专利名称：一种水车动力系统以及安装方法
技术领域：
本发明涉及水力发电的技术领域，具体地说是一种水车动力系统以及安装方法。
背景技术：
市场上一般的水利发电设备一般安装在水面上方，整台机器只有底部的一小部分可浸在水中，这种水利发电设备的安装和使用很大程度受到环境、水流变化等限制，使用范围较窄。比如申请号为“200820076622. 2”，名称为“水利发电装置”的专利申请文件，其装置的主体为较大轮圈，轮圈外缘设若干片扇叶，所述轮圈与其中心轴之间设若干根支撑杆， 该轮圈中心轴与发电装置的输出转子相连。这种装置不仅体积庞大、安装调试不便，而且对日常维护的要求较高，同时只有一小部分扇叶浸入水中，所以对水能的利用率又很低，实用价值很小。又比如申请号为“200610017075. 6”，名称为“塔池循环水式水利发电站”，它采用水塔设置于水池当中，水塔周围机房内立体设置两级抽水泵机组，一级泵与二级泵管路连接，管路上配置电控单向阀，水泵抽水管深入池底，该抽水管管口配置管口阀门，一级泵、 二级泵之注水管分别连通于水塔中下部及上部位置，注水管上分别配置电控单向阀，塔底出水孔配置液压出水阀，该出水阀连接出水管，该出水管径直对准水轮机之转轮，水轮发电机机组固定于机房平台上，上述系统整体采用箱体式封闭。这一装置结构复杂，安装调试不便，同时输出的能率又很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的水车动力系统以及安装方法，它可克服现有技术中装置体积庞大、安装调试不便、日常维护较高，而且不能完全沉入水中，对水能的利用率比较低的一些不足。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种水车动力系统，它主要包括机架、 和与机架相连的动力转换装置，其特征在于机架的顶部设有一浮船，机架内连接有一或两台水车动力装置，水车动力装置由中心轴、转动装置和连动装置连接而成，中心轴与机架固定连接，转动装置由前、后支架和设在前、后支架之间的一组扇叶构成，前、后支架通过一轴套相连，轴套套设在中心轴上，前、后支架之间设有一组转轴，每一根转轴上设有一扇叶，转轴与扇叶的数量均为复数，前支架设有一连动装置，连动装置由中心轮、连动轮和连动带构成，前支架或后支架设有一动力输出装置，动力输出装置与动力转换装置相连。一种水车动力系统的安装方法，其特征在于所述的水车动力系统安装步骤如下 a、在河床上打入两组并列的固定桩，固定桩的高度高于水车动力系统的高度，固定桩露出水面50cm及以上，固定桩与固定桩之间的距离大于水车动力系统的宽度；b、将水车动力系统放入河中后移至固定桩处，水车动力系统的中心轴与水面保持垂直，将水车动力系统一侧的固定条与固定桩相连；C、调试水车动力系统的运行状况，并视前、后支架转速调整动力转换轴的转换比例，即可使水车动力系统进行发电。使用时本发明水车动力系统安装便捷，适合各种河道和江流，可以根据水流情况连接多个水车动力装置，充分利用水能，水车动力装置的扇叶在水中时能利用角度变化将水流的力量转换成带动前、后支架转动的旋转力，可使得该复数扇叶的阻力达到最小的程度并有效利用水力，还能有效的提升旋转的功率。藉此可有效的利用水流的力量大幅提升动力转换的效率，而且由于其动力损耗小，因此可适用于大功率的动力转换。整体的结构及组装亦较为简单方便，亦可大幅降低制作的成本。
图1为本发明一实施例的使用状态参考图
图2为本发明的转动装置的结构示意图
图3为本发明的动力转换轴结构示意图
图4为本发明浮船的结构示意图
图5为本发明机架的结构示意图
图6为本发明扇叶的结构示意图
图7为本发明前、后支架连接有套轴的结构示意图
图8为本发明中心轴的结构示意图
图9为本发明又一实施例的结构示意图
图10为本发明连动装置的结构示意图
图11为本发明动力转换轴的使用状态参考图
图12-图16为本发明扇叶工作时的旋转变化示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。本发明主要包括机架1、和与机架相连的动力转换装置2，其与现有技术的区别在于机架的顶部设有一浮船3，机架内连接有一或两台水车动力装置4，水车动力装置由中心轴11、转动装置5和连动装置连接而成，中心轴与机架固定连接，转动装置由前、后支架 15、16和设在前、后支架之间的一组扇叶构成，前、后支架通过一轴套17相连，轴套套设在中心轴上，前、后支架之间设有一组转轴，每一根转轴上设有一扇叶6，转轴与扇叶的数量均为复数，前支架设有一连动装置，连动装置由中心轮7、连动轮8和连动带9构成，前支架或后支架设有一动力输出装置，动力输出装置与动力转换装置相连。水车动力装置与水车动力装置之间设有动力转换轴10，动力转换轴的一端与水车动力装置相连，动力转换轴的另一端与动力转换装置相连，这里的动力转换装置为现有技术，就不再赘述其工作原理和内部结构了。中心轴纵向设置并与机架相连，中心轮设置在中心轴的一端并与机架固定连接， 连动轮的数量与转轴的数量相同，每根转轴的一端设有一连动轮，中心轮与两个相邻的连动轮之间通过一连动带相连，连动轮的直径为中心轮直径的两倍。机架设有固定孔12，机架的一侧设有固定条13，机架的顶部设有固定件14，浮船与机架之间通过设在机架顶部的固定件相连。扇叶由侧杆和档流板构成，档流板上设有菱形片，档流板的两侧分别设有一侧杆。下面结合图12-图16来说明连动装置与扇叶的配合运动状况，当扇叶移动到前侧面以迎向水流时，固定在扇叶之转轴一端的连动轮被相对应的连动带和中心轮驱动，以带动扇叶转成呈前下后上的倾斜状以与水流方向呈45度夹角，此时该扇叶可将部份水流的力量转换成带动该旋转架逆时针转动的旋转力；当扇叶移动到左侧面时，固定该扇叶的连动轮被相对应的连动带与中心轮驱动， 以带动该扇叶转呈直立状以与水流方向呈90度夹角，此时该扇叶可将全部水流的力量转换成带动该旋转架逆时针转动的旋转力；当扇叶移动到后侧面以背向水流时，固定该扇叶的连动轮被相对应的连动带与中心轮驱动，以带动该扇叶转成呈左上右下的倾斜状以与水流方向呈135度夹角，此时该扇叶可将部份水流的力量转换成带动该旋转架逆时针转动的旋转力；当扇叶移动到右侧面时，固定该扇叶的连动轮被相对应的连动带与中心轮驱动， 以带动该扇叶转呈与水流方向平行的水平状。一种水车动力系统的安装方法，其特征在于所述的水车动力系统安装步骤如下 a、在河床上打入两组并列的固定桩18，固定桩的高度高于水车动力系统的高度，固定桩露出水面50cm及以上，固定桩与固定桩之间的距离大于水车动力系统的宽度；b、将水车动力系统放入河中后移至固定桩处，水车动力系统的中心轴与水面保持垂直，将水车动力系统一侧的固定条与固定桩相连；c、调试水车动力系统的运行状况，并视前、后支架的转速调整动力转换轴的转换比例，即可使水车动力系统进行发电。每组固定桩由一根斜桩和一根垂直桩连接而成，斜桩与垂直桩之间的夹角范围为30-60度。实施例1机架内设有1台水车动力装置，水车动力装置设有四片扇叶，每一片扇叶通过转轴与前、后支架形成可转动连接，四个连动轮分别固定在四根转轴的一端，中心轮通过连动带和两个相邻的连动轮相连。该中心轮与该些连动轮被配置成是该中心轮相对前、后支架转一圈这些连动轮转半圈。动力转换装置设在机架上且通过动力输出装置与后支架连接， 将旋转动力转换成电力最终输出。扇叶在水中时能利用角度变化将水流的力量转换成带动前、后支架转动的旋转力，可使得扇叶的阻力达到最小的程度并有效利用水力，还能有效的提升旋转的功率。这样可有效的利用水流的力量大幅提升动力发电的效率，而且由于其动力损耗小，因此可适用于大功率的动力转换。整体的结构及组装亦较为简单方便，亦可大幅降低制作的成本。实施例2机架的顶部设有一浮船，机架内并排连接有两台水车动力装置，水车动力装置由中心轴、转动装置和连动装置连接而成，转动装置由前、后支架和设在前、后支架之间的一组扇叶构成，前、后支架通过一轴套相连，轴套套设在中心轴上，前、后支架之间设有4根转轴，每一根转轴上设有一扇叶，前支架设有一连动装置，连动装置由一中心轮、4个连动轮和 2根连动带构成。两台水车动力装置之间设有动力转换轴，动力转换轴的一端与水车动力装置相连，动力转换轴的另一端与动力发电装置相连。中心轴纵向设置并与机架相连，中心轮设置在中心轴的一端并与机架固定连接，每根转轴的一端设有一连动轮，中心轮与两个相邻的连动轮之间通过一连动带相连，连动轮的直径为中心轮直径的两倍。机架设有固定孔，机架的一侧设有固定条，机架的顶部设有固定件，浮船与机架之间通过设在机架顶部的固定件相连。如图12-图17所示，当扇叶移动到前侧面以迎向水流时，固定在扇叶之转轴一端的连动轮被相对应的连动带和中心轮驱动，以带动扇叶转成呈前下后上的倾斜状以与水流方向呈45度夹角，此时该扇叶可将部份水流的力量转换成带动该旋转架逆时针转动的旋转力；当扇叶移动到左侧面时，固定该扇叶的连动轮被相对应的连动带与中心轮驱动，以带动该扇叶转呈直立状以与水流方向呈90度夹角，此时该扇叶可将全部水流的力量转换成带动该旋转架逆时针转动的旋转力；当扇叶移动到后侧面以背向水流时，固定该扇叶的连动轮被相对应的连动带与中心轮驱动，以带动该扇叶转成呈左上右下的倾斜状以与水流方向呈135度夹角，此时该扇叶可将部份水流的力量转换成带动该旋转架逆时针转动的旋转力；当扇叶移动到右侧面时，固定该扇叶的连动轮被相对应的连动带与中心轮驱动，以带动该扇叶转呈与水流方向平行的水平状，完成一次扇叶的旋转。实施例3在河床上打入两组并列的固定桩，固定桩由一根斜桩和一根垂直桩连接而成，斜桩与垂直桩之间的夹角为45度。固定桩的高度高于水车动力系统的高度，固定桩露出水面 60cm,固定桩与固定桩之间的距离大于水车动力系统的宽度。将水车动力系统放入河中后移至固定桩处，水车动力系统的中心轴与水面保持垂直，将水车动力系统一侧的固定条与固定桩相连。调试水车动力系统的运行状况，并视前、后支架的转速调整动力转换轴的转换比例，即可使水车动力系统进行发电。水车动力系统的扇叶转动时能相对应转动到迎向水流的最佳角度以符合动力的最佳状态，而达到使该扇叶移动时具有最小的阻力之目的，使水力转换成电力的效率大幅提高，而且整体的结构及组装亦较为简单方便，可大幅降低成本。
权利要求
1.一种水车动力系统，它主要包括机架、和与机架相连的动力转换装置，其特征在于 机架的顶部设有一浮船，机架内连接有一或两台水车动力装置，水车动力装置由中心轴、转动装置和连动装置连接而成，中心轴与机架固定连接，转动装置由前、后支架和设在前、后支架之间的一组扇叶构成，前、后支架通过一轴套相连，轴套套设在中心轴上，前、后支架之间设有一组转轴，每一根转轴上设有一扇叶，转轴与扇叶的数量均为复数，前支架设有一连动装置，连动装置由中心轮、连动轮和连动带构成，前支架或后支架设有一动力输出装置， 动力输出装置与动力转换装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种水车动力系统，其特征在于水车动力装置与水车动力装置之间设有动力转换轴，动力转换轴的一端与水车动力装置相连，动力转换轴的另一端与动力转换装置相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种水车动力系统，其特征在于中心轴纵向设置并与机架相连，中心轮设置在中心轴的一端并与机架固定连接，连动轮的数量与转轴的数量相同，每根转轴的一端设有一连动轮，中心轮与两个相邻的连动轮之间通过一连动带相连，连动轮的直径为中心轮直径的两倍。
4.根据权利要求1所述的一种水车动力系统，其特征在于机架设有固定孔，机架的一侧设有固定条，机架的顶部设有固定件，浮船与机架之间通过设在机架顶部的固定件相连。
5.根据权利要求1所述的一种水车动力系统，其特征在于扇叶由侧杆和档流板构成， 档流板上设有菱形片，档流板的两侧分别设有一侧杆。
6.一种水车动力系统的安装方法，其特征在于所述的水车动力系统安装步骤如下 a、在河床上打入两组并列的固定桩，固定桩的高度高于水车动力系统的高度，固定桩露出水面50cm及以上，固定桩与固定桩之间的距离大于水车动力系统的宽度；b、将水车动力系统放入河中后移至固定桩处，水车动力系统的中心轴与水面保持垂直，将水车动力系统一侧的固定条与固定桩相连；c、调试水车动力系统的运行状况，并视前、后支架的转速调整动力转换轴的转换比例，即可使水车动力系统进行发电。
7.根据权利要求6所述的一种水车动力系统，其特征在于a步骤中，每组固定桩由一根斜桩和一根垂直桩连接而成，斜桩与垂直桩之间的夹角范围为30-60度。
全文摘要
本发明涉及一种水车动力系统，其机架内连接有一台或两台水车动力装置，水车动力装置由中心轴、转动装置和连动装置连接而成，连动装置与中心轴和转轴相连，后支架设有一动力输出装置，动力输出装置与动力转换装置相连。本发明的水车动力系统安装便捷，适合各种河道和江流，可以根据水流情况连接多个水车动力装置，充分利用水能，水车动力装置的扇叶在水中时能利用角度变化将部份水流的力量转换成带动前、后支架转动的旋转力，可使得该复数扇叶的阻力达到最小的程度并有效利用水力。整体的结构及组装亦较为简单方便，亦可大幅降低制作的成本。
文档编号F03B3/12GK102374099SQ20101025921
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者李福渊 申请人:上海宝尔生贸易有限公司, 李福渊