一种非通航河道潜入式全自动发电系统的制作方法

1.本发明涉及河道水力发电技术领域，特别是一种非通航河道潜入式全自动发电系统。


背景技术：

2.我国河流众多，水资源丰富，其中非通航河道不止千百条，这些河流的水除了灌溉、工业用水和饮用水源外，大部分白白流走，损失了大量的水流势能。
3.水力发电是利用河流等位于高处具有势能的水流至低处，将势能转换成水轮机的动能，再借水轮机为原动力推动发电机产生电能。由于水流按照一定的水文周期不断循环，作为能源具有可再生性，水力发电只是利用水流所携带的能量，无需再消耗其他动力资源， 而且上一级电站使用过的水流仍可为下一级电站利用，发电的成本较低，可以提供廉价清洁的能源。
4.我国大部分地区的河道虽有一定流速，但地理条件、流量不能达到兴建筑坝式水电站的标准，有的甚至会因环境保护要求而不允许修建水电站，至使大量的水能白白浪费，而火电又是造成空气污染的主要元凶，因此发明一种无需修筑切断河道的坝体就能利用水流进行发电的新型水力发电装置对补充电力供应，减少火电供给具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种非通航河道潜入式全自动发电系统。
6.为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：一种非通航河道潜入式全自动发电系统，包括多组间隔横置或斜置于河道内的卧式滚筒发电机构、位于卧式滚筒发电机构两侧的支撑钢柱、齿轮齿条升降机构、用于固定卧式滚筒发电机构的浮力支撑钢架和储能电站，所述支撑钢柱固定于河道内、且通过齿轮齿条升降机构与浮力支撑钢架连接，所述齿轮齿条升降机构包括两组升降电机和对称固定于支撑钢柱两侧壁的齿条，两组升降电机均固定在浮力支撑钢架的一端，升降电机的转轴为齿轮轴，所述齿轮轴上的齿轮与支撑钢柱侧壁上的齿条相啮合，每组卧式滚筒发电机构均包括若干组卧式滚筒和发电机，所述卧式滚筒和发电机均固定在浮力支撑钢架上，所述卧式滚筒与发电机传动连接，所述发电机与储能电站通过发电输出线路相连接；进一步的，所述支撑钢柱为圆柱型空心钢柱，所述支撑钢柱固定插于河床后，内部灌注混凝土以增加稳定性，施工时，先将支撑钢柱置入河床，固定好以后填充，支撑钢柱的尺寸以及钢板厚度可根据现场河道水流情况和施工需要决定，所述齿条焊接固定在支撑钢柱的外壁上；进一步的，所述浮力支撑钢架包括第一支撑臂、第二支撑臂以及连接杆，所述第一支撑臂和第二支撑臂固定连接，所述第一支撑臂和第二支撑臂之间呈60
°‑
120
°
的夹角，所述第一支撑臂和第二支撑臂的顶部由多根连接杆连接固定；
进一步的，所述第一支撑臂和第二支撑臂均由多根空心钢制管件焊接形成，空心钢制管件可以降低整个浮力支撑钢架的重量，减小需要的支撑力度，浮力支撑钢架的两端分别设置有齿轮齿条升降机构，一端的两组升降电机分别固定在第一支撑臂和第二支撑臂上，升降电机的齿轮轴通过轴承和轴承座的配合贯穿连接杆，并与支撑钢柱上的齿条相啮合，通过升降电机的同步转动，同步提升整个浮力支撑钢架，便于后期维护和检修；进一步的，两组升降电机的齿轮轴端部设置有限位杆，所述升降电机的齿轮轴通过轴承和轴承座的配合贯穿限位杆，限位杆的设置目的是保持升降电机的齿轮轴与支撑钢柱的齿条啮合状态；以保持浮力支撑钢架的稳定性；进一步的，所述浮力支撑钢架上设置有分水器，所述分水器安装在浮力支撑钢架一侧，所述分水器包括第一分水板、第二分水板以及分别固定在第一分水板和第二分水板上的固定板，所述第一分水板和第二分水板固定连接，所述第一分水板和第二分水板之间呈30
°‑
60
°
夹角，所述固定板通过螺栓固定在浮力支撑钢架上；分水器将经过卧式滚筒的水分流，卧式滚筒的上部受水流推力，使卧式滚筒朝单一方向稳定转动，得到更佳的助推效果；进一步的，所述第一分水板的底端与浮力支撑钢架的底部相平齐，所述第二分水板的顶端与卧式滚筒高度的3/5
‑
3/4处相平齐；进一步的，所述浮力支撑钢架上设置有尾流器，所述尾流器安装在浮力支撑钢架的另一侧，所述尾流器与分水器的结构相同，所述尾流器的顶部与浮力支撑钢架的顶部相平齐，所述尾流器的底端与浮力支撑钢架的底部相平齐；在浮力支撑钢架的另一侧安装尾流器，水流拨动卧式滚筒后，沿一定角度通过尾流器，避免水流通过卧式滚筒发电后产生较大的涡流，进而影响支撑钢架的稳定性，另外，通过尾流器的水流还会对浮力支撑钢架形成托举支撑的作用；进一步的，所述浮力支撑钢架上固定有若干组卧式滚筒和发电机，所述卧式滚筒包括滚筒本体和固定在滚筒本体两端的输出轴，所述滚筒本体的圆周面上设置有若干叶片，所述滚筒本体的输出轴与浮力支撑钢架的连接杆转动连接，所述发电机的转轴与浮力支撑钢架的连接杆转动连接，所述滚筒本体的一个输出轴上安装有输出齿轮，所述发电机的转轴上设置有输入齿轮，所述输出齿轮与输入齿轮相啮合；进一步的，所述滚筒本体的输出齿轮半径为发电机的输入齿轮半径的2
‑
3倍；提高发电机的转动速率，以增大发电量；具体的输出齿轮半径和输入齿轮半径可以根据河道水流情况进行现场选定。
7.与现有技术相比，本发明的非通航河道潜入式全自动发电系统具备以下有益效果：本发明相对于现有技术中拦河筑坝式水力发电系统，无需截断河流，具有成本低，可以持续无间断发电的特点，并且可以在一条河流上多点布设，从而使河道内水能从上游到下游一路发电。
8.本发明维修方便、快捷；本发明采用齿轮齿条升降机构来控制卧式滚筒发电机构上下运动，发电时，下降到河道水流内，当需要检修时，升降电机驱动浮力支撑钢架向上运动，保证卧式滚筒正常运转。
9.本发明的非通航河道潜入式全自动发电系统一次投资长期收益，发出的电力可以
直接就近使用，减少火力发电的总量，节能减排，使水资源得到充分合理的利用。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的俯视结构示意图；图3为本发明的支撑钢柱结构示意图；图4为本发明的齿轮齿条升降机构结构示意图；图5为本发明的分水器结构示意图；图6为本发明的分水器安装结构示意图；图7为本发明的浮力支撑钢架安装结构示意图；图8为本发明的卧式滚筒结构示意图；图9为本发明的分水器和尾流器安装结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
13.如图1
‑
2所示，本发明的非通航河道潜入式全自动发电系统，包括多组间隔横置于河道内的卧式滚筒发电机构1、位于卧式滚筒发电机构1两侧的支撑钢柱2、齿轮齿条升降机构3、用于固定卧式滚筒发电机构1的浮力支撑钢架4和储能电站5，所述支撑钢柱2固定于河道内、且通过齿轮齿条升降机构3与浮力支撑钢架4连接，所述齿轮齿条升降机构3包括两组升降电机31和对称固定于支撑钢柱2两侧壁的齿条21，两组升降电机31均固定在浮力支撑钢架4的一端，升降电机31的转轴为齿轮轴312，所述齿轮轴312上的齿轮与支撑钢柱2侧壁上的齿条21相啮合，每组卧式滚筒发电机构1均包括若干组卧式滚筒11和发电机12，所述卧式滚筒11和发电机12均固定在浮力支撑钢架4上，所述卧式滚筒11与发电机12传动连接，河道内的水流使卧式滚筒11转动进而带动发电机12转动进行发电，所述发电机12与储能电站5通过发电输出线路51相连接，所示储能电站5通过发电输入线路与升降电机31相连接，进而驱动升降电机31进行干作，在检修和清理时，驱动浮力支撑钢架4上下运动，储能电站5所存贮的电能可以直接用于生活用电。
14.在本实施例中，如图3所示，所述支撑钢柱2为圆柱型空心钢柱，所述支撑钢柱2固定插于河床后，内部灌注混凝土以增加稳定性，施工时，先将支撑钢柱2插于河床，固定好以后填充，支撑钢柱2的尺寸以及钢板厚度可根据现场河道水流情况和施工需要决定，所述齿条21焊接固定在支撑钢柱2的外壁上。
15.在本实施例中，如图7所示，所述浮力支撑钢架4包括第一支撑臂41、第二支撑臂42以及连接杆43，所述第一支撑臂41和第二支撑臂42固定连接，所述第一支撑臂41和第二支撑臂42之间呈60
°‑
120
°
的夹角，所述第一支撑臂41和第二支撑臂42的顶部由多根连接杆43
连接固定。
16.在本实施例中，如图5所示，所述第一支撑臂41和第二支撑臂42均由多根空心钢制管件焊接形成，空心钢制管件可以降低整个浮力支撑钢架4的重量，减小需要的支撑力度，浮力支撑钢架4的两端分别设置有齿轮齿条升降机构3，齿轮齿条升降机构3的两组升降电机31分别固定在第一支撑臂41和第二支撑臂42上，升降电机31的齿轮轴312通过轴承和轴承座的配合贯穿连接杆43，并与支撑钢柱2上的齿条21相啮合，通过升降电机31的同步转动，同步提升整个浮力支撑钢架4，便于后期维护和检修。
17.在本实施例中，如图4所示，两组升降电机21的齿轮轴312端部设置有限位杆313，所述升降电机21的齿轮轴312通过轴承和轴承座的配合贯穿限位杆313，限位杆313的设置目的是保持升降电机21的齿轮轴312与支撑钢柱2的齿条21啮合状态；以保持浮力支撑钢架4的稳定性。
18.在本实施例中，如图5和9所示，所述浮力支撑钢架4上设置有分水器6，所述分水器6包括第一分水板61、第二分水板62以及分别固定在第一分水板61和第二分水板62上的固定板63，所述第一分水板61和第二分水板62固定连接，所述第一分水板61和第二分水板62之间呈30
°‑
60
°
夹角，所述固定板62通过螺栓固定在浮力支撑钢架4上；分水器6将经过卧式滚筒11的水分流，卧式滚筒11的上部受水流推力，使卧式滚筒11朝单一方向稳定转动，得到更佳的助推效果。
19.在本实施例中，如图5和9所示，所述第一分水板61的底端与浮力支撑钢架4的底部相持平，所述第二分水板62的顶端与卧式滚筒11高度的3/5
‑
3/4处相持平。
20.在本实施例中，如图9所示，所述浮力支撑钢架4上设置有尾流器7，所述尾流器7安装在浮力支撑钢架4的另一侧，所述尾流器7与分水器6的结构相同，所述尾流器7的顶部与浮力支撑钢架4的顶部相平齐，所述尾流器7的底端与浮力支撑钢架4的底部相平齐；在浮力支撑钢架4的另一侧安装尾流器7，水流拨动卧式滚筒11后，沿一定角度通过尾流器7，避免水流通过卧式滚筒11发电后产生较大的涡流，进而影响浮力支撑钢架4的稳定性，另外，通过尾流器7的水流还会对浮力支撑钢架4形成托举支撑的作用。
21.在本实施例中，如图6
‑
8所示，所述浮力支撑钢架4上固定有若干组卧式滚筒11和发电机12，所述卧式滚筒11包括滚筒本体111和固定在滚筒本体111两端的输出轴112，所述滚筒本体111的圆周面上设置有若干叶片113，所述滚筒本体111的输出轴112与浮力支撑钢架4的连接杆43转动连接，所述发电机12的转轴与浮力支撑钢架4的连接杆43转动连接，所述滚筒本体111的一个输出轴112上安装有输出齿轮114，所述发电机12的转轴上设置有输入齿轮121，所述输出齿轮114与输入齿轮121相啮合。
22.在本实施例中，如图8所示，所述滚筒本体111的输出齿轮114半径为发电机12的输入齿轮121半径的2
‑
3倍；提高发电机12的转动速率，以增大发电量；具体的输出齿轮113半径和输入齿轮121半径可以根据河道水流情况进行现场选定。
23.本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，本发明的系统各机件和制造式样不局限于附图，可以根据具体工况改变结构、布局及外观设计，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
24.本发明的非通航河道潜入式全自动发电系统中的支撑钢柱、齿轮齿条升降机构、储能电站均可以连通5g网络技术，可以远程遥控，包括姿态、储（放）能，并断网，根据气象预
报，如遇降雨（通过洪峰）量大小，自行判断浮力支撑钢架的升降。
25.本发明在峡谷地带或河道较深河段，可采用吊挂于峡谷两侧岩壁上横跨河道的钢索上，利用升降装置升高和降低卧式滚筒发电机构，使其保持在水面以下一定深度，最大化利用水流势能发电。