专利名称：不建水库不建坝的河流能发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水流能收集用于发电的装置，特别是不建水库不建坝的河 流能发电装置。技术背景现在所有的陆地河流能发电都需要建造工程浩大的水库，淹没大量的耕 地，或建造低水头的水坝以适应水轮机收集水流能。但有很多河流蕴藏着很大 的水流能量而又不适应建水库或建坝，也不适应通航；现已建好的水库、水坝 发电站通过水轮机后的水流也还蕴藏着巨大的能量，而且流经水轮机后出来的 一段水域也不适应通航。这些水流的能量总和远超过可建水库、建水坝的水流 能量总和，这些水流能量的利用有待于新的发明。发明内容为了创新江河水流能的利用方式，本发明提出一种不建水库不建坝的河流 能发电装置，可简单而方便地收集水流能发电。在水流相对集中的河流中间设 置一个由钢梁制作的长方体框架并固定在河流中间，再从岸上通过拉索把固定 框架拉住，固定框架上设有发电装置、转叶式河流能收集装置、链条式河流能 收集装置，所有河流能收集装置都通过传动装置传至发电装置。其特征是1、 所述的固定框架是由钢梁制作的长方体框架并固定在河流中间，再从 岸上通过拉索把固定框架拉住，固定框架上设有发电装置，与发电装置相连的 轴上设有若干超越离合器。2、 所述的转叶式河流能收集装置，是设置在固定框架上的、可随水位升 降而升降的若干个带轴的圆柱形空心浮体，固定框架的竖柱挡住圆柱形空心浮 体的轴两端使其不被冲走，与固定框架上竖柱接触的轴上设有套筒。圆柱形空 心浮体周围设有若干叶片，叶片由叶框架和框架内柔性材料制成的叶面组成。 两边的叶片框上开有长方形孔。叶面的一端固定在靠圆柱形空心浮体的叶片框上，另一端接有横杆配重体，横杆配重体的长度大于叶片的宽度，横杆配重体 串过两边叶片框上的长方形孔。在叶片处于水面以上的竖直位置时，由于横杆 配重体的重力作用自然使叶面落下"睡"在圆柱形空心浮体上，在叶片转至进 入水中时，横杆配重体自然逐渐拉紧叶面，当叶片在水中处于竖直位置时，叶 面完全被横杆配重体拉紧而与水流方向垂直，这时叶片受到的水流冲击力最 大。轴上设有自动接触器，自动接触器由一个固定在轴上与轴同转动的轮和一 个可绕轴转动的轮组成。与轴同转动的轮上设有一垂直轮平面往外延伸的固定接触销；绕轴转动的轮上设有传动索与发电装置上的轴上的超越离合器绕圈相 连，传动索的端头设有配重体，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可 沿轮半径方向下沉或没有传动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装 有弹簧，接触销的两面设有缓和接触冲击力的碰珠。固定接触销与可动接触销 能重叠接触。3、 所述的链条式河流能收集装置是在固定框架上设置一个带轴的圆柱形 空心浮体，固定框架的竖柱挡住圆柱形空心浮体的轴两端使其不被冲走，与固 定框架上竖柱接触的轴上设有套筒。接近圆柱形空心浮体两端的轴上各设有可 绕轴转动的齿轮，齿轮上装有链条与相距若干米远的圆柱形空心浮体的轴上的 两个可绕轴转动的齿轮相连，两条平行的链条之间每隔若干链节以横杆代替链 条销把两链条连成宽链带，横杆的长度大于链带的宽，横杆上设有柔性材料制 成的叶面，叶面的另一端设有若干绳索与相邻的横杆相连。接近链带两边的水 面上各设有小圆柱形空心浮体与两链条平行，小圆柱形空心浮体接触支撑大于 链带宽度的横杆部分以使链带保持在水面上。固定框架上设置的圆柱形空心浮 体的轴上设有自动接触器，自动接触器由两个轮组成，齿轮是其中的一个轮， 齿轮上设有垂直齿轮平面往外延伸的固定接触销；另 一个绕轴转动的轮上设有 传动索与发电装置上的轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有配重 体，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可沿轮半径方向下沉或没有传 动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装有弹簧，接触销的两面设有 缓和接触冲击力的碰珠。固定接触销与可动接触销能重叠接触。4、 所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，其特征是转叶式河流能5收集装置和链条式河流能收集装置收集的河流能可通过自动接触器上的传动 索传至河岸上的发电装置。5、所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，其特征是可在固定框架 内设置一个与链条式河流能收集装置的圆柱形空心浮体平行的浮体，在平行的 两个浮体上建一个整体的、浮在水面的平台，平台上安装的发电装置可用链带 直接与河流能收集装置的传动轮相连。
图1为设在河中间的河流能发电装置原理结构示意2为链条式河流能收集装置原理结构示意3为转叶式河流能收集装置的转叶原理结构示意4为自动接触器的原理结构示意5为超越离合器、传动索绕圈相连、配重体拉紧传动索的原理示意6为发电装置设在可随水面升降而升降的平台上的河流能发电装置原理 结构示意7为转叶式河流能收集装置两次收集利用水流能的原理示意图具体实施方式
本发明所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，如图1、图2、图3、 图4、图5、图6、图7所示一、如图l所示图1中，l链条，2自动接触器，3套筒，4链条式河流能收集装置的轴， 5传动索，6固定框架，7、 8超越离合器，9传动索，IO拉索，11自动接触器， 12发电装置，13发电装置的轴，14转叶式河流能收集装置，15水流方向，16 拉索，17转叶式河流能收集装置的轴，18套筒，19超越离合器，20传动索， 21自动接触器，22链条式河流能收集装置，23链条。用钢结构制做的长方体固定框架6固定在河流中间并以拉索10、 16从岸 上拉住固定框架。发电装置12及其轴13安装在固定框架6上，轴13上设有 超越离合器7、 8、 19。带有轴17的转叶式河流能收集装置14浮在水面上并由 固定框架6的竖柱挡住而不被水冲走，轴17上设有套筒18与竖柱接触，以使 轴17可沿竖柱上下滑动，轴17上装有自动接触器11,自动接触器ll上的传 动索9把水流能传至发电装置的轴13上的超越离合器8驱动发电装置。带轴4和装有链条1、 23的链条式河流能收集装置22浮在水面上并由固 定框架6上的竖柱挡住不被水冲走，轴4上设有套筒3与竖柱接触以使轴4可 沿竖柱上下滑动，轴4上设有自动接触器2、 21,接触器2、 21上的传动索把 水流能传至发电装置的轴13上的超越离合器7、 19驱动发电装置。二、如图2所示图2中，l轴，2圆柱形空心浮体，3齿轮，4、 5绳索，6横杆，7链条， 8小圆柱形空心浮体，9齿轮，10轴，11圆柱形空心浮体，12横连接杆，13 齿轮，14、 15、 16绳索，17柔性材料叶面，18横杆，19绳索，20链条，21 绳索，22小圆柱形空心浮体，23齿轮，24自动接触器。链条式河流能收集装置是设置两个带轴1和轴10的圆柱形空心浮体2和 11，轴1上设有可绕轴转动的齿轮3和23,轴10上设有可绕轴转动的齿轮9 和13，链条7连接齿轮3和9，链条20连接齿轮13和23，在链条7和20之 间每隔若干链节以6和18样的横杆代替链条销连接，把7和20两链条连成一 条链带状，横杆的长度大于两链条之间的距离。在每条横杆上设置象17样的 柔性材料做成的叶面，当叶面处于链带的下平面位置时，由于重力作用会自然 下垂至水中而受到水流的冲击；当叶面处于链带的上平面位置时，叶面则自然 落下而"睡"在由绳索4和5组成的平面上。绳索4和5绕两个圆柱形空心浮 体2和11而平行设置。叶面的边上设有增强强度的绳索14、 15,叶面的边上 还设有若干象19和21样的绳索与相邻的横杆连接，当叶面下垂至流水中时自 然受到水流冲击力的作用而通过绳索19和21拉动链条20往水流方向运动， 链条带动齿轮23转动从而带动接触器24转动。两个小圆柱形空心浮体8和22平行于两链条而设，并以横连接杆12连接固定其距离，小圆柱形空心浮体支 撑象6和18样的横杆的两端使链条不至于下垂弯曲。三、 如图3所示图3中，l叶框，2长方形孔，3横杆配重体，4轴，5圆柱形空心浮体，6 叶面下落巻曲时的状态，7叶框边，8叶面，9正向水流，IO反向水流。转叶式河流能收集装置的叶片工作原理带轴4的圆柱形空心浮体5以轴 的两端设置在固定框架上，浮体5周围设有叶框1和叶面8组成的若干水流能 收集叶片(图中只画了上下两片)，叶片两边的框开有长方形孔2,用柔性材料 制成的、会自然下垂的叶面8固定在靠浮体5的叶框边7上，叶面的宽度与叶 框内宽相符，叶面的下端设有横杆配重体3串过两边的长方形孔2。当叶片处 于竖直平面位置时，在浮体5下方的叶面8自然下垂和被横杆3拉紧而堵住叶 框内空成为阻挡水流的叶片，从而带动轴4转动做功，当水流推进的力量过大 时，柔性叶面8受力自然弯曲而拉起横杆3释放过剩的力量，也就自然保护了 设备不受破坏，因横杆3上移时叶片受力面积减小，叶面弯曲后的两边也会释 放过大的水流冲击力。正向水流9和反向水流10都可使叶片带动轴4转动做 功。横杆配重体重量的设计可适用设备的最大承受力。当叶片处于浮体5上方 竖直平面位置时由横杆的重力作用使叶面自然落下成巻曲状6，加上叶片的设 置是若干片和错位的若干组，所以总是有叶片处于水中受到冲击力的作用从而 带动轴4不断转动。四、 如图4所示图4中，l传动索，2可动接触销，3固定接触销，4主动轮，5轴，6碰 珠，7可绕轴转动的从动轮，8巻在轮上的传动索，9配重体，10发电装置的 轴，ll超越离合器。自动接触器的设计和工作原理接触器由设置在轴5上的可绕轴转动的从 动轮7和主动轮4组成(主动轮4的设置可固定在轴5上与轴同转动，也可 不与轴5固定而可绕轴转动)，轮7上系有传动索8 (1)，轮7上装有可动接触 销2,接触销下面装有弹簧，当传动索8巻到接触销2上时由于传动索的压力 作用(因传动索的另一端是与发电装置的轴IO上的超越离合器11相连而有负荷)，接触销2会沿轮的半径方向内移，接触销2的两面设有缓和接触冲击力 的碰珠6;主动轮4上装有固定接触销3，主动轮4转动时由于接触销2、 3重 叠接触而使轮7跟着转动，从而使传动索8沿轮巻上，当转到传动索压住接触 销2时，接触销2被压而往轮的半径方向内移，从而脱离与固定接触销3的接 触，由于传动索的另一端经超越离合器11后系有配重体9拉紧传动索，当接 触销脱离接触时，轮7受配重体的拉力作用自然与原转动方向相反转动而使传 动索退出对接触销2的施压，此时接触销2因下面的弹簧作用则自动弹起而恢 复原来的位置，当接触销2反转到与3接触时又重复原来的动作，如此往复进 行，使传动索不断被拉动产生位移而做功。五、 如图5所示图5中，1传动索与超越离合器绕圈相连的状态，2发电装置的轴，3超越 离合器，4传动索，5配重体，6超越离合器原理示意，传动索与超越离合器绕圈相连的工作原理安装在轴2上的超越离合器3 是通过类似于6的原理示意来实现单向做功的，就好像自行车上的链轮原理一 样，顺时钟方向踩踏脚板时，链条通过链轮转动自行车后轮而做功前进，反时 钟方向踩踏脚板时几乎不用力气也不带动后轮转动，自行车因贯性前进，后轮 的转动却不带动链轮转动。来自水流能收集装置的传动索4在超越离合器3上 绕几圈成1的状态后并由配重体5拉紧传动索，传动索与超越离合器之间的巨 大摩擦力，致使只要传动索被拉动产生位移，超越离合器3就一定能转动从而 带动轴2转动做功，配重体5的重力作用拉动超越离合器3转动而拉紧传动索4 时产生的位移不带动轴2转动做功。这种原理设计的柔性传动索用于能量的传 输，既柔性稳定而适宜，又经济耐用而高效，可谓性价比极髙。六、 如图6所示图6中，l传动轮，2轴，3、 4钢结构架，5空心浮体，6、 7传动轮，8、 9 传动链带，IO传动轮，11链条式河流能收集装置的圆柱形空心浮体。河流能发电装置也可以设计成如图6所示以钢结构架3、 4连接空心浮体 5以及空心浮体11的轴2,形成一个浮于水面的整体平台，平台上安装发电装置，链条式河流能收集装置收集的水流能可通过传动轮1和10及链带8和9传 至发电装置的轴上的传动轮6和7,平台上的发电装置和链条式河流能收集装置 一起可随水面的上升或下降而升降，以保证传动链带8和9按设定的长度传输 能量。如图7所示图7中，l固定框架，2、 3、 4、 5、 6、 8转叶式河流能收集装置，7链条式 河流能收集装置，9钢柱。转叶式河流能收集装置两次收集利用水流能的原理固定框架1可用钢柱9 分隔为若干个长方体框架结构，以能设置若干层、若干个象2、 3、 4、 5、 6、 8 样的转叶式河流能收集装置更多的收集水流能。链条式河流能收集装置7设在 转叶式河流能收集装置的后面，以收集经过转叶式河流能收集装置后的水流能若河面较宽，可由若干个固定框架相连组成适合河面宽度的河流能发电装置。
权利要求
1、本发明所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，包括固定框架、转叶式河流能收集装置、链条式河流能收集装置和发电装置，所有河流能收集装置都通过传动装置传至发电装置，其特征是(1)、所述的固定框架是由钢梁制作的长方体框架并固定在河流中间，再从岸上通过拉索把固定框架拉住，固定框架上设有发电装置，与发电装置相连的轴上设有若干超越离合器。(2)、所述的转叶式河流能收集装置，是设置在固定框架上的、可随水位升降而升降的若干个带轴的圆柱形空心浮体，与固定框架上竖柱接触的轴上设有套筒。圆柱形空心浮体周围设有若干叶片，叶片由叶框架和框架内柔性材料制成的叶面组成。两边的叶片框上开有长方形孔。叶面的一端固定在靠圆柱形空心浮体的叶片框上，另一端接有横杆配重体，横杆配重体的长度大于叶片的宽度，横杆配重体串过两边叶片框上的长方形孔。轴上设有自动接触器，自动接触器由一个固定在轴上与轴同转动的轮和一个可绕轴转动的轮组成。与轴同转动的轮上设有一垂直轮平面往外延伸的固定接触销；绕轴转动的轮上设有传动索与发电装置上的轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有配重体，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可沿轮半径方向下沉或没有传动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装有弹簧，接触销的两面设有缓和接触冲击力的碰珠。固定接触销与可动接触销能重叠接触。(3)、所述的链条式河流能收集装置是在固定框架上设置一个带轴的圆柱形空心浮体，与固定框架上竖柱接触的轴上设有套筒。接近圆柱形空心浮体两端的轴上各设有可绕轴转动的齿轮，齿轮上装有链条与相距若干米远的圆柱形空心浮体的轴上的两个可绕轴转动的齿轮相连，两条平行的链条之间每隔若干链节以横杆代替链条销把两链条连成宽链带，横杆的长度大于链带的宽，横杆上设有柔性材料制成的叶面，叶面的另一端设有若干绳索与相邻的横杆相连。接近链带两边的水面上各设有小圆柱形空心浮体与两链条平行，小圆柱形空心浮体接触支撑大于链带宽度的横杆部分。固定框架上设置的圆柱形空心浮体的轴上设有自动接触器，自动接触器由两个轮组成，齿轮是其中的一个轮，齿轮上设有垂直齿轮平面往外延伸的固定接触销；另一个绕轴转动的轮上设有传动索与发电装置上的轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有配重体，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可沿轮半径方向下沉或没有传动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装有弹簧，接触销的两面设有缓和接触冲击力的碰珠。固定接触销与可动接触销能重叠接触。
2、 根据权力要求1所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，其特征是: 转叶式河流能收集装置和链条式河流能收集装置收集的河流能可通过自动接 触器上的传动索传至河岸上的发电装置。
3、 根据权力要求1所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，其特征是:可在固定框架内设置一个与链条式河流能收集装置的圆柱形空心浮体平行的 浮体，在平行的两个浮体上建一个整体的、浮在水面上的平台，平台上安装的 发电装置可用链带直接与河流能收集装置的传动轮相连。
全文摘要
本发明所述的不建水库不建坝的河流能发电装置，包括固定框架、转叶式河流能收集装置、链条式河流能收集装置和发电装置，所有河流能收集装置都通过传动装置传至发电装置。所述的固定框架是由钢梁制作的长方体框架并固定在河流中间，再从岸上通过拉索把固定框架拉住。所述的转叶式河流能收集装置、链条式河流能收集装置都设置在固定框架上。
文档编号F03B13/00GK101532463SQ200810070779
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月16日 优先权日2008年3月16日
发明者婧 巫, 巫明茂 申请人:巫明茂;巫 婧