一種mw級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】一種MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，包括水車車輪（1）、輪軸（3）、剎車片（4）、增速器（6）、發(fā)電機（10）、水流引導渠（13）；水車車輪（1）由輪轂（1?3）、葉片（1?2）和輪幅（1?1）組成，輪幅（1?1）上安裝擋水板（1?2），水車葉片（1?2）與水流引導渠（13）流過的水接觸；輪輻（1?1）成輻射狀安裝于輪轂（1?3）上，輪轂（1?3）安裝在輪軸（3）上，輪軸（3）由兩對軸承（2?3）與（2?4）通過軸承座（2?1）與（2?2）固定安裝在由混凝土砌成的臺架上；輪軸（3）的另一端與增速器（6）的第一級行星架（6?3）通過脹緊套聯(lián)結，輪軸（3）右端與增速器（6）連接的部分由軸承座（5）支撐，水車車輪（1）的停車由安裝在輪軸（3）上面的剎車片（4）以及控制水的流速來實現。
【專利說明】
一種MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及水力發(fā)電技術領域。
【背景技術】
[0002]水力發(fā)電作為當今世界一種重要的發(fā)電形式，是一種取之不盡、用之不竭的清潔、可持續(xù)能源。一般水力發(fā)電需要在大江大河截流建壩，建設水力發(fā)電站，投資巨大技術要求高、建設周期長，而且對建壩的水流落差要求高。水車作為一種古老的提灌機械，歷史悠久，技術成熟。巧妙地利用水車進行發(fā)電，使古代水車的生命力重新激發(fā)出來，并且可以大規(guī)模應用，使之實用價值大于觀賞價值。
[0003]現有技術中，由于用于發(fā)電的水車的驅動轉矩弱，發(fā)電規(guī)模小，發(fā)電功率低，所以不適宜于連入電網，難以得到實用的電力。因此，針對我國存在著豐富的水能資源，且沒有充分利用這一現狀及現有的水力發(fā)電裝置中水輪所存在的問題，在小溪、河流等具有一定落差的水流域中，由于一定的時間段內水流的速度是比較穩(wěn)定的，所以能夠獲得高質量穩(wěn)定的電能。提出一種MW級高效環(huán)保水力車輪發(fā)電裝置，有計劃的增大對河流域小落差段的開發(fā)與利用，開辟另一種高效環(huán)保無污染的水能資源利用的研究，可以根據需要，修建規(guī)?；乃囓囕喨?，增大電能的輸出功率，對我國環(huán)境保護及可再生資源的利用具有重要的意義。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置。
[0005]本發(fā)明是一種Mff級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，包括水車車輪1、輪軸3、剎車片4、增速器6、發(fā)電機10、水流引導渠13;所述的水車車輪I由輪轂1-3、葉片1-2和輪幅1-1組成，輪幅1-1上安裝擋水板1-2，相當于水車車輪的葉片，水車葉片1-2與水流引導渠13流過的水接觸;所述的輪輻1-1成輻射狀安裝于輪轂1-3上，輪轂1-3安裝在輪軸3上，輪軸3由兩對軸承2-3與2-4通過軸承座2-1與2-2固定安裝在由鋼筋混凝土砌成的臺架上;所述的輪軸3的另一端與增速器6的第一級行星架6-3通過脹緊套聯(lián)結，輪軸3右端與增速器6連接的部分由軸承座5支撐，水車車輪I的停車由安裝在輪軸3上面的剎車片4以及控制水的流速來實現；所述的增速器6由兩級行星加一級錐齒輪組成，第一級行星齒輪的太陽輪軸6-7與第二級行星齒輪的行星架6-8通過花鍵連接，第二級太陽輪軸6-9上安裝大錐齒輪6-16，大錐齒輪6-16與一組對稱布置的第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18嚙合。整個增速器6固定安裝在彈性減震器11上;所述的豎直軸7的下端通過聯(lián)軸器8與發(fā)電機軸9連接;發(fā)電機10豎直固定安裝在地面。
[0006]本發(fā)明的有益之處是:1.本發(fā)明相比于現有技術:傳統(tǒng)的水力發(fā)電，對河流落差有嚴格的要求，需要截流建壩，投資高、建設周期長等許多客觀限制條件。本發(fā)明利用水車原理，不影響河流的自然生態(tài)及通航。具有結構簡單，設計科學，投資小，簡單易行，便于推廣實施。
[0007]2.本發(fā)明相比于同類發(fā)電設備:相比于太陽能及風力發(fā)電技術，本發(fā)明發(fā)電不受天氣制約，具有連續(xù)性，并且發(fā)電質量高，電流穩(wěn)定。相比于火力發(fā)電設備，本發(fā)明不消耗化石能源和不污染環(huán)境，具有可持續(xù)性。
[0008]3.本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用水車車輪和風力發(fā)電原理，能夠產生穩(wěn)定的電流，能夠實現MW級的發(fā)電。水車車輪這種結構簡單，操作性強的技術發(fā)明，為我國水能資源的利用提供了一種新型清潔、高效利用方式。具有可持續(xù)發(fā)展性和環(huán)境友好型。
【附圖說明】
[0009]圖1是MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置結構簡圖，圖2是MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置整體示意圖，圖3是MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置增速器結構圖，圖4是MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置水車車輪結構圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1、圖2、圖4所示，本發(fā)明是MW級高效環(huán)保水力車輪發(fā)電裝置，其特征在于:包括水車車輪1、輪軸3、剎車片4、增速器6、發(fā)電機10、水流引導渠13;所述的水車車輪I由輪轂1-3、葉片1-2和輪幅1-1組成，輪幅1-1上安裝擋水板1-2，相當于水車車輪的葉片，水車葉片1-2與水流引導渠13流過的水接觸;所述的輪輻1-1成輻射狀安裝于輪轂1-3上，輪轂1-3安裝在輪軸3上，輪軸3由兩對軸承2-3與2-4通過軸承座2-1與2-2固定安裝在由鋼筋混凝土砌成的臺架上;所述的輪軸3的另一端與增速器6的第一級行星架6-3通過脹緊套聯(lián)結，輪軸3右端與增速器6連接的部分由軸承座5支撐，水車車輪I的停車由安裝在輪軸3上面的剎車片4以及控制水的流速來實現;所述的增速器6由兩級行星加一級錐齒輪組成，第一級行星齒輪的太陽輪軸6-7與第二級行星齒輪的行星架6-8通過花鍵連接，第二級太陽輪軸6-9上安裝大錐齒輪6-16，大錐齒輪6-16與一組對稱布置的第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18嚙合。整個增速器6固定安裝在彈性減震器11上;所述的豎直軸7的下端通過聯(lián)軸器8與發(fā)電機軸9連接;發(fā)電機10豎直固定安裝在地面。
[0011]如圖2、圖所述的風車車輪I，其特征在于:水車葉片1-2安裝在輪幅1-1上，可以根據需要增加輪輻和葉片的數量，也可以把葉片的形狀做成凹槽性，增大與水流的接觸面積。
[0012]如圖1、圖3所述的增速器6為兩級行星加一級錐齒輪傳動齒輪箱，其特征在于:增速器6包括第一級行星齒輪，第二級行星齒輪，第三級錐齒輪和箱體6-10。其中第一級行星齒輪包括第一級行星架6-3、第一級外齒圈6-1、第一級行星軸6-2、第一級行星齒輪6-5、第一級太陽輪6-6、第一級太陽輪軸6-7;第一級太陽輪6-6固定安裝在第一級太陽輪軸6-7上，第一級太陽輪6-6與第一級行星齒輪6-5嚙合，第一級行星輪數n=3，每個第一級行星輪6-5通過一對調心滾子軸承6-4支撐安裝于每根第一級行星軸6-2上，第一級行星輪6-5分別與第一級外齒圈6-1嚙合，第一級外齒圈6-1固定安裝于箱體6-10內部。第二級行星齒輪包括第二級行星架6-8、第二級太陽輪軸6-9、第二級外齒圈6-11、第二級行星軸6-14、第二級行星齒輪6-12、第二級太陽輪6-15;第二級太陽輪6-15固定安裝在第二級太陽輪軸6-9上，第二級太陽輪6-15與第二級行星齒輪6-12嚙合，第二級行星輪數n=3，每個第二級行星輪6-12通過一對調心滾子軸承6-13支撐安裝于每根第二級行星軸6-14上，第二級行星輪6-12分別與第二級外齒圈6-11嚙合，第二級外齒圈6-11固定安裝于箱體6-10內部。第三級錐齒輪包括安裝在第二級太陽輪軸6-9上的大錐齒輪6-16和安裝在豎直軸7上的第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18，大錐齒輪6-16分別與第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18嚙合。兩級太陽軸浮動且兩級太陽軸同心安裝，第二級太陽軸上安裝大錐齒輪6-16，兩級太陽軸一端固定，一端浮動，第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18對稱布置于大錐齒輪6-16兩端。
[0013]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做一個詳細的說明。
[0014]根據圖示1、圖示2的MW級高效環(huán)保水力車輪發(fā)電裝置，包括水車車輪1、輪軸3、剎車片4、增速器6、發(fā)電機10、水流引導渠13;所述的水車車輪I由輪轂1-3、葉片1-2和輪幅1-1組成，輪幅1-1上安裝擋水板1-2，相當于水車車輪的葉片，水車葉片1-2與水流引導渠13流過的水接觸;所述的輪輻1-1成輻射狀安裝于輪轂1-3上，輪轂1-3安裝在輪軸3上，輪軸3由兩對軸承2-3與2-4通過軸承座2-1與2-2固定安裝在由鋼筋混凝土砌成的臺架上;所述的輪軸3的另一端與增速器6的第一級行星架6-3通過脹緊套聯(lián)結，輪軸3右端與增速器6連接的部分由軸承座5支撐，軸承座主要作用是使水輪軸3和增速箱6對中，減小水輪傳動系統(tǒng)的振動;水車車輪I的停車由安裝在輪軸3上面的剎車片4及控制水的流速來實現，水車停車時，為提高剎車片壽命，剎車順序是先關閉水流引導渠上游的閘，待水流流速減小后，再啟動剎車裝置;所述的增速器6由兩級行星加一級錐齒輪組成，增速器6主要作用是增速和換向，使水車車輪產生的旋轉速度增加到適合發(fā)電機發(fā)電的轉速，為節(jié)約空間，使傳動系統(tǒng)結構緊湊，第三級增速為錐齒輪增速，使發(fā)電機成豎直布置;第一級行星齒輪的太陽輪軸6-7與第二級行星齒輪的行星架6-8通過花鍵連接，第二級太陽輪軸6-9上安裝大錐齒輪6-16，為了減小傳動過程中的沖擊載荷和載荷分布不均，大錐齒輪6-16與一組對稱布置的第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18嚙合。整個增速器6固定安裝在彈性減震器11上;彈性減震器11的主要作用是減小整個傳動系統(tǒng)的振動沖擊，增加齒輪箱的壽命。所述的豎直軸7的下端通過聯(lián)軸器8與發(fā)電機軸9連接;發(fā)電機10豎直固定安裝在地面。其具體實施方案如下:當水流流過水輪葉片1-2時，在水力的作用下，葉片1-2開始轉動，葉片1-2的轉動帶動輪軸3作旋轉轉動，輪軸3的旋轉運動通過增速器6的增速和換向后，通過聯(lián)軸器8由豎直軸7傳遞到豎直布置的發(fā)電機10的輸入軸9，再傳遞到發(fā)電機10，使機械能轉化為電能，最終通過輸電電線輸入到電網。本發(fā)明利用水車車輪和風力發(fā)電原理，能夠產生穩(wěn)定的電流，能夠實現Mff級的發(fā)電，可以根據需求，延河流域建立規(guī)模化的水車車輪群，增加輸出電能功率。
[0015]水車葉片1-2安裝在輪幅1-1上，可以根據需要增加輪輻和葉片的數量，也可以把葉片的形狀做成凹槽形，增大與水流的接觸面積。
[0016]所述的增速器6為兩級行星加一級錐齒輪傳動齒輪箱，增速器6包括第一級行星齒輪，第二級行星齒輪，第三級錐齒輪和箱體6-10。其中第一級行星齒輪包括第一級行星架6-
3、第一級外齒圈6-1、第一級行星軸6-2、第一級行星齒輪6-5、第一級太陽輪6-6、第一級太陽輪軸6-7;第一級太陽輪6-6固定安裝在第一級太陽輪軸6-7上，第一級太陽輪6-6與第一級行星齒輪6-5嗤合，第一級行星輪數n=3，每個第一級行星輪6-5通過一對調心滾子軸承6-4支撐安裝于每根第一級行星軸6-2上，第一級行星輪6-5分別與第一級外齒圈6-1嚙合，第一級外齒圈6-1固定安裝于箱體6-10內部。第二級行星齒輪包括第二級行星架6-8、第二級太陽輪軸6-9、第二級外齒圈6-11、第二級行星軸6-14、第二級行星齒輪6-12、第二級太陽輪6-15;第二級太陽輪6-15固定安裝在第二級太陽輪軸6-9上，第二級太陽輪6-15與第二級行星齒輪6-12嚙合，第二級行星輪數n=3，每個第二級行星輪6-12通過一對調心滾子軸承6-13支撐安裝于每根第二級行星軸6-14上，第二級行星輪6-12分別與第二級外齒圈6-11嚙合，第二級外齒圈6-11固定安裝于箱體6-10內部。第三級錐齒輪包括安裝在第二級太陽輪軸6-9上的大錐齒輪6-16和安裝在豎直軸7上的第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18，大錐齒輪6-16分別與第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18嚙合。兩級太陽軸浮動且兩級太陽軸同心安裝，第二級太陽軸上安裝大錐齒輪6-16，兩級太陽軸一端固定，一端浮動，第一小錐齒輪6-17和第二小錐齒輪6-18對稱布置于大錐齒輪6-16兩端。增速器6主要功用是將水輪在水力作用下所產生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應的轉速。
[0017]所述的增速器6也可以為兩級行星軸加一級圓柱齒輪傳動齒輪箱，第三級圓柱齒輪輸入軸與第二級太陽輪軸之間用花鍵連接，第三級圓柱齒輪的輸出軸與發(fā)電機10的輸入軸8通過聯(lián)軸器9連接，發(fā)電機10水平布置。
[0018]所述的水流引導渠13起始地址選在河流的上游具有一定落差的地方，并增加引導渠的落差，為使水流流速平穩(wěn)且在發(fā)洪水時能夠對水車緊急起停，并在水流引導渠的起始端修建水流控制閘，水流控制閘與水車剎車裝置配合使用。
【主權項】
1.一種MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，其特征在于:包括水車車輪(I)、輪軸(3)、剎車片(4)、增速器(6)、發(fā)電機(10)、水流引導渠(13);所述的水車車輪(I)由輪轂(1-3)、葉片(1-2)和輪幅(1-1)組成，輪幅(1-1)上安裝擋水板(1-2)，相當于水車車輪的葉片，水車葉片(1-2 )與水流引導渠(13 )流過的水接觸;所述的輪輻(1-1)成輻射狀安裝于輪轂(1-3 )上，輪轂(1-3)安裝在輪軸(3)上，輪軸(3)由兩對軸承(2-3)與(2-4)通過軸承座(2-1)與(2-2)固定安裝在由混凝土砌成的臺架上;所述的輪軸(3)的另一端與增速器(6)的第一級行星架(6-3)通過脹緊套聯(lián)結，輪軸(3)右端與增速器(6)連接的部分由軸承座(5)支撐，水車車輪(I)的停車由安裝在輪軸(3)上面的剎車片(4)以及控制水的流速來實現;所述的增速器(6)由兩級行星加一級錐齒輪組成，第一級行星齒輪的太陽輪軸(6-7)與第二級行星齒輪的行星架(6-8)通過花鍵連接，第二級太陽輪軸(6-9)上安裝大錐齒輪(6-16)，大錐齒輪(6-16)與一組對稱布置的第一小錐齒輪(6-17)和第二小錐齒輪(6-18)嚙合;整個增速器(6)固定安裝在彈性減震器(11)上;所述的豎直軸(7)的下端通過聯(lián)軸器(8)與發(fā)電機軸(9)連接;發(fā)電機(10)豎直固定安裝在地面。2.根據權利要求書I所述的MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，其特征在于:水車葉片(1-2)安裝在輪幅(1-1)上，能夠根據需要增加輪輻和葉片的數量，或把葉片的形狀做成凹槽形，增大與水流的接觸面積。3.根據權利要求書I所述的MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，增速器(6)為兩級行星加一級錐齒輪傳動齒輪箱，其特征在于:所述的增速器(6)包括第一級行星齒輪，第二級行星齒輪，第三級錐齒輪和箱體(6-10);其中第一級行星齒輪包括第一級行星架(6-3)、第一級外齒圈(6-1)、第一級行星軸(6-2)、第一級行星齒輪(6-5)、第一級太陽輪(6-6)、第一級太陽輪軸(6-7);第一級太陽輪(6-6)固定安裝在第一級太陽輪軸(6-7)上，第一級太陽輪(6-6)與第一級行星齒輪(6-5)嚙合，第一級行星輪數n=3，每個第一級行星輪(6-5)通過一對調心滾子軸承(6-4)支撐安裝于每根第一級行星軸(6-2)上，第一級行星輪(6-5)分別與第一級外齒圈(6-1)嚙合，第一級外齒圈(6-1)固定安裝于箱體(6-10)內部;第二級行星齒輪包括第二級行星架(6-8)、第二級太陽輪軸(6-9)、第二級外齒圈(6-11)、第二級行星軸(6-14)、第二級行星齒輪(6_12)、第二級太陽輪(6_15)； 第二級太陽輪(6-15)固定安裝在第二級太陽輪軸(6-9)上，第二級太陽輪(6-15)與第二級行星齒輪(6-12)嚙合，第二級行星輪數n=3，每個第二級行星輪(6-12)通過一對調心滾子軸承(6-13)支撐安裝于每根第二級行星軸(6-14)上，第二級行星輪(6-12)分別與第二級外齒圈(6-11)嗤合，第二級外齒圈(6-11)固定安裝于箱體(6-10)內部； 第三級錐齒輪包括安裝在第二級太陽輪軸(6-9)上的大錐齒輪(6-16)和安裝在豎直軸(7)上的第一小錐齒輪(6-17)和第二小錐齒輪(6-18)，大錐齒輪(6-16)分別與第一小錐齒輪(6-17)和第二小錐齒輪(6-18)嚙合； 兩級太陽軸浮動且兩級太陽軸同心安裝，第二級太陽軸上安裝大錐齒輪(6-16)，兩級太軸一端固定，一端浮動，第一小錐齒輪(6-17)和第二小錐齒輪(6-18)對稱布置于大錐齒輪(6-16)兩端。4.根據權利要求書I或4所述的MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，其特征在于:所述的增速器(6)為兩級行星加一級圓柱齒輪傳動齒輪箱，第三級圓柱齒輪輸入軸與第二級太陽輪軸之間用花鍵連接，第三級圓柱齒輪輸出軸與發(fā)電機(10)的輸入軸(8)通過聯(lián)軸器(9)連接，發(fā)電機(10)水平布置。5.根據權利要求書I所述的MW級高效環(huán)保水車車輪發(fā)電裝置，其特征在于:水流引導渠(13)起始地址選在河流的上游具有一定落差的地方，并增加引導渠的落差，并在水流引導渠的起始端修建水流控制閘。
【文檔編號】F03B11/00GK105971807SQ201610532333
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】剡昌鋒, 高剛剛, 韋堯兵, 吳黎曉, 馬興瑞, 嚴斌, 胡世軍
【申請人】蘭州理工大學