本發明專利技術公開了一種水流發電裝置，包括主浮體、角度調節板、發電機、增速齒輪箱、萬向節、傳動鋼繩和水輪機，角度調節板通過轉軸可自由轉動地安裝在主浮體的后端，轉軸沿主浮體的橫向方向設置，發電機和增速齒輪箱安裝在角度調節板頂面，增速齒輪箱的輸出軸與發電機的輸入軸連接，增速齒輪箱的輸入軸通過萬向節與傳動鋼繩的一端連接，傳動鋼繩的另一端與位于主浮體后方的水輪機連接，傳動鋼繩用于將水輪機的轉動運動傳遞至增速齒輪箱的輸入軸。本發明專利技術的水流發電裝置能夠在自然水流中進行發電，結構合理，設備運行穩定性好，能源轉化率高，節能環保，是一種清潔無污染的新型發電裝置，具有良好的推廣和使用價值。
【技術實現步驟摘要】
一種水流發電裝置
本專利技術涉及發電設備
，尤其涉及一種水流發電裝置。
技術介紹
由于人類的過渡開采，石油、煤炭等能源危機日趨嚴重，隨著人類環保意識的提高，人們不斷尋找能夠替代石油、煤炭等不可再生資源的可再生清潔能源，例如風能、太陽能等。流動的水具有動能，水流的動能能量密度集中且儲量十分豐富，是一種不可多得的清潔能源，因此開發和利用河流、溝渠等水流的動能對節能減排和能源的可持續發展有著十分重要的意義。目前，對水流能量的利用主要還是通過水電站進行發電，水電站需要建設水工建筑物集中水頭，使得水流有一定的落差，從而將水流的重力勢能轉化為水輪機的機械能，再通過發電機將機械能轉化為電能進行發電。因此現有的水電站發電裝置不適用于在自然水流中進行發電，使用存在很大的局限性，且修筑水工建筑成本高。因此，如何設計一種能夠在自然水流中進行發電的發電裝置，是目前亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種水流發電裝置，能夠在自然水流中進行發電，結構合理，設備運行穩定性好，能源轉化率高，節能環保，是一種清潔無污染的新型發電裝置，具有良好的推廣和使用價值。為了實現本專利技術的上述目的，本專利技術提供了一種水流發電裝置，包括主浮體、角度調節板、發電機、增速齒輪箱、萬向節、傳動鋼繩和水輪機，所述角度調節板通過轉軸可自由轉動地安裝在所述主浮體的后端，所述轉軸沿所述主浮體的橫向方向設置，所述發電機和增速齒輪箱安裝在所述角度調節板頂面，所述增速齒輪箱的輸出軸與所述發電機的輸入軸連接，所述增速齒輪箱的輸入軸通過所述萬向節與所述傳動鋼繩的一端連接，所述傳動鋼繩的另一端與位于所述主浮體后方的所述水輪機連接，所述傳動鋼繩用于將所述水輪機的轉動運動傳遞至所述增速齒輪箱的輸入軸。本專利技術在使用時，將該水流發電裝置放置于具有一定流速的水流中，通過錨鏈將主浮體固定至水底或岸邊，將主浮體放置在水流的上游，主浮體的前端迎向水流，水輪機放置在水流的下游，由于水流具有一定的動能，通過水流帶動水輪機旋轉，水輪機將水流的動能轉化為機械能，水輪機通過傳動鋼繩和萬向節帶動增速齒輪箱旋轉，增速齒輪箱將水輪機的旋轉運動進行增速后傳遞至發電機，從而通過發電機將水輪機旋轉的機械能轉化為電能進行發電。本專利技術采用傳動鋼繩與水輪機連接進行動力的傳遞，由于傳動鋼繩在任意方向具有一定的柔韌性，因此可以在任意方向產生一定的可復位性形變，從而可以讓水輪機盡量平行與水面，使得水輪機在工作時其最上方和最下方受到的水流的沖擊力基本一致，達到更好能量轉化和能量傳遞效果；另外，由于水流的不穩定性，在自然工作狀態下，主浮體會受到波浪影響而搖晃擺動，如果是通過常規的剛性的傳動軸連接水輪機，則主浮體和水輪機會相互影響，水輪機被迫搖晃擺動，時間久了容易損壞傳動軸兩端的軸承等連接部件，而傳動鋼繩有一定形變范圍，因此可以在一定范圍內減緩主浮體晃動對水輪機的影響，從而減少水流不穩定性對各連接部件造成的損傷，有效延長整個發電裝置的使用壽命，降低維護成本。通過萬向節與傳動鋼繩配合，在主浮體自由搖晃擺動時能夠更好地減少軸承等部件所受到的沖擊損傷。另外通過將發電機和增速齒輪箱設置在角度調節板上，角度調節板通過轉軸可自由轉動地安裝在主浮體后端，從而使得角度調節板可以繞轉軸在垂直平面內帶動安裝在其上方的發電機和增速齒輪箱自由轉動，從而實現增速齒輪箱輸入軸的角度的自適應靈活調節。當主浮體前方來波浪時，主浮體會前后上下浮動，角度調節板相對主浮體作出相應的前后搖擺變化來抵消主浮體的不穩定，保證傳動鋼繩和萬向節等傳動裝置相對水平面角度很平穩，角度調節板保證了傳動鋼繩和萬向節等傳動裝置不會因為主浮體前后浮動而導致的傳動鋼繩和萬向節等傳動裝置與水平面的角度變化，因而動力傳遞和轉換穩定，且有效延長了各傳動部件的使用壽命；另外，由于水流速度的不穩定性，不同流速的水流會導致水輪機受力不一樣，水輪機受力不一樣則增速齒輪箱的輸入軸相對水平面角度不一樣，通過角度調節板能夠自由調節增速齒輪箱的輸入軸相對水平面的角度，從而減輕了萬向節的調節力度，盡量確保了水輪機平穩勻速地給發電機提供動力。優選地，所述主浮體上位于所述角度調節板的兩側對稱設有角度限位機構，所述角度限位機構上豎向設置有弧形槽，所述角度調節板的兩端設有與所述弧形槽相適配的弧形凸塊，所述弧形凸塊插入所述弧形槽內。通過角度限位機構對角度調節板的轉動進行限位，從而限制角度調節板的轉動角度，避免角度調節板轉動過大而造成增速齒輪箱的輸入軸和傳動鋼繩角度過大影響動力傳遞的穩定性。優選地，所述弧形槽的兩端設置有緩沖裝置。通過緩沖裝置在角度調節板轉動時進行上止點和下止點的限位緩沖，減少設備的沖擊，保證動力傳輸的穩定性和延長設備的使用壽命。優選地，所述水流發電裝置還包括剛性傳動軸和用于支撐所述剛性傳動軸的旋轉支撐裝置，所述旋轉支撐裝置固定安裝在所述角度調節板上，所述剛性傳動軸的一端與所述增速齒輪箱的輸入軸連接，所述剛性傳動軸的另一端與所述萬向節連接，所述剛性傳動軸貫穿所述旋轉支撐裝置且能在所述旋轉支撐裝置內自由轉動。通過在增速齒輪箱的輸入軸與萬向節之間設置剛性傳動軸，能夠有效減緩萬向節傳動時對增速齒輪箱輸入軸的沖擊，從而有效延長增速齒輪箱的使用壽命，通過旋轉支撐裝置對剛性傳動軸進行支撐，使得剛性傳動軸的傳動更平穩。優選地，所述水流發電裝置還包括輔助浮體，所述傳動鋼繩靠近所述水輪機的部位套設有軸承，所述傳動鋼繩可在所述軸承內自由轉動，所述輔助浮體上設有鋼絲繩，所述鋼絲繩的自由端與所述軸承的外壁固定連接。通過輔助浮體和鋼絲繩對傳動鋼繩和水輪機起到一定的提拉和支承作用，在水流流速減小的河渠中避免因水流沖擊力太小而使水輪機下沉深度過深；另外，通過提拉鋼絲繩可以控制水輪機在水下的深度，考慮在大自然中的水流速度不能常年保持同樣的流速，正常工作水輪機是在水下，當因季節，或自然環境變化水流速大于理想的流速時水輪機轉速過快，可以通過輔助浮體收緊鋼絲繩讓水輪機部分離開水面達到降低轉速的目的，使得水輪機的轉速在水流流速的變化情況下能夠在一定范圍進行調節。進一步，所述輔助浮體上設有卷揚機，所述鋼絲繩纏繞在所述卷揚機上，所述鋼絲繩的非自由端與所述卷揚機固定連接。通過卷揚機可實現自動收放鋼絲繩，調節鋼絲繩的長度，從而實現水輪機深度的自動調節。進一步，所述輔助浮體包括對稱設置的第一浮體和第二浮體，以及連接所述第一浮體和第二浮體的連接體，所述第一浮體、第二浮體和連接體共同構成倒“凹”字形結構，所述連接體頂部設有所述卷揚機，所述鋼絲繩的自由端貫穿所述連接體與所述軸承的外壁固定連接，所述第一浮體、第二浮體和連接體圍設有容納所述水輪機的容納空間。通過將輔助浮體設置成倒“凹”字形結構，使得輔助浮體與水面之間形成能夠容納水輪機的容納空間，便于實現將水輪機部分或全部提升至水面上，不僅方便地實現了對水輪機深度的控制，同時也可以隨時方便地將水輪機提升至水面上，便于將該水流發電裝置移動至其它需要的水域。優選地，所述水輪機包括中心軸、圓周均布在所述中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水流發電裝置，其特征在于，包括主浮體、角度調節板、發電機、增速齒輪箱、萬向節、傳動鋼繩和水輪機，所述角度調節板通過轉軸可自由轉動地安裝在所述主浮體的后端，所述轉軸沿所述主浮體的橫向方向設置，所述發電機和增速齒輪箱安裝在所述角度調節板頂面，所述增速齒輪箱的輸出軸與所述發電機的輸入軸連接，所述增速齒輪箱的輸入軸通過所述萬向節與所述傳動鋼繩的一端連接，所述傳動鋼繩的另一端與位于所述主浮體后方的所述水輪機連接，所述傳動鋼繩用于將所述水輪機的轉動運動傳遞至所述增速齒輪箱的輸入軸。/n
【技術特征摘要】
1.一種水流發電裝置，其特征在于，包括主浮體、角度調節板、發電機、增速齒輪箱、萬向節、傳動鋼繩和水輪機，所述角度調節板通過轉軸可自由轉動地安裝在所述主浮體的后端，所述轉軸沿所述主浮體的橫向方向設置，所述發電機和增速齒輪箱安裝在所述角度調節板頂面，所述增速齒輪箱的輸出軸與所述發電機的輸入軸連接，所述增速齒輪箱的輸入軸通過所述萬向節與所述傳動鋼繩的一端連接，所述傳動鋼繩的另一端與位于所述主浮體后方的所述水輪機連接，所述傳動鋼繩用于將所述水輪機的轉動運動傳遞至所述增速齒輪箱的輸入軸。
2.根據權利要求1所述的水流發電裝置，其特征在于，所述主浮體上位于所述角度調節板的兩側對稱設有角度限位機構，所述角度限位機構上豎向設置有弧形槽，所述角度調節板的兩端側面設有與所述弧形槽相適配的弧形凸塊，所述弧形凸塊插入所述弧形槽內。
3.根據權利要求1所述的水流發電裝置，其特征在于，所述弧形槽的兩端設置有緩沖裝置。
4.根據權利要求1所述的水流發電裝置，其特征在于，還包括剛性傳動軸和用于支撐所述剛性傳動軸的旋轉支撐裝置，所述旋轉支撐裝置固定安裝在所述角度調節板上，所述剛性傳動軸的一端與所述增速齒輪箱的輸入軸連接，所述剛性傳動軸的另一端與所述萬向節連接，所述剛性傳動軸貫穿所述旋轉支撐裝置且能在所述旋轉支撐裝置內自由轉動。
5.根據權利要求1所述的水流發電裝置，其特征在于，還包括輔助浮體，所述傳動鋼...
【專利技術屬性】
技術研發人員：桑超，
申請(專利權)人：桑超，
類型：發明
國別省市：安徽;34
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