一种无需建造拦河坝的水能机发电系统

技术领域

本发明涉及一种水能机发电系统，具体涉及一种无需建造拦河坝的水能机发电系统。

背景技术

现在世界上水利发电均是筑水坝蓄水提高水的势能，在水坝的下方利用水轮机拖动发电机组发电，如我国的三峡水电站等；这种发电技术存在以下缺点：一、必须建设投资大，施工难度大，工程期长的拦河坝蓄水提高水的势能；二、库区占地面积大，移民工作费资费时；三、存在较大生态环保与安全的隐患；四、严重影响江河通航。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种无需建造水坝，利用水的自流产生巨大能量进行发电的水能机发电系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无需建造拦河坝的水能机发电系统，包括水能机、安装座、联轴器、变速器和发电机，所述水能机通过轴承座架设于安装座中，所述变速器通过联轴器与水能机的旋转轴连接，所述发电机通过联轴器与变速器连接；所述水能机包括旋转轴、旋转装置、水斗，所述旋转装置安装于旋转轴，所述旋转装置的外围均匀地活动连接有水斗，所述水斗的底端设有倒水杆，所述安装座上设有触动倒水杆工作的倒水装置；所述水能机的上部设有进水管，所述进水管上设有水阀，所述旋转轴连接有转速传感器，所述水阀与转速传感器与控制器连接；所述旋转装置，包括安装座、辐条和外杆，所述安装座固定安装于旋转轴，所述辐条呈放射状设于安装座上，所述外杆连接于相邻两根辐条的末端，所述水斗活动连接于辐条的末端；所述倒水装置包括倒水座和滚轮，所述倒水座设于安装座上，所述滚轮设于倒水座的顶部，所述滚轮与倒水杆接触，且可使倒水杆连同水斗绕安装轴旋转。

进一步的，所述外杆整体呈圆环状。

进一步的，相邻两根所述辐条之间连接有若干根内杆。

进一步的，所述内杆与相邻的外杆平行。

进一步的，所述水斗通过安装轴与辐条连接。

当进水管中有足够的自流水量时，即可启动水能机生产作业；由水阀控制进水管的出水量，水阀的开启度由控制器控制；当转速传感器检测到旋转轴的转速未达到设定值时，控制器则控制水阀加大开启度，增加供水量；当旋转轴超过设定的转速时，则控制水阀减小开启度，降低供水量，使旋转轴在负载变化时，也能维持恒定的输出速度。

水能机在静止状态启动时，首先启动水阀供水，供水位置固定在水能机转子上方按旋转方问的笫一个水斗上方，当该水斗水满后，继续流向下方的水斗，当水斗中水的重力产生的扭矩大于负载的阻力矩时，主轴连续转动，并通过变速机与发电机组匹配。

本发明利用自流水作用在水能机上的杠杆原理，由上部进水在下部排水形成势能；水斗能绕安装轴自由地摆动，水斗的轴心与水斗的重心不在同一点上，水斗在空间任何位置都具有水平斗的重心在水斗的轴心垂线上的趋势；在旋转装置上均匀布置的水斗承载水的势能，每个水斗绕安装轴从旋转装置的上部运行至旋转装置下部的过程中，将水的势能转换为水能机旋转轴旋转的动能；水斗运行至旋转装置下部时水的势能为零，此时水斗接触到滚轮，自动翻转排水，排水结束后空载的水斗在自身重力作用下自动复位，空载运行至旋转装置的上部进水蓄能，多个水斗周而复始的运动在旋转轴形成稳定的大动力输出；水能机的旋转轴输出的扭矩动力输送给变速器，然后将动力传送给发电机，产生电能。

水能机工作的停止，关闭水阀即可，整个生产过程自动控制，简单可靠。

本发明的有益效果是，利用水的自流产生的能量，通过变速箱，驱动发电机运转发电；本发明水能机发电系统不需要建造拦河水坝，只需建设简单的混凝土基础即可，具有投资小，施工简单快速的特点；该系统建在水源附近占地面积很少，不存在拆迁和移民工作，没有生态环境影响，没有拦河坝、不存在安全隐患，可保持航运的顺畅。

附图说明

图l是本发明水能机发电系统的整体结构示意图；

图2是图1所示水能机发电系统的水能机的结构示意图；

图3是图1所示水能机发电系统的水能机可运转方向示意图。

附图中：1、水能机， 11、旋转轴， 12、安装座， 13、辐条， 131、外杆， 132、内杆，14、水斗， 141、安装轴， 142、倒水杆， 2、安装座， 21、倒水座， 22、滚轮， 23、轴承座， 3、联轴器， 4、变速器， 5、发电机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：

如图1和图2所示，本发明无需建造拦河坝的水能机发电系统实施例，包括水能机1、安装座2、联轴器3、变速器4和发电机5，水能机1通过轴承座23架设于安装座2中，变速器4通过联轴器3与水能机1的旋转轴11连接，发电机5通过联轴器4与变速器4连接；水能机1包括旋转轴11、旋转装置、水斗14，旋转装置安装于旋转轴11，旋转装置的外围均匀地活动连接有水斗14，水斗14通过安装轴141与辐条13连接，水斗14的底端设有倒水杆142，安装座2上设有触动倒水杆142的倒水装置；水能机1的上部设有进水管，进水管上设有水阀，旋转轴连接有转速传感器，水阀与转速传感器与控制器连接（进水管、水阀、转速传感器、控制器图中未示出）。

旋转装置包括安装座12、辐条13和外杆131，安装座12固定安装于旋转轴11，辐条13呈放射状设于安装座12上，外杆131连接于相邻两根辐条13的末端，水斗14活动连接于辐条13的末端；外杆131整体呈圆环状，相邻两根辐条13之间连接有若干根内杆132，内杆132与相邻的外杆131平行。

倒水装置，包括倒水座21和滚轮22，倒水座21设于安装座2上，滚轮22设于倒水座21的顶部，滚轮22与倒水杆142接触，且可使倒水杆142连同水斗13绕安装轴141旋转。

工作原理：当进水管中有足够的自流水量时，即可启动水能机1运行作业；通过控制水阀的开启度控制进水管的出水量，水阀的开启度由控制器控制；当转速传感器检测到旋转轴11的转速未达到设定值时，控制器则控制水阀加大开启度，增加供水量；当旋转轴11超过设定的转速时，则控制水阀减小开启度，降低供水量，使旋转轴11在负载变化时，也能维持恒定的输出速度；

如图3所示，水能机1可顺时针或逆时针绕旋转轴11旋转，水斗14可绕安装轴141自由旋转；水流流入处于水能机1上部的水斗14中，水斗14在重力的作用下，对旋转轴11产生扭矩力，进而驱动整个旋转装置旋转，随即水流注入进入水能机1上部的下一个水斗14中；当水斗14运行至水能机1的下部时，水斗14底部的倒水杆142触碰到滚轮22后，水斗14随即翻转，并将水倒空，之后在自身重力下恢复至盛水状态；多个水斗14如此周而复始，水能机1的旋转轴11得到稳定地旋转速度，旋转轴11输出的扭矩动力输给变速器4，然后将动力传送给发电机5，驱动发电机5运行，产生电能。

说明书中未详细说明的内容属于本领域技术人员熟知的现有技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。