一种横卧式水轮系统技术方案

本发明专利技术公开了一种横卧式水轮系统，包括水轮机构和机架，所述水轮机构主要由主轴和沿所述主轴的周向及长度方向而排布的若干叶片组成，所述水轮机机构通过多个轴座组件以横向装配在所述机架上，所述机架用作将所述水轮机构以横卧方式排布在流动水域，横卧在流动水域的所述水轮机构的主轴露出水面、主轴周向上所排布的各叶片在水流推力作用下而交替浸入水中，在水流推力作用下所述水轮机构在所述机架上产生周向转动的做功动作。本发明专利技术大大降低了水轮机构的旋转阻力，使得水轮机构在较为平静的水域中就能够将水流推力转换为周向转动的做功动作，无需建坝形成水位高度差，在无需建坝的环境中就能够稳定、持续、有效的实现水能转换，可推广前景好。

A Horizontal Hydraulic Turbine System

【技术实现步骤摘要】
一种横卧式水轮系统
本专利技术涉及水能利用技术，具体是一种横卧式水轮系统。
技术介绍
水能作为一种清洁、绿色能源，其取之不尽用之不竭。水能利用是指将水流的势能转化为机械的动能，再由机械动能而实现发电等做功。我国国土面积辽阔，境内水域资源丰富，待开发水能储量巨大。目前，主流的水能利用技术是以筑坝的方式通过水位高度差而实现能量转换的，最典型的就是水力发电系统，例如我国举世闻名的“三峡工程”等。筑坝方式的水能利用需要在流动的水域（主要指江、河水域）选址建坝，其不适宜在偏远的小流量水域建设，整个工程也存在建设工程浩大、造价成本高昂、对生态环境造成破坏等技术问题。中国专利文献公开了多种以无需建坝就能够实现水能利用的技术，例如中国专利文献公开的“浮漂水轮机”（公开号CN1099460A，公开日1995年03月01日）、“舟载卧式水轮机动力装置”（公开号CN101825049A，公开日2010年09月08日）、“超大型水力发电站”（公开号CN102878007B，公开日2015年05月27日）等。这些无需建坝就能够实现水能利用的技术，是将水轮机构的主轴和叶片一同浸入流动水域中而以水流推力进行能量转换做功的。将水轮机构的主轴和叶片一同浸入流动水域中的做功方式，主要适用于具有明显水位高度差的做功环境，因为这样才有有力的冲击力；在较为平静的流动水域中，水流推力作用于水轮机构的主轴和叶片上时，则会存在较大的旋转阻力而使得水轮机构的转动频率及转动力偏低，难以稳定、持续的有效驱动发电机构等进行做功，无法推广应用。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种在无需建坝的环境中就能够稳定、持续、有效的实现水能转换利用的横卧式水轮系统。本专利技术的技术目的是通过下述技术方案实现的：一种横卧式水轮系统，包括水轮机构和机架，所述水轮机构主要由主轴和沿所述主轴的周向及长度方向而排布的若干叶片组成，所述水轮机机构通过多个轴座组件以横向装配在所述机架上，所述机架用作将所述水轮机构以横卧方式排布在流动水域，横卧在流动水域的所述水轮机构的主轴露出水面、主轴周向上所排布的各叶片在水流推力作用下而交替浸入水中，在水流推力作用下所述水轮机构在所述机架上产生周向转动的做功动作。作为优选方案之一，所述水轮机构的叶片为弯曲的弧型状，排布在主轴上的各叶片以弯曲的内侧面迎合于水流的流动方向。作为优选方案之一，所述水轮机构主轴上所排布的叶片按周向上的配合关系而分为多组，每一组中的各叶片在周向上均匀排布，且每一组中的各叶片以内侧型线相切于主轴外壁面的方式周向排布，所述主轴上的相邻两组叶片在周向排位上形成错位排布。进一步的，每一组中的叶片为三片。所述主轴上的叶片组为偶数。作为优选方案之一，所述水轮机构以可升降结构装配在机架上，所述机架为旋转式门型架结构，所述旋转式门型架结构的机架主要由多根立柱一和一根旋转滚筒组成；多根立柱一按照流动水域的流向而以间距并排方式竖立固定在水能利用区域内，每根立柱一的上部设置有滚筒支座、且各立柱一上的滚筒支座相对应，除此之外，其中一根立柱一上设置有能够驱动所述旋转滚筒周向旋转的驱动机构，所述驱动机构为电动机或摇动手柄，所述电动机或摇动手柄的输出端具有小齿轮盘；所述旋转滚筒横向装配在各立柱一的滚筒支座上，所述旋转滚筒对应于驱动机构的端部安装有与所述小齿轮盘相啮合的大齿轮盘，所述旋转滚筒在驱动机构的驱动力作用下能够在滚筒支座上产生周向旋转，所述旋转滚筒上绕布有对应于安装水轮机构的轴座组件一的吊绳一，所述旋转滚筒上的吊绳一与对应的轴座组件一连接，所述安装水轮机构的各轴座组件一以直线滑动结构装配于对应的立柱一上，周向旋转的所述旋转滚筒通过所述吊绳一而上升或下降所述水轮机构。进一步的，所述旋转式门型架结构的机架上安装有发电机构，所述发电机构至少具有发电机；所述发电机对应于所述水轮机构以直线滑动结构装配于对应的立柱一上、且与旋转滚筒上的对应吊绳一相连接，周向旋转的所述旋转滚筒通过所述吊绳一而上升或下降所述发电机，所述发电机通过联轴器或转换轮以增速结构连接在所述水轮机构的主轴上，由周向旋转的所述水轮机构驱动所述发电机进行发电做功。和/或，所述旋转式门型架结构的机架上安装有泵水机构，所述泵水机构至少具有水泵、进水腔和输水管道；所述水泵对应于所述水轮机构以直线滑动结构装配于对应的立柱一上、且与旋转滚筒上的对应吊绳一相连接，周向旋转的所述旋转滚筒通过所述吊绳一而上升或下降所述水泵，所述水泵通过联轴器或转换轮以增速结构连接在所述水轮机构的主轴上，由周向旋转的所述水轮机构驱动所述水泵进行泵水做功；所述进水腔连接在所述水泵上、且在水泵做功时延伸至水能利用区域内的水中；所述输水管道连接在所述水泵上、且延伸至用水处。再进一步的，所述发电机构主要由增速器、发电机、整流器、蓄电池组成。所述泵水机构主要由增速器、水泵、进水腔和输水管道组成。作为优选方案之一，所述水轮机构以可升降结构装配在机架上，所述机架为固定式门型架结构，所述固定式门型架结构的机架主要由多根立柱三和一根横梁二组成；多根立柱三按照流动水域的流向而以间距并排方式竖立固定在水能利用区域内；所述横梁二横向固定在各立柱三的上部，所述横梁二上安装有至少一副能够上升或下降所述水轮机构的起吊机构，所述起吊机构主要由小型吊车、定滑轮二和吊绳三组成，所述小型吊车和定滑轮二分别装配在所述横梁二上，所述吊绳三的一端与小型吊车连接、另一端绕过所述定滑轮二而与安装水轮机构的对应轴座组件四连接，所述水轮机构上的各轴座组件四以直线滑动结构装配于对应的立柱三上。进一步的，所述固定式门型架结构的机架上安装有发电机构，所述发电机构至少具有发电机；所述发电机对应于所述水轮机构以直线滑动结构装配于对应的立柱一上、且与横梁二上的对应起吊机构的吊绳三相连接，所述发电机所对应的起吊机构与所述水轮机构所对应的起吊机构同步动作，所述发电机通过联轴器或转换轮以增速结构连接在所述水轮机构的主轴上，由周向旋转的所述水轮机构驱动所述发电机进行发电做功。和/或，所述固定式门型架结构的机架上安装有泵水机构，所述泵水机构至少具有水泵、进水腔和输水管道；所述水泵对应于所述水轮机构以直线滑动结构装配于对应的立柱一上、且与横梁二上的对应起吊机构的吊绳三相连接，所述水泵所对应的起吊机构与所述水轮机构所对应的起吊机构同步动作，所述水泵通过联轴器或转换轮以增速结构连接在所述水轮机构的主轴上，由周向旋转的所述水轮机构驱动所述水泵进行泵水做功；所述进水腔连接在所述水泵上、且在水泵做功时延伸至水能利用区域内的水中；所述输水管道连接在所述水泵上、且延伸至用水处。再进一步的，所述发电机构主要由增速器、发电机、整流器、蓄电池组成。所述泵水机构主要由增速器、水泵、进水腔和输水管道组成。作为优选方案之一，所述水轮机构以可升降结构装配在机架上，所述机架为浮动式门型架结构，所述浮动式门型架结构的机架主要由两根浮动支柱、多根立柱二、一根横梁一、平衡吊具和筋梁组成；多根立柱二排布在两根浮动支柱之间，两根浮动支柱和多根立柱二以间距并排方式排布在水能利用区域内；每根浮动支柱的外侧连接有浮动支架，所述浮动支架通过调节螺杆而连接有、处在所述浮动支架下方的浮力腔室一，所述浮动式门型架结构的机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横卧式水轮系统，包括水轮机构和机架，所述水轮机构主要由主轴（11）和沿所述主轴（11）的周向及长度方向而排布的若干叶片（12）组成，其特征在于：所述水轮机机构通过多个轴座组件以横向装配在所述机架上，所述机架用作将所述水轮机构以横卧方式排布在流动水域，横卧在流动水域的所述水轮机构的主轴（11）露出水面、主轴（11）周向上所排布的各叶片（12）在水流推力作用下而交替浸入水中，在水流推力作用下所述水轮机构在所述机架上产生周向转动的做功动作。

【技术特征摘要】
1.一种横卧式水轮系统，包括水轮机构和机架，所述水轮机构主要由主轴（11）和沿所述主轴（11）的周向及长度方向而排布的若干叶片（12）组成，其特征在于：所述水轮机机构通过多个轴座组件以横向装配在所述机架上，所述机架用作将所述水轮机构以横卧方式排布在流动水域，横卧在流动水域的所述水轮机构的主轴（11）露出水面、主轴（11）周向上所排布的各叶片（12）在水流推力作用下而交替浸入水中，在水流推力作用下所述水轮机构在所述机架上产生周向转动的做功动作。2.根据权利要求1所述横卧式水轮系统，其特征在于：所述水轮机构的叶片（12）为弯曲的弧型状，排布在主轴（11）上的各叶片（12）以弯曲的内侧面迎合于水流的流动方向。3.根据权利要求1或2所述横卧式水轮系统，其特征在于：所述水轮机构主轴（11）上所排布的叶片（12）按周向上的配合关系而分为多组，每一组中的各叶片（12）在周向上均匀排布，且每一组中的各叶片（12）以内侧型线相切于主轴（11）外壁面的方式周向排布，所述主轴（11）上的相邻两组叶片（12）在周向排位上形成错位排布。4.根据权利要求1所述横卧式水轮系统，其特征在于：所述水轮机构以可升降结构装配在机架上，所述机架为旋转式门型架结构，所述旋转式门型架结构的机架主要由多根立柱一（21）和一根旋转滚筒（22）组成；多根立柱一（21）按照流动水域的流向而以间距并排方式竖立固定在水能利用区域内，每根立柱一（21）的上部设置有滚筒支座（24）、且各立柱一（21）上的滚筒支座（24）相对应，除此之外，其中一根立柱一（21）上设置有能够驱动所述旋转滚筒（22）周向旋转的驱动机构，所述驱动机构为电动机或摇动手柄（28），所述电动机或摇动手柄（28）的输出端具有小齿轮盘（29）；所述旋转滚筒（22）横向装配在各立柱一（21）的滚筒支座（24）上，所述旋转滚筒（22）对应于驱动机构的端部安装有与所述小齿轮盘（29）相啮合的大齿轮盘（27），所述旋转滚筒（22）在驱动机构的驱动力作用下能够在滚筒支座（24）上产生周向旋转，所述旋转滚筒（22）上绕布有对应于安装水轮机构的轴座组件一（23）的吊绳一（26），所述旋转滚筒（22）上的吊绳一（26）与对应的轴座组件一（23）连接，所述安装水轮机构的各轴座组件一（23）以直线滑动结构装配于对应的立柱一（21）上，周向旋转的所述旋转滚筒（22）通过所述吊绳一（26）而上升或下降所述水轮机构。5.根据权利要求1所述横卧式水轮系统，其特征在于：所述水轮机构以可升降结构装配在机架上，所述机架为固定式门型架结构，所述固定式门型架结构的机架主要由多根立柱三和一根横梁二组成；多根立柱三按照流动水域的流向而以间距并排方式竖立固定在水能利用区域内；所述横梁二横向固定在各立柱三的上部，所述横梁二上安装有至少一副能够上升或下降所述水轮机构的起吊机构，所述起吊机构主要由小型吊车、定滑轮二和吊绳三组成，所述小型吊车和定滑轮二分别装配在所述横梁二上，所述吊绳三的一端与小型吊车连接、另一端绕过所述定滑轮二而与安装水轮机构的对应轴座组件四连接，所述水轮机构上的各轴座组件四以直线滑动结构装配于对应的立柱三上。6.根据权利要求1所述横卧式水轮系统，其特征在于：所述水轮机构以可升降结构装配在机架上，所述机架为浮动式门型架结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁绍义，袁帅，
申请(专利权)人：袁帅，
类型：发明
国别省市：四川,51