专利名称：一种节源水力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及水力发电设备，尤其是涉及一种新型的节约水源的水力发电设备，可 广泛应用于楼房、水坝、蓄水库、水塘、山水及现有水力发电站的改造。
背景技术：
用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料。水能不但具 有清洁环保、可再生的特点，并且分布地域广，是一种极具发展前途并可进一步开发挖掘的 绿色能源。目前采用的水力发电技术由于存在技术上的缺陷，致使现有水利资源被大量浪费 或者由于在建造工程成本大、建造地域受限、建设周期长、支付巨额移民安置费用的种种缺 点而无法充分利用，导致大量水力资源被白白荒废和流失掉了。现有的水力发电一般都以修建拦河大坝，泄水建筑物，依靠水力冲刷水力涡轮机， 使涡轮机转动，涡轮机再带动发电机来发电，但由于其结构本身的不紧密，水在冲刷过程中 散乱，致使大量的水源在没有充分做功的情况下就白白流失掉了。而处在高位的一些较小 的水源却由于在目前这种水力发电设计思路上的缺陷而无法用于发电，从而出现很多水能 无法利用，被搁置浪费掉，成为无用之水，甚至成为了潜在危害和(或)造成自然灾害，对人 类生命财产安全造成威胁，增加了国家防洪抗洪的负担。
发明内容
本发明的目的是提供一种工程简单化，应用地域广泛化的水力发电设备，合理运 用处在一定高位的水源，减少水源做功不充分而出现的水力资源浪费现象，缓解电力资源 的紧张局面。为解决以上技术问题，本发明提供的一种节源水力发电机，包括管道(1)、水力驱 动轮(2)和电机(3)，所述管道(1)包括进水口( la)和出水口( Ib)，所述进水口( la)位于 出水口(Ib)上方，其关键在于所述水力驱动轮(2)包括圆周面(2a)和两个端面(2b)， 所述水力驱动轮(2)的圆周面(2b)上分布有轮齿(2c)，所述出水口(lb)偏离所述水力驱动 轮(2)的轴心线且与所述水力驱动轮(2)的圆周面(2a)相对，所述水力驱动轮(2)与电机 (3)相连。本发明利用高位的水从进水口流入管道并由出水口流出，出水口与水力驱动轮圆 周面上的轮齿相对，从出水口流出的水直接作用于驱动轮圆周面上的轮齿上，水力驱动轮 一侧受到来自沿着固定线路流动的水的做功下，致使水压直接作用于该水力驱动轮一侧， 水力驱动轮在受力不均的情况下沿着水流、水压的方向绕自身的轴线旋转，带动水力驱动 轮转动，水力驱动轮带动电机发电。当利用水自身产生的重力、压力、压强使水充分做功带 动水力驱动轮转动做功，消耗水资源较少，达到了节约水源的目的。所述出水口(Ib)位于所述水力驱动轮(2)的左侧，所述管道(1)下部设置有环绕 该管道(1)的密封壳体(4)，所述密封壳体(4)与所述水力驱动轮(2)位于出水口(Ib)右侧的部分圆周面(2a)间隙配合，所述出水口( Ib )、水力驱动轮(2 )和位于水力驱动轮(2 )左侧 的密封壳体(4)形成第一水流通道(8)。通过进水口、管道、出水口、密封壳体形成的第一水 流通道限制了水只能向一个方向集中流动，即从出水口出来的水作于水力驱动轮左侧圆周 面上的轮齿，从出水口出来的水随水力驱动轮一同逆时针旋转，进一步节约了水源并使水 做功更充分。所述的一种节源水力发电机，还包括一个水量调节装置(5)，所述水量调节装置 (5)设置在所述出水口(Ib)下方并位于所述水力驱动轮(2)的左侧或左下侧。通过水量调 节装置调节排水量，控制水的压力、压强，增加水与水力驱动轮的表面接触面积，进一步充 分利用水源；也可通过水量调节装置调大排水量，在储水量较多或水中杂质较多时，作为排 水通道或排污通道。所述水量调节装置(5 )设置在所述密封壳体(4 )下方，所述水力驱动轮(2 )和水量 调节装置(5)形成第二水流通道(14)，该第二水流通道(14)靠近所述第一水流通道(8) 的一端与所述水力驱动轮(2)的间隙大于远离所述第一水流通道(8)的一端与所述水力驱 动轮(2)的间隙，该水量调节装置(5)与所述密封壳体(4)通过滑槽(7)连接，所述滑槽(7) 固定连接在所述密封壳体(4)或水量调节装置(5)上，所述滑槽(7)由远到近向所述水力驱 动轮(2)的轴线延伸。由于出水口水量与水力发电机的排水量是相等的，通过限制水力发 电机的排水量来进一步调节出水口排水量。所述水力驱动轮(2)与电机(3)之间设置有变速机构(6)。通过变速机构提供发 电机的转速，可更好的利用水力产生的机械动力，加大转速从而加大发电量。所述管道(1)或进水口(Ia)或出水口(Ib)设置有水流开关。设置水流开关便于 更好地控制节源水力发电机。本发明的有益效果
1)结构简单、紧凑，制造成本低；
2)易于安装，占地面积小，适用地域范围广，易于推广；
3)可广泛应用于楼房、水坝、蓄水库、水塘、山水及现有水力发电站的改造，增加了水力 资源利用的渠道；
4)在消耗同样多的水源情况下产生更多电力，节约和更好地利用了有限的水力资源， 缓解电力资源的紧张局面；
5)绿色环保，无污染。
图1是本发明的一种实施例。
图2是图1的B-B剖视图。
图3是本发明的另一种实施例
图4是图3的A向局部视图。
图5是图3的C-C剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图1、图2所示的一种节源水力发电机，由管道1、水力驱动轮2和电机3组成。管道 1上端为进水口 la，下端为出水口 lb，进水口 Ia位于出水口 Ib上方，水力驱动轮2通过轴 2d与电机3相连。电机3的数量可以是1个、2个或多个，分别连接在轴2d上。水力驱动 轮2为圆盘形，包括一个圆周面2a和两个端面2b，在水力驱动轮2的圆周面2a上分布有轮 齿2c，出水口 Ib偏离水力驱动轮2的轴心线且与水力驱动轮2的圆周面2a相对，即出水 口 Ib与水力驱动轮2的轴心线在水平方向上存在一定的位移，从出水口 Ib流出的水不是 直接作用于水力驱动轮2的轴心线上方的圆周面，而是作用于水力驱动轮2轴心线左侧圆 周面上的轮齿2c。如图1、图2所示，出水口 Ib位于水力驱动轮2的左侧，管道1下部还设置有环绕 该管道1的密封壳体4。密封壳体4包在水力驱动轮2的两端面2b及位于出水口 Ib左、 右两侧的部分圆周面2a上；密封壳体4与水力驱动轮2位于出水口 Ib右侧的部分圆周面 2a间隙配合，以尽量保证从出水口 Ib流出的水不会从水力驱动轮2的两端面2b及右侧的 圆周面2a上部溢出，同时密封壳体4水力驱动轮2转动过程应避免与密封壳体4之间产生 摩擦。密封壳体4与位于出水口 Ib左侧的水力驱动轮2的部分圆周面2a之间留有第一水 流通道8，出水口 lb、水力驱动轮2左侧的部分圆周面2a和位于水力驱动轮2左侧的密封 壳体4形成第一水流通道8，该第一水流通道8环绕水力驱动轮2的部分圆周面2a。密封 壳体4的设置主要是为了让水流更为集中，做功更充分，可根据需要进行设置。水力驱动轮 2的轴2d两端分别设置有轴承13。当然，出水口 Ib也可以设置在水力驱动轮2的右侧，形 成与图1对称的节源水力发电机。图3、图5所示为本发明的另一种实施例，由管道1、水力驱动轮2、电机3、密封壳 体4、水量调节装置5、滑槽7、支架9、调节螺杆10、连接螺钉11和箱体12组成。水量调节 装置5设置在出水口 Ib下方并位于水力驱动轮2的左下侧。水量调节装置5设置在密封 壳体4的下方。出水口 lb、水力驱动轮2左侧的部分圆周面2b、位于水力驱动轮2左侧的 密封壳体4形成第一水流通道8，水力驱动轮2和水量调节装置5形成可调节的第二水流 通道14，水量调节装置5包绕水力驱动轮2，第一水流通道8和可调节的第二水流通道14 相连通。可调节的第二水流通道14靠近第一水流通道8的一端与水力驱动轮2的间隙大 于远离第一水流通道8的一端与水力驱动轮2的间隙。滑槽7由远到近向水力驱动轮2的 轴线延伸，滑槽7从左到右逐渐向上倾斜形成倾斜滑槽7。调节螺杆10倾斜地安装在箱体 12上，调节螺杆10的倾斜方向与滑槽7的倾斜方向一致。调节螺杆10的顶端顶在水量调 节装置5的左下侧，通过旋转调节螺杆10，使水量调节装置5沿滑槽7滑动。密封壳体4和 箱体12之间设置有支架9。如图4所示，水量调节装置5与密封壳体4通过滑槽7连接，滑 槽7通过左右两侧的连接螺钉11固定连接在密封壳体4上。水量调节装置5设置在水力驱动轮2的左下侧时，滑槽7也可以左到右逐渐向下 倾斜；水量调节装置5也可以设置在水力驱动轮2的左侧，对应的滑槽7水平设置。滑槽7 通过连接螺钉固定在水量调节装置5上，或者粘结在密封壳体4或水量调节装置5上。作为本发明的优选实施方式，如图5所示，水力驱动轮2与电机3之间设置有变速 机构。变速机构为变速齿轮6，水力驱动轮2的轴2两端装有变速齿轮6 ；电机3的轴端为 小齿轮，变速齿轮6与电机3的小齿轮啮合传动，电机3的小齿轮齿数小于变速齿轮6的齿 数，形成一级加速机构。水力驱动轮2的轴2d两端分别设置有轴承13。变速机构也可以设置成多级加速机构，变速机构及轮齿的形式多种多样，只要是常规设计，均落在本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种节源水力发电机，包括管道(1)、水力驱动轮(2)和电机(3)，所述管道(1)包括进水口(1a)和出水口(1b), 所述进水口(1a)位于出水口(1b)上方,其特征在于 所述水力驱动轮(2)包括圆周面(2a)和两个端面(2b),所述水力驱动轮(2)的圆周面(2b)上分布有轮齿(2c)，所述出水口(1b)偏离所述水力驱动轮(2)的轴心线且与所述水力驱动轮(2)的圆周面(2a)相对，所述水力驱动轮(2)与电机(3)相连。
2.按照权利要求1所述的一种节源水力发电机，其特征在于所述出水口(Ib)位于所 述水力驱动轮(2)的左侧，所述管道(1)下部设置有环绕该管道(1)的密封壳体(4)，所述密 封壳体(4)与所述水力驱动轮(2)位于出水口(Ib)右侧的部分圆周面(2a)间隙配合，所述 出水口(lb)、水力驱动轮(2)和位于水力驱动轮(2)左侧的密封壳体(4)形成第一水流通道 (8)。
3.按照权利要求1或2所述的一种节源水力发电机，其特征在于还包括一个水量调 节装置(5)，所述水量调节装置(5)设置在所述出水口(Ib)下方并位于所述水力驱动轮(2) 的左侧或左下侧。
4.按照权利要求3所述的一种节源水力发电机，其特征在于所述水量调节装置(5)设 置在所述密封壳体(4)下方，所述水力驱动轮(2)和水量调节装置(5)形成第二水流通道 (14)，该第二水流通道(14)靠近所述第一水流通道(8)的一端与所述水力驱动轮(2)的 间隙大于远离所述第一水流通道(8)的一端与所述水力驱动轮(2)的间隙，该水量调节装 置(5 )与所述密封壳体(4 )通过滑槽(7 )连接，所述滑槽(7 )固定连接在所述密封壳体(4 ) 或水量调节装置(5)上，所述滑槽(7)由远到近向所述水力驱动轮(2)的轴线延伸。
5.按照权利要求1所述的一种节源水力发电机，其特征在于所述水力驱动轮(2)与电 机(3 )之间设置有变速机构(6 )。
6.按照权利要求1所述的一种节源水力发电机，其特征在于所述管道(1)或进水口 (la)或出水口( lb)设置有水流开关。
全文摘要
本发明公开了一种节源水力发电机，包括管道、水力驱动轮和电机，所述管道包括进水口和出水口,所述进水口位于出水口上方,所述水力驱动轮与电机相连，所述水力驱动轮包括圆周面和两个端面,所述水力驱动轮的圆周面上分布有轮齿，所述出水口偏离所述水力驱动轮的轴心线且与所述水力驱动轮的圆周面相对。本发明提供了一种工程简单化，应用地域广泛的水力发电设备，合理运用处在一定高位的水源，减少水源做功不充分而出现的水力资源浪费现象，缓解电力资源的紧张局面。
文档编号F03B1/00GK101956645SQ20101053819
公开日2011年1月26日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者封海涛 申请人:封海涛