本发明专利技术公开了一种水流发电装置，包括主浮体、角度调节板、发电机、增速齿轮箱、万向节、传动钢绳和水轮机，角度调节板通过转轴可自由转动地安装在主浮体的后端，转轴沿主浮体的横向方向设置，发电机和增速齿轮箱安装在角度调节板顶面，增速齿轮箱的输出轴与发电机的输入轴连接，增速齿轮箱的输入轴通过万向节与传动钢绳的一端连接，传动钢绳的另一端与位于主浮体后方的水轮机连接，传动钢绳用于将水轮机的转动运动传递至增速齿轮箱的输入轴。本发明专利技术的水流发电装置能够在自然水流中进行发电，结构合理，设备运行稳定性好，能源转化率高，节能环保，是一种清洁无污染的新型发电装置，具有良好的推广和使用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种水流发电装置
本专利技术涉及发电设备
，尤其涉及一种水流发电装置。
技术介绍
由于人类的过渡开采，石油、煤炭等能源危机日趋严重，随着人类环保意识的提高，人们不断寻找能够替代石油、煤炭等不可再生资源的可再生清洁能源，例如风能、太阳能等。流动的水具有动能，水流的动能能量密度集中且储量十分丰富，是一种不可多得的清洁能源，因此开发和利用河流、沟渠等水流的动能对节能减排和能源的可持续发展有着十分重要的意义。目前，对水流能量的利用主要还是通过水电站进行发电，水电站需要建设水工建筑物集中水头，使得水流有一定的落差，从而将水流的重力势能转化为水轮机的机械能，再通过发电机将机械能转化为电能进行发电。因此现有的水电站发电装置不适用于在自然水流中进行发电，使用存在很大的局限性，且修筑水工建筑成本高。因此，如何设计一种能够在自然水流中进行发电的发电装置，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种水流发电装置，能够在自然水流中进行发电，结构合理，设备运行稳定性好，能源转化率高，节能环保，是一种清洁无污染的新型发电装置，具有良好的推广和使用价值。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种水流发电装置，包括主浮体、角度调节板、发电机、增速齿轮箱、万向节、传动钢绳和水轮机，所述角度调节板通过转轴可自由转动地安装在所述主浮体的后端，所述转轴沿所述主浮体的横向方向设置，所述发电机和增速齿轮箱安装在所述角度调节板顶面，所述增速齿轮箱的输出轴与所述发电机的输入轴连接，所述增速齿轮箱的输入轴通过所述万向节与所述传动钢绳的一端连接，所述传动钢绳的另一端与位于所述主浮体后方的所述水轮机连接，所述传动钢绳用于将所述水轮机的转动运动传递至所述增速齿轮箱的输入轴。本专利技术在使用时，将该水流发电装置放置于具有一定流速的水流中，通过锚链将主浮体固定至水底或岸边，将主浮体放置在水流的上游，主浮体的前端迎向水流，水轮机放置在水流的下游，由于水流具有一定的动能，通过水流带动水轮机旋转，水轮机将水流的动能转化为机械能，水轮机通过传动钢绳和万向节带动增速齿轮箱旋转，增速齿轮箱将水轮机的旋转运动进行增速后传递至发电机，从而通过发电机将水轮机旋转的机械能转化为电能进行发电。本专利技术采用传动钢绳与水轮机连接进行动力的传递，由于传动钢绳在任意方向具有一定的柔韧性，因此可以在任意方向产生一定的可复位性形变，从而可以让水轮机尽量平行与水面，使得水轮机在工作时其最上方和最下方受到的水流的冲击力基本一致，达到更好能量转化和能量传递效果；另外，由于水流的不稳定性，在自然工作状态下，主浮体会受到波浪影响而摇晃摆动，如果是通过常规的刚性的传动轴连接水轮机，则主浮体和水轮机会相互影响，水轮机被迫摇晃摆动，时间久了容易损坏传动轴两端的轴承等连接部件，而传动钢绳有一定形变范围，因此可以在一定范围内减缓主浮体晃动对水轮机的影响，从而减少水流不稳定性对各连接部件造成的损伤，有效延长整个发电装置的使用寿命，降低维护成本。通过万向节与传动钢绳配合，在主浮体自由摇晃摆动时能够更好地减少轴承等部件所受到的冲击损伤。另外通过将发电机和增速齿轮箱设置在角度调节板上，角度调节板通过转轴可自由转动地安装在主浮体后端，从而使得角度调节板可以绕转轴在垂直平面内带动安装在其上方的发电机和增速齿轮箱自由转动，从而实现增速齿轮箱输入轴的角度的自适应灵活调节。当主浮体前方来波浪时，主浮体会前后上下浮动，角度调节板相对主浮体作出相应的前后摇摆变化来抵消主浮体的不稳定，保证传动钢绳和万向节等传动装置相对水平面角度很平稳，角度调节板保证了传动钢绳和万向节等传动装置不会因为主浮体前后浮动而导致的传动钢绳和万向节等传动装置与水平面的角度变化，因而动力传递和转换稳定，且有效延长了各传动部件的使用寿命；另外，由于水流速度的不稳定性，不同流速的水流会导致水轮机受力不一样，水轮机受力不一样则增速齿轮箱的输入轴相对水平面角度不一样，通过角度调节板能够自由调节增速齿轮箱的输入轴相对水平面的角度，从而减轻了万向节的调节力度，尽量确保了水轮机平稳匀速地给发电机提供动力。优选地，所述主浮体上位于所述角度调节板的两侧对称设有角度限位机构，所述角度限位机构上竖向设置有弧形槽，所述角度调节板的两端设有与所述弧形槽相适配的弧形凸块，所述弧形凸块插入所述弧形槽内。通过角度限位机构对角度调节板的转动进行限位，从而限制角度调节板的转动角度，避免角度调节板转动过大而造成增速齿轮箱的输入轴和传动钢绳角度过大影响动力传递的稳定性。优选地，所述弧形槽的两端设置有缓冲装置。通过缓冲装置在角度调节板转动时进行上止点和下止点的限位缓冲，减少设备的冲击，保证动力传输的稳定性和延长设备的使用寿命。优选地，所述水流发电装置还包括刚性传动轴和用于支撑所述刚性传动轴的旋转支撑装置，所述旋转支撑装置固定安装在所述角度调节板上，所述刚性传动轴的一端与所述增速齿轮箱的输入轴连接，所述刚性传动轴的另一端与所述万向节连接，所述刚性传动轴贯穿所述旋转支撑装置且能在所述旋转支撑装置内自由转动。通过在增速齿轮箱的输入轴与万向节之间设置刚性传动轴，能够有效减缓万向节传动时对增速齿轮箱输入轴的冲击，从而有效延长增速齿轮箱的使用寿命，通过旋转支撑装置对刚性传动轴进行支撑，使得刚性传动轴的传动更平稳。优选地，所述水流发电装置还包括辅助浮体，所述传动钢绳靠近所述水轮机的部位套设有轴承，所述传动钢绳可在所述轴承内自由转动，所述辅助浮体上设有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端与所述轴承的外壁固定连接。通过辅助浮体和钢丝绳对传动钢绳和水轮机起到一定的提拉和支承作用，在水流流速减小的河渠中避免因水流冲击力太小而使水轮机下沉深度过深；另外，通过提拉钢丝绳可以控制水轮机在水下的深度，考虑在大自然中的水流速度不能常年保持同样的流速，正常工作水轮机是在水下，当因季节，或自然环境变化水流速大于理想的流速时水轮机转速过快，可以通过辅助浮体收紧钢丝绳让水轮机部分离开水面达到降低转速的目的，使得水轮机的转速在水流流速的变化情况下能够在一定范围进行调节。进一步，所述辅助浮体上设有卷扬机，所述钢丝绳缠绕在所述卷扬机上，所述钢丝绳的非自由端与所述卷扬机固定连接。通过卷扬机可实现自动收放钢丝绳，调节钢丝绳的长度，从而实现水轮机深度的自动调节。进一步，所述辅助浮体包括对称设置的第一浮体和第二浮体，以及连接所述第一浮体和第二浮体的连接体，所述第一浮体、第二浮体和连接体共同构成倒“凹”字形结构，所述连接体顶部设有所述卷扬机，所述钢丝绳的自由端贯穿所述连接体与所述轴承的外壁固定连接，所述第一浮体、第二浮体和连接体围设有容纳所述水轮机的容纳空间。通过将辅助浮体设置成倒“凹”字形结构，使得辅助浮体与水面之间形成能够容纳水轮机的容纳空间，便于实现将水轮机部分或全部提升至水面上，不仅方便地实现了对水轮机深度的控制，同时也可以随时方便地将水轮机提升至水面上，便于将该水流发电装置移动至其它需要的水域。优选地，所述水轮机包括中心轴、圆周均布在所述中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水流发电装置，其特征在于，包括主浮体、角度调节板、发电机、增速齿轮箱、万向节、传动钢绳和水轮机，所述角度调节板通过转轴可自由转动地安装在所述主浮体的后端，所述转轴沿所述主浮体的横向方向设置，所述发电机和增速齿轮箱安装在所述角度调节板顶面，所述增速齿轮箱的输出轴与所述发电机的输入轴连接，所述增速齿轮箱的输入轴通过所述万向节与所述传动钢绳的一端连接，所述传动钢绳的另一端与位于所述主浮体后方的所述水轮机连接，所述传动钢绳用于将所述水轮机的转动运动传递至所述增速齿轮箱的输入轴。/n
【技术特征摘要】
1.一种水流发电装置，其特征在于，包括主浮体、角度调节板、发电机、增速齿轮箱、万向节、传动钢绳和水轮机，所述角度调节板通过转轴可自由转动地安装在所述主浮体的后端，所述转轴沿所述主浮体的横向方向设置，所述发电机和增速齿轮箱安装在所述角度调节板顶面，所述增速齿轮箱的输出轴与所述发电机的输入轴连接，所述增速齿轮箱的输入轴通过所述万向节与所述传动钢绳的一端连接，所述传动钢绳的另一端与位于所述主浮体后方的所述水轮机连接，所述传动钢绳用于将所述水轮机的转动运动传递至所述增速齿轮箱的输入轴。
2.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，所述主浮体上位于所述角度调节板的两侧对称设有角度限位机构，所述角度限位机构上竖向设置有弧形槽，所述角度调节板的两端侧面设有与所述弧形槽相适配的弧形凸块，所述弧形凸块插入所述弧形槽内。
3.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，所述弧形槽的两端设置有缓冲装置。
4.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，还包括刚性传动轴和用于支撑所述刚性传动轴的旋转支撑装置，所述旋转支撑装置固定安装在所述角度调节板上，所述刚性传动轴的一端与所述增速齿轮箱的输入轴连接，所述刚性传动轴的另一端与所述万向节连接，所述刚性传动轴贯穿所述旋转支撑装置且能在所述旋转支撑装置内自由转动。
5.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，还包括辅助浮体，所述传动钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑超，
申请(专利权)人：桑超，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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