在于:其运动转换机构的减速伞由两组伞面与换向机构组成，两组伞面通过换向机构连接在一起，并通过换向机构保持一组伞面始终处于打开状态，另一个伞面始终处于关闭状态。5.如权利要求3所述的水力发电系统，其特征在于:所述运动转换机构的两段动力绳的一端固定在旋转轴中央，自由端则分别相向缠绕在旋转轴上，两段动力绳的自由端始终在减速伞的牵引下向相反方向运动，且当其中一段动力绳在旋转轴上释放时，另一段动力绳则在旋转轴上回收。
【文档编号】F03B13/00GK105888918SQ201410728121
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月1日
【发明人】黄映聪
【申请人】黄映聪