一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置及方法与流程

1.本发明涉及水利发电技术领域，具体为一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置及方法。


背景技术：

2.水力发电是发电的一种方式，利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能，当水流通过水轮机时，水轮机受水流推动而转动，水轮机带动发电机发电，机械能转换为电能，再经过变电和输配电设备将电力送到用户，在一些干旱地区，因为干旱导致该地区的水流量较小，导致水轮转动效果不理想，因此需要使用到风力辅助机构来辅助水轮转动，但是在干旱且风向多变的地区使用该风力辅助式水利发电装置时，会导致风力辅助机构间断工作的情况，从而导致水利发电装置仍然不能来辅助水轮转动，为此，我们提出一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置及方法，以解决上述背景技术中提出的在干旱且风向多变的地区使用该风力辅助式水利发电装置时，会导致风力辅助机构间断工作的情况，从而导致水利发电装置仍然不能来辅助水轮转动的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括底板，所述底板的顶部右侧固定连接有支撑架，所述支撑架的顶部连接有顶板，所述顶板的顶部设置有安装架，且安装架上设置有液压缸，所述液压缸底部的活塞杆贯穿顶板与风力驱动机构连接，所述风力驱动机构的底部与从动锥齿轮连接，所述从动锥齿轮套接在水轮轴上，所述水轮轴的底端贯穿进水箱与发电机连接，所述发电机的底部连接有排水箱，所述排水箱的底端固定连接在底板上，所述排水箱的顶部两组均贯穿有支撑杆，两组所述支撑杆的顶部均连接在进水箱上，所述进水箱的底部左侧设置有连通管，所述连通管的底部与排水箱连通，所述进水箱的右侧连通有进水管，所述水轮轴的外部套接有水轮，且水轮位于进水箱的内部。
5.优选的，所述风力驱动机构包括连接在液压缸底部活塞杆上的吸附组件，所述吸附组件的底部连接有拍打组件，所述吸附组件的一侧活动连接有扇叶组件。
6.优选的，所述吸附组件包括连接在液压缸底部活塞杆上的固定块，所述固定块的侧壁上部环向开设有导向轨，所述导向轨的内壁上滑动连接有导向块，所述固定块的外壁四周处均匀设置有电磁铁块。
7.优选的，所述拍打组件包括连接在固定块底部的连接块，所述连接块的四周处均设置有安装槽，所述安装槽上均通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的外壁上均匀设置有拍打条，所述拍打条靠近连接块的一侧均连接有弹簧，且拍打条通过弹簧与连接块连接，所述连接块的外壁四周处均匀设置有微触开关，且微触开关远离连接块的一侧与拍打条相对设置。
8.优选的，所述扇叶组件包括连接在导向块上的安装座，所述安装座的底部固定连接有铁质轴承座，且铁质轴承座靠近固定块的一侧与电磁铁块相接触，所述铁质轴承座上转动连接有两组结构的安装轴，两组所述安装轴上均套接有皮带轮，且两组所述皮带轮之间通过皮带连接，底部所述安装轴的右端套接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮的底部与从动锥齿轮啮合连接，两组所述安装轴上均设置有扇叶。
9.优选的，所述排水箱包括设置在底板上的箱体，所述箱体的内部通过轴承转动连接有两组结构相同的转动轴，两组所述转动轴的外壁上连接有辊筒，所述辊筒的外壁上均匀设置有勺形漏网，所述辊筒的端部均匀设置有齿牙，且辊筒通过齿牙与支撑杆啮合连接。
10.一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置的方法，具体包括如下步骤：
11.s1：工作人员检查装置各个部件性能是否正常，待检查装置各个部件性能正常之后，将外部水源通过进水管引进进水箱内，水流冲击到水轮上，使得水轮旋转实现发电，在外部风力的吹动下，扇叶转动，使得安装轴带动主动锥齿轮旋转，进而通过与从动齿轮之间的啮合作用，可以带动水轮轴转动，进而辅助水轮转动，实现辅助发电；
12.s2：在风向多变的地区，当风向改变时，先通过液压缸带动固定块向上移动，使得主动锥齿轮远离从动锥齿轮，此时风力会吹动连接块受风一侧的拍打条，使得拍打条挤压弹簧后接触微触开关，使得电磁铁块通电，电磁铁块通电后可以驱动铁质轴承座向靠近通电后的电磁铁块一侧移动，使得导向块在导向轨内移动，从而直到铁质轴承座被受风一侧的电磁铁块吸附后固定，通过液压缸带动固定块向下移动，使得主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，此时扇叶面对的就是风吹来的方向，从而使得扇叶可以保持转动，从而保证了辅助水轮的转动，可以极大减少风力辅助机构间断工作的情况，使得风向多变地区的风力辅助式水利发电具有连续性；
13.s3：当风向再次改变时，继续上述液压缸的动作，不受风一侧的拍打条不再风力的吹动，在弹簧的复位下，使得拍打条远离微触开关，进而使得与铁质轴承座吸附固定的电磁铁块断电，从而可以放开铁质轴承座，从而使得扇叶组件可以继续向受风侧移动，使得扇叶继续面对风吹来的方向；
14.s4：在每次调整扇叶的方向时，主动锥齿轮均会轻微撞击到从动锥齿轮，使得进水箱发生轻微晃动，当进水箱晃动时带动支撑杆竖向轻微移动，进而带动辊筒转动，辊筒转动，使得勺形漏网在排水箱内旋转，可以通过排水箱内流动的水消耗勺形漏网的动能，从而可以根据风向改变扇叶的朝向时，可以避免主动锥齿轮发生损坏的问题。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、通过设置风力驱动机构，在风向多变的地区使用时，风向改变后通过液压缸带动主动锥齿轮远离从动锥齿轮，风力会吹动连接块受风一侧的拍打条，使得拍打条克服弹簧的弹力后接触微触开关，使得电磁铁块通电，电磁铁块通电后可以驱动铁质轴承座向靠近通电后的电磁铁块一侧移动，使得导向块在导向轨内移动，从而直到铁质轴承座被受风一侧的电磁铁块吸附后固定，通过液压缸带动固定块向下移动，使得主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，此时扇叶面对的就是风吹来的方向，从而使得扇叶可以保持转动，从而保证了辅助水轮的转动，通过保证扇叶一直可以面对受风侧，可以极大减少风力辅助机构间断工作的情况，使得风向多变地区的风力辅助式水利发电具有连续性；
17.2、通过设置排水箱，可以将经过水轮后的水排出，且在每次调整扇叶的方向时，主
动锥齿轮均会轻微撞击到从动锥齿轮，使得进水箱发生轻微晃动，当进水箱晃动时带动支撑杆竖向轻微移动，进而带动辊筒转动，从而使勺形漏网在排水箱内发生轻微旋转，这样可以通过排水箱内流动的水消耗轻微移动的勺形漏网的动能，从而在每次根据风向改变扇叶的朝向时，避免主动锥齿轮加剧磨损的问题。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为本发明局部结构示意图；
20.图3为本发明b处结构示意图；
21.图4为本发明吸附组件结构俯视示意图；
22.图5为本发明a处结构示意图。
23.图中：1、底板；2、支撑架；3、顶板；4、液压缸；5、风力驱动机构；51、吸附组件；511、固定块；512、导向轨；513、导向块；514、电磁铁块；52、拍打组件；521、连接块；522、安装槽；523、拍打条；524、弹簧；525、微触开关；53、扇叶组件；531、安装座；532、铁质轴承座；533、皮带轮；534、主动锥齿轮；535、扇叶；6、从动锥齿轮；7、水轮轴；8、进水箱；9、发电机；10、排水箱；101、箱体；102、转动轴；103、辊筒；104、勺形漏网；11、支撑杆；12、连通管；13、进水管；14、水轮。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明提供一种技术方案：一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置，请参阅图1，包括底板1，底板1的顶部右侧固定连接有支撑架2，支撑架2的顶部连接有顶板3，顶板3的顶部设置有安装架，且安装架上设置有液压缸4，液压缸4底部的活塞杆贯穿顶板3与风力驱动机构5连接，风力驱动机构5的底部与从动锥齿轮6连接，从动锥齿轮6套接在水轮轴7上，水轮轴7的底端贯穿进水箱8与发电机9连接，发电机9的底部连接有排水箱10，排水箱10的底端固定连接在底板1上，排水箱10的顶部两组均贯穿有支撑杆11，两组支撑杆11的顶部均连接在进水箱8上，进水箱8的底部左侧设置有连通管12，连通管12的底部与排水箱10连通，进水箱8的右侧连通有进水管13，水轮轴7的外部套接有水轮14，且水轮14位于进水箱8的内部，在通过外部水源向进水管13送水后，水流进入进水箱8使得水轮14可以发生转动，进而可以带动发电机9发电，经过进水箱8内的水通过连通管12排进排水箱10内后排出。
26.请参阅图1，风力驱动机构5包括连接在液压缸4底部活塞杆上的吸附组件51，吸附组件51的底部连接有拍打组件52，吸附组件51的一侧活动连接有扇叶组件53，扇叶组件53用于通过风力转动。
27.请参阅图1、图2和图4，吸附组件51包括连接在液压缸4底部活塞杆上的固定块511，固定块511的侧壁上部环向开设有导向轨512，导向轨512的内壁上滑动连接有导向块
513，固定块511的外壁四周处均匀设置有电磁铁块514，导向块513可以在导向轨512内移动，电磁铁块514与微触开关525电性连接。
28.请参阅图1、图2、图3和图4，拍打组件52包括连接在固定块511底部的连接块521，连接块521的四周处均设置有安装槽522，安装槽522上均通过轴承转动连接有转轴，转轴的外壁上均匀设置有拍打条523，拍打条523靠近连接块521的一侧均连接有弹簧524，且拍打条523通过弹簧524与连接块521连接，弹簧524用于拍打条523不再受力时带动拍打条523复位，连接块521的外壁四周处均匀设置有微触开关525，且微触开关525远离连接块521的一侧与拍打条523相对设置，微触开关525的数量和拍打条523的数量一致，且各自对应。
29.请参阅图1和图2，扇叶组件53包括连接在导向块513上的安装座531，安装座531的底部固定连接有铁质轴承座532，且铁质轴承座532靠近固定块511的一侧与电磁铁块514相接触，铁质轴承座532容易被通电后的电磁铁块514吸附，铁质轴承座532上转动连接有两组结构的安装轴，两组安装轴上均套接有皮带轮533，且两组皮带轮533之间通过皮带连接，底部安装轴的右端套接有主动锥齿轮534，主动锥齿轮534的底部与从动锥齿轮6啮合连接，两组安装轴上均设置有扇叶535，扇叶535面对风吹动的方向时，可以保证扇叶535的转动。
30.请参阅图5，排水箱10包括设置在底板1上的箱体101，箱体101的内部通过轴承转动连接有两组结构相同的转动轴102，两组转动轴102的外壁上连接有辊筒103，辊筒103的外壁上均匀设置有勺形漏网104，勺形漏网104使得水流经过时可以消耗其自身的动能，且勺形漏网104自身通过其向下的坠力也保证了勺形漏网104转动的幅度，从而减少了支撑杆11的移动幅度，辊筒103的端部均匀设置有齿牙，且辊筒103通过齿牙与支撑杆11啮合连接。
31.一种用于风向多变地区的风力辅助式水利发电装置的方法，包括如下步骤：
32.s1：工作人员检查装置各个部件性能是否正常，待检查装置各个部件性能正常之后，将外部水源通过进水管13引进进水箱8内，水流冲击到水轮14上，使得水轮14旋转实现发电，在外部风力的吹动下，扇叶535转动，使得安装轴带动主动锥齿轮534旋转，进而通过与从动齿轮6之间的啮合作用，可以带动水轮轴7转动，进而辅助水轮14转动，实现辅助发电；
33.s2：在风向多变的地区，当风向改变时，先通过液压缸4带动固定块511向上移动，使得主动锥齿轮534远离从动锥齿轮6，此时风力会吹动连接块521受风一侧的拍打条523，使得拍打条523挤压弹簧524后接触微触开关525，使得电磁铁块514通电，电磁铁块514通电后可以驱动铁质轴承座532向靠近通电后的电磁铁块514一侧移动，使得导向块513在导向轨512内移动，从而直到铁质轴承座532被受风一侧的电磁铁块514吸附后固定，通过液压缸4带动固定块511向下移动，使得主动锥齿轮534与从动锥齿轮6啮合，此时扇叶535面对的就是风吹来的方向，从而使得扇叶535可以保持转动，从而保证了辅助水轮14的转动，通过保证扇叶535一直面对风吹来的方向，使得在风向多变的地区，可以极大减少风力辅助机构间断工作的情况，使得风向多变地区的风力辅助式水利发电具有连续性；
34.s3：当风向再次改变时，继续上述液压缸4的动作，不受风一侧的拍打条523不再风力的吹动，在弹簧524的复位下，使得拍打条523远离微触开关525，进而使得与铁质轴承座532吸附固定的电磁铁块514断电，从而可以放开铁质轴承座532，从而使得扇叶组件53可以继续向受风侧移动，使得扇叶535继续面对风吹来的方向；
35.s4：在每次调整扇叶535的方向时，主动锥齿轮534均会轻微撞击到从动锥齿轮6，
使得进水箱8发生轻微晃动，当进水箱8晃动时带动支撑杆11竖向轻微移动，进而带动辊筒103转动，辊筒103转动，使得勺形漏网104在排水箱10内旋转，可以通过排水箱10内流动的水消耗勺形漏网104的动能，从而可以根据风向改变扇叶535的朝向时，可以避免主动锥齿轮534发生损坏的问题。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。