陆上水流发电装置的制作方法

文档序号:13027398阅读:125来源:国知局
技术领域本发明有关于一种陆上水流发电装置,特别指一种设置于水流上方,可以配合该水流水面的高低,将水流的能量传递的陆上水流发电装置。

背景技术:
水力发电是各种绿色能源当中的一种,历史相当古老,发电量虽小但无污染是最大特色之一,于是许多的发电设计都是利用水流的特性,发展出堤坝式、引水式、混合式、潮汐、抽水蓄能等等。参阅图1,为中国台湾发明第325821号专利“简易式的发电装置”,其利用该槽管16将整个发电装置浮在水面上,并且固定位置避免被水流冲走,利用叶片轮14接收水流的能量而转动,利用2组链条18及链轮17将该叶片轮14的能量传递置发电机20的转轮21,使该发电机20发电,发出的电力利用电线牵至岸边的插座22。现有的发电装置类似将发电机组搬至小船上,由于船载重的限制所以无法载运大型发电机组而限制了发电量,且使用该链条18的耐用度并不高,来传动能量时会经常遇到需更换新品而停机保养,且该传输电线牵至岸边的电箱会沉于水中,该电线遇溪石砸伤将会导致漏电。经由以上说明可知,现有简易式的发电装置具有以下缺点:一、发电量无法提升:发电机组被限制于浮体载重的能力而无法加大发电量,且该浮体的最大乘载重量不仅要载重该发电机,还有齿轮、炼条、叶片轮等等,以避免水流冲击导致翻覆,导致该发电机的大小被限缩住,而无法提升发电量。二、耐用度不高:该发电装置使用链条与齿轮来传递能量,该链条转动时会与该齿轮摩擦,且空气中的灰尘进入该链条时更会加速磨损状况,导致频繁的更换零件而减低发电效率。三、容易造成损坏:传送电力的电线因为该发电机设置于河道中间,所以该电线会从该河流底而拉至岸边,该电线就会受到河流中物体撞击而遭受损坏,且设置于河道中的发电装置,也会遭受该叶片轮溅起的水珠而氧化损坏。由上述所言可知,目前浮载于水面的发电装置虽然可以应付河流水面的高低,但是发电量却受到浮体载重的限制,并且会遭受河水的袭击减少寿命,而设置于陆地或平台的发电机虽然可以扩充发电量,但是却必须克服水位高低影响叶片轮的效率,存在进一步提升的空间。

技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种陆上水流发电装置,适用于设置在一水流上方,用以接受该水流流动的能量并转换成电能。本发明提供一种陆上水流发电装置,适用于设置在一水流上方,用以接受该水流流动的能量并转换成电能,包括:一平台,包括一围绕界定出一容置空间的固定座;一水车单元,包括:一浮载组,能够浮载于该水流上,且能够随该水流的水位高低改变其高低位置;一水车组,能够分离地设置于该浮载组上,该水车组具有一水车轮叶片、一锁固于该水车轮叶片的水车轴心,及与该水车轴心锁固在一起的第一齿轮,该水车轮叶片接受该水流而转动,以带动该水车轴心及该第一齿轮转动;及一支撑组,其一端与该水车组枢接,相反的另一端连接于该固定座上,且该支撑组顺着该水流的流向自该固定座上以一斜度向下延伸,并与该水流的水面形成一夹角,以使该水车组受该水流的流动而推动该水车轮叶片转动;一可动式能量传递单元,包括:一第一传动组,具有一与该第一齿轮啮接的第二齿轮、一与该第一齿轮锁固在一起的第一轴心,及一与该第一轴心锁固在一起的第三齿轮,该第一齿轮能够连动该第二齿轮、第一轴心及第三齿轮转动,该第一轴心设置于该固定座上以同步该支撑组移动;一第二传动组,具有一与该第三齿轮啮接的第四齿轮、一与该第四齿轮锁固在一起的第二轴心,及一与该第二轴心锁固在一起的第五齿轮,该第三齿轮能够连动该第四齿轮、第二轴心及第五齿轮转动;及一第三传动组,具有一与该第五齿轮啮接的第六齿轮,及一与该第六齿轮锁固在一起且设置于该固定座上的第三轴心,该第五齿轮能够连动该第六齿轮及第三轴心转动;及一发电单元,包括一设置于该容置空间的发电机,该发电机具有一连接该第三轴心的发电机轴心,该第三轴心能够连动该发电机轴心转动使该发电机发电。其中,该第一传动组还具有一固定该第一齿轮、第二齿轮位置的第一齿轮箱,该第二传动组还具有一固定该第三齿轮、第四齿轮位置的第二齿轮箱,该第三传动组还具有一固定该第五齿轮、第六齿轮位置的补助杆。其中,该支撑组具有一端设置于该固定座上的一第一支撑杆,以及一端设置于该固定座上的一第二支撑杆,该第一支撑杆、第二支撑杆的另一端设置于该水车轮叶片的两旁并连接该水车轴心。其中,该平台还包括多个设置于该容置空间上方的吊车,该支撑组还具有多个设置于该第一支撑杆、第二支撑杆上的吊架,该吊车能够通过该吊架使该第一支撑杆、第二支撑杆往上吊升,使该水车单元离开水面于该平台上,该第一支撑组同步该第一支撑杆、第二支撑杆而移动位置。其中,该支撑组还具有一设置于该第一支撑杆下方的第一平板、一设置于该第二支撑杆下方的第二平板、一位于该第一平板下的第一组件,及一位于该第二平板下的第二组件,该浮载组具有一能够分离地设置于该第一平板下的第一浮体、一能够分离地设置于该第二平板下的第二浮体、一设置于该第一浮体上的第一凹槽,及一设置于该第二浮体上的第二凹槽,当该水车组位于水面时,该第一平板、第二平板能够分离的设置于该第一浮体、第二浮体上,且该第一组件、第二组件与该第一凹槽、第二凹槽相嵌合,使该第一浮体、第二浮体不会滑动水车轮叶片,当该水车组脱离水面后,该第一平板、第二平板的第一组件、第二组件与该第一浮体、第二浮体的第一凹槽、第二凹槽分离。其中,该浮载组还具有二分别设置于该第一浮体、第二浮体上且位于该水流来源方向的绳索,该绳索依附于该第一支撑杆、第二支撑杆而锁固于该固定座上。其中,该第一浮体、第二浮体的下缘于该水流来源方向形成船型。其中,该第一传动组及该第一支撑杆、第二支撑杆连接于该固定座上的设置点成一直线。其中,该固定座具有一能够容纳该第六齿轮的第一容置槽、一能够容纳该第一轴心的第二容置槽、一能够容纳该第一支撑杆的第三容置槽,及一能够容纳该第二支撑杆的第四容置槽。其中,该发电机还具有一设置于该发电机轴心与该第三轴心之间的离合器,用以控制该发电机轴心与该第三轴心连接与否。本发明具有的优点在于:利用该浮载组可浮载于水面上,使该水车单元与水流不受水位高低影响始终保持接触,配合该支撑组顺着该水流的流向以一斜度向下延伸,与水流的水面形成一夹角,以使该水流推动该水车轮叶片旋转,而该可动式能量传递单元借由该第二传动组的第五齿轮沿着该第六齿轮作移位转动,使该第一传动组不论是在低水位或高水位的位置,都能与该第三传动组啮接在一起,进而使该水车单元转动的能量能够不间断地传递至该发电单元进行发电。附图说明图1是一装置示意图,以说明中国台湾发明第325821号专利;图2是一俯视示意图,辅助说明本发明陆上水流发电装置的一较佳实施例的装置配置图;图3是一前视透视示意图,说明本该较佳实施例的内部组件配置图;图4是一侧视示意图,说明该较佳实施例于低水位时的实施态样;图5是一侧视示意图,说明该较佳实施例于高水位时的实施态样;图6是一侧视示意图,说明该较佳实施例将一支撑组吊起于一平台上的态样。图中:2水流;3平台;31容置空间;32固定座;33吊车;321第一容置槽;322第二容置槽;323第三容置槽;324第四容置槽;4水车单元;41浮载组;411第一浮体;412第二浮体;413第一凹槽;414第二凹槽;415绳索;416船型;42水车组;421水车轮叶片;422水车轴心;423第一齿轮;43支撑组;431第一支撑杆;432第二支撑杆;433吊架;434第一平板;435第二平板;436第一组件;437第二组件;5可动式能量传递单元;51第一传动组;511第二齿轮;512第一轴心;513第三齿轮;514第一齿轮箱;515钢管保护套;52第二传动组;521第四齿轮;522第二轴心;523第五齿轮;524第二齿轮箱;53第三传动组;531第六齿轮;532第三轴心;533补助杆;534保护盖;6发电单元;61发电机;611发电机轴心;612离合器;7直线;θ夹角。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。参阅图2、图3,为本发明陆上水流发电装置的较佳实施例,适用于设置在陆地上的江、河、圳、沟中的任一水流2上方,用以接受该水流2流动的能量以转换成电能,并包括一平台3、一水车单元4、一可动式能量传递单元5及一发电单元6。该平台3包括一围绕界定出一容置空间31的固定座32。在本较佳实施例中,该平台3是利用该水流2的河堤建筑于该水流2上方一定距离处的发电室。当然,也可以是使用柱子直接建筑于该水流2的中央,当该水流2的水道宽度较大时,可以横向设置多个陆上水流发电装置来增加发电量,而当该水流2是狭窄的水道时也可以作纵向的前后设置,配合该水流2的实际情况来建构适当的设置形式。该水车单元4主要是用于接受该水流2流动的能量,并包括一浮载组41、一水车组42及一支撑组43。该浮载组41具有一第一浮体411、一第二浮体412、一设置于该第一浮体411上的第一凹槽413,及一设置于该第二浮体412上的第二凹槽414,该第一浮体411、第二浮体412可浮载于该水流2之上,且可随该水流2的水位高低改变其高低位置。该水车组42可分离地设置于该浮载组41上,并具有一水车轮叶片421、一锁固于该水车轮叶片421上的水车轴心422,以及一与该水车轴心422锁固在一起的第一齿轮423。该水车轮叶片421与该水流2的水面接触并受该水流2的流动冲击而转动,进而带动该水车轴心422及该第一齿轮423转动。该水车组42利用该浮载组41提供浮力,而使该水车轮叶片421能够稳定的浮于水面且随着该水流2的水位高低改变位置。参阅图3、图4、图5,该支撑组43的一端与该水车组42枢接,相反的另一端连接于该固定座32上,且该支撑组43顺着该水流2的流向自该固定座32上以一斜度向下延伸,并与该水流2的水面形成一夹角θ,当该水流2位于高水位时,该水车组42在水面上的位置会升高导致该夹角θ变小,当该水流2位于低水位时,该水车组42会随着水位降低导致该夹角θ变大,不论该水车组42是在高水位或是低水位,皆能受该水流2的流动冲击而推动该水车轮叶片421转动。在本较佳实施例中,该支撑组43具有一第一支撑杆431及一第二支撑杆432,该第一支撑杆431、第二支撑杆432的一端设置于该固定座32上,相反的另一端设置于该水车轮叶片421的两旁并使用轴承连接该水车轴心422,该第一支撑杆431、第二支撑杆432及该水车轴心422形成一倒U型,以使该水车组42受该水流2的流动冲击而推动该水车轮叶片421转动。在此,应注意的是,本发明也可以仅使用一个支撑杆与该水车组42枢接,不应以此为限。回顾图2、图3,该可动式能量传递单元5包括一第一传动组51、一第二传动组52及一第三传动组53。该第一传动组51具有一与该第一齿轮423啮接的第二齿轮511、一与该第一齿轮511锁固在一起且垂直于该水车轴心422的第一轴心512、一与该第一轴心512锁固在一起的第三齿轮513,及一固定该第一齿轮423、第二齿轮511位置的第一齿轮箱514,该第一轴心512周缘以一钢管保护套515框围保护,该第一齿轮423可连动该第二齿轮511、第一轴心512及第三齿轮513转动,该第一轴心512外层的钢管保护套515设置于该固定座32上,该第一轴心512于该钢管保护套515内转动,并与该支撑组43同步移动。该第二传动组52具有一与该第三齿轮513啮接在一起的第四齿轮521、一与该第四齿轮521锁固在一起的第二轴心522、一与该第二轴心522锁固在一起的第五齿轮523,及固定该第三齿轮513、第四齿轮521位置的第二齿轮箱524,该第二轴心522垂直于该第一轴心512且平行该水车轴心422,该第三齿轮513可连动该第四齿轮521、第二轴心522及第五齿轮转动523,该水车组42借由该第一传动组51连动该第二轴心522。该第三传动组53具有一与该第五齿轮523啮接在一起的第六齿轮531、一与该第六齿轮531锁固在一起且设置于该固定座32上的第三轴心532,及一用以固定该第五齿轮523、第六齿轮531位置的补助杆533。在本较佳实施例中,该第三轴心532平行该第二轴心522且垂直该第一轴心512设置,该第五齿轮523可连动该第六齿轮531及第三轴心532转动,且该第五齿轮523、第六齿轮531的外层设置一保护盖534,用以保护使用者不会被该第五齿轮523、第六齿轮531卷入而发生危险。该第一传动组51、第三传动组53及该第一支撑杆431、第二支撑杆432于该固定座32上的设置点成一直线7(图中是以虚线表示)。以该直线7为支点,该第一传动组51执行杠杆动作,当该水车组42因该水流2的水位提高时,该第二传动组52则降低高度,当该水车组42因该水流2的水位降低时,该第二传动组52则提升高度。借由该第二传动组52的第五齿轮523沿着该第六齿轮531作移位转动,使该第一传动组51不论是在低水位或高水位的位置,都能与该第三传动组53啮接在一起,使该水车单元4转动的能量能够不间断地传递至该发电单元6。该第一齿轮423、第二齿轮511、第三齿轮513、第四齿轮521为伞形齿轮,该第五齿轮523、第六齿轮531为正齿轮,伞形齿轮可以改变转动的方向,且可以设计齿轮的大小配比,改变齿轮的转速。通常来说,该水流2的流速不快但是能量却很大,所以该水车轮叶片521的转速都不快,但是,利用变速变向的齿轮设计,将可提高该第三轴心532的转速。该固定座32具有一可容纳该第六齿轮531的第一容置槽321、一可容纳该第一轴心512的第二容置槽322、一可容纳该第一支撑杆431的第三容置槽323,及一可容纳该第二支撑杆432的第四容置槽324,该第六齿轮531、该第一轴心512及该第一支撑杆431、第二支撑杆432可于该第一容置槽321、第二容置槽322、第三容置槽323、第四容置槽324内移动而不受该固定座32的阻挡。该发电单元6包括一设置于该容置空间31的发电机61,其具有一锁固于该第三轴心532的发电机轴心611,及一设置于该发电机轴心611中的离合器612,该第三轴心532可连动该发电机轴心611转动使该发电机61发电,该离合器612设置于该发电机轴心611与该第三轴心532之间,用以控制该发电机轴心611与该第三轴心532连接与否。参阅图4、图5、图6,该平台3还包括多个设置于该容置空间31上方的吊车33,该支撑组43还具有多个设置于该第一支撑杆431、第二支撑杆432上的吊架433,该吊车33可使用该吊架433将该第一支撑杆431、第二支撑杆432往上吊升,使该水车单元4离开水面于该平台3上,此时,该第一支撑组43会与该第一支撑杆431、第二支撑杆432同步移动位置,在维修保养时,转动该水车轮叶片421依然可以利用该可动式能量传递单元5带动该发电机轴心611,方便维修人员检查该可动式能量传递单元5的机械结构。该支撑组43还具有一设置于该第一支撑杆431下方的第一平板434、一设置于该第二支撑杆432下方的第二平板435、一位于该第一平板434下的第一组件436,及一位于该第二平板435下的第二组件437。当该水车组42位于水面转动时,该第一平板434置于该第一浮体411上且该第一组件436与该第一凹槽413相嵌合使该第一浮体411不会滑动,该第二平板435置于该第二浮体412上且该第二组件437与该第二凹槽414相嵌合使该第二浮体412不会滑动,该第一浮体411、第二浮体412可以乘载该水车轮叶片421于在该水流2的水面转动,当该水车组42脱离水面后,该第一平板434、第二平板435的第一组件436、第二组件437与该第一浮体411、第二浮体412的第一凹槽413、第二凹槽414分离。值得一提的是,在本较佳实施例中,该浮载组41还具有两个分别设置于该第一浮体411、第二浮体412上且位于该水流2来源方向的绳索415,该绳索415是依附于该第一支撑杆431、第二支撑杆432并设置于该固定座32上,借由该绳索415拉住该第一浮体411、第二浮体412,可避免其被该水流2冲走。其中,该第一浮体411、第二浮体412的下缘于该水流2来源方向形成船型416,有助于该水流2通过该第一浮体411、第二浮体412而避免晃动。参阅图4,该水车组42因该水流2处于低水位而降低高度,该水车组42向下降移,该第二传动组52受该第一传动组51以该固定座32为支点进行杠杆作用而提高位置,此时,该夹角θ的角度较大。由此可知,在该水流2的水位下降时,该水车组42的转动能量依然可由该第一传动组51经由该第二传动组52传递至该第三传动组53。参阅图5,该水车组42因该水流2处于高水位而提高了高度,该水车组42受浮力牵引而向上浮动,第二传动组52受该第一传动组51以该固定座32为支点进行杠杆作用而降低位置,此时,该夹角θ的角度较小。由此可知,在该水流2的水位高涨时,该水车组42的转动能量依然可由该第一传动组51经由该第二传动组52传递至该第三传动组53转动。本较佳实施例也可以利用该水车组42来驱动两个发电机61发电,只要在该水车组42的左右两侧分别设置该可动式能量传递单元5,将该水流2能量传导至该平台3上,再分别设置两个发电机61发电即可,由于设置左、右对应的两个发电机61为相关熟悉技术领域者所周知,故于此不再赘述。经由以上实施例的叙述,可得知本发明具有以下优点:一、该浮载组41可浮载于水面上,使该水车单元4与该水流2能不受水位高低的影响始终保持接触的态样,不论该水流2的水位高低与否,该水车轮叶片421皆能受该水流2的冲击而转动发电。二、续上所述,本发明的支撑组43顺着该水流2的流向以一斜度向下延伸,并与该水流2的水面形成一夹角θ,以使该水流2能顺流而下顺势推动该水车轮叶片421转动。三、由于该水车组42的重量一定,所以设定该第一浮体411、第二浮体412的浮力,该水车轮叶片421就会浮于水面,将该第一浮体411、第二浮体412底部设计成船型416,在利用该绳索415拉住该第一浮体411、第二浮体412并对准该水流2来源方向,及可以将该水流2导流,不会因为该水流2的扰流造成该水车轮叶片421晃动。四、该可动式能量传递单元5借由该第二传动组52的第五齿轮523沿着该第六齿轮531作移位转动,使该第一传动组51不论是在低水位或是高水位的位置,都能与该第三传动组53啮接在一起,进而使该水车单元4转动的能量能够不间断地传递至该发电单元6进行发电。综上所述,本发明的陆上水流发电装置利用该浮载组41使该水车轮叶片421浮于水面并接受该水流2的冲击而转动,并依序带动该水车轴心422转动并且通过该第一齿轮423、第二齿轮511将能量传导至该第一轴心512,该第一轴心512转动时通过该第三齿轮513、第四齿轮521将能量传导至该第二轴心522,该第二轴心522转动时通过该第五齿轮523、第六齿轮531将能量传导至该第三轴心532,该第三轴心532带动该发电机轴心611转动以使该发电机61开始发电,此外,该载浮组41还设计成船型416以稳定该水车轮叶片421接受该水流2能量,且该水车轮叶片421可分离地与该载浮组41枢接,方便保养时脱离该载浮组41,发电时与该浮载组41枢接配合该水流2高度转动,因此可以达到本发明的目的。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
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