空气悬浮型小水力发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气悬浮型小水力发电装置，更具体而言，是涉及一种可设置在溪谷、河流、灌溉渠、海渠等有水流的地方并用于发电的空气悬浮型小水力发电装置。
【背景技术】
[0002]通常的发电方法是利用水资源的水力发电、利用燃料的火力发电、基于利用核能的核能发电等。
[0003]这些发电方法需要大规模的发电设备及用于启动发电设备的大量能源，而且还受到场所的限制。
[0004]尤其，火力发电中，相比于其他燃料对石油或燃煤等化石燃料的依赖度十分高，这将导致资源枯竭。
[0005]而且，核能发电存在大气污染和核泄漏的隐患以及环保的问题。而且，由于产生动力的化石燃料受到资源的限制，存在不能永久性地使用的缺点。
[0006]因此，由于使用石油或燃煤等引发的资源枯竭及各种燃料的燃烧，导致地球暖化问题。
[0007]为了防止各种公害物质的产生引起的环境污染，最近研发出利用太阳能、潮汐、波浪、风力、大水力及小水力等自然资源的发电方法。
[0008]所述的利用太阳能、潮汐、波浪、风力、大水力及小水力等自然资源的发电方法，由于其具有环保且永久地利用自然能源的优点，因此最近广受关注。
[0009]但是，将太阳能或者风能转换为电能且储存在蓄电池的方法由于受到天气和环境的影响，具有局限性。
[0010]而且，所述潮汐发电设备只能设置在潮涨潮退比较明显的地区才能获得电力，存在只能在限定地域及场所设置的问题。
[0011]而且，所述波浪发电与潮汐发电类似，只能应用于持续产生波浪的地区，存在受设置环境限制的缺点。
[0012]另外，虽然利用大水力发电的装置一经设置，其具有维护费用低廉且能够得到稳定且半永久性电力的优点，但是需要蓄有大量水源的湖泊或者水库，这同样只适用于特定的地方，存在受设置环境限制的缺点。
[0013]另外，水力发电装置通过利用水压使涡轮机旋转并发电，因此，需要蓄水设施(如，水库)、设置于水库之下的发电设备及将用于发电的水排放至江或海的排水设施。
[0014]另外，现有的大水力发电装置遇到水库蓄水量不足的缺水季节或者干旱季节时，出现发电装置的发电效率降低的问题。
[0015]另外，风力发电装置虽然十分环保，但是如我国多山风弱的地区，很难取得风力发电的效果。
[0016]另外，风力及大水力的发电装置存在设备安装费昂贵但是其效率不高的缺点。
[0017]与之相反，容量不足15，OOOkW的小规模水力发电，国内是指容量不足3，OOOkW的水力发电，即，小水力发电，利用无公害的清净自然资源，相比于其他可再生能源，具有较高的能源密度，因此被认为是具有开发价值的蕴藏资源。
[0018]小水力发电相比于一般的大水力发电，具有环保、设计和施工工期较短、维护费用相比于投资费用较少的优点。
【发明内容】
[0019]本发明的目的在于，为了解决上述技术问题，提供一种空气悬浮型小水力发电装置，该发电装置不受环境的限制，可容易地设置在溪谷、河流、灌溉渠、海渠等，而且能够确保水中生态系统不受破坏的前提下利用水力发电。
[0020]本发明的另一个目的在于，通过空气悬浮型水车承载发电机的重量，使发电机能够容易地浮在水面之上并安装，从而提供一种能够最小化发电机故障和管理费用的空气悬浮型小水力发电装置。
[0021]为了解决上述技术问题，本发明实施例涉及的空气悬浮型小水力发电装置，包括发电机，其具有上部及下部旋转轴；第一垂直轴式风车，其以第一连接器为媒介垂直地连接在所述发电机的上部旋转轴末端上，并使上部旋转轴旋转；第二垂直轴式风车，其以第二连接器为媒介垂直地连接在所述发电机下部旋转轴末端上，并使下部旋转轴旋转；空气悬浮型水车，其以第二连接器为媒介垂直地连接在所述第二垂直轴式风车的下部并悬浮在水面以支撑上部及下部旋转轴，并通过水流而旋转；水流引导手段，其以固定轨道为媒介设置在流水处的壁面上以引导水流，使所述空气悬浮型水车以一个方向快速旋转。
[0022]另一实施例中，本发明的上部旋转轴连接在定子上，所述定子以轴承为媒介自由旋转地设置在所述发电机的外壳内部，所述下部旋转轴连接在转子上，所述转子以轴承为媒介自由旋转地设置在所述定子的中央，使其与定子的旋转方向相反的方向旋转。
[0023]另一实施例中，本发明的第一垂直轴式风车为旋翼型(gyromill)，其中心旋转轴上的多个叶片随着风向自行调整角度并旋转。
[0024]另一实施例中，本发明的第二垂直轴式风车由固定部和多个叶片构成，所述固定部对应于所述第二连接器并密封安装在其上，所述多个叶片沿着所述固定部的外周表面以一定间隔被分别固定。
[0025]另一实施例中，本发明的多个叶片的内侧下端角落形成具有凹形形状的用于维持距离的曲线部以使其与所述空气悬浮型水车的上端相对应。
[0026]另一实施例中，本发明的空气悬浮型水车包括:液体存储部，其上端一侧具有注入部以使液体存储部身体内部能够储存液体并调节体重；空气存储部，位于所述身体的底面中央处，其下端开口且形成一定高度凹陷，空气存储部通过开口处流入的水被密闭且通过流入的水量调节浮力以形成压缩空气层；多个叶片，其在所述身体下部沿着外周以一定间隔形成凸起，当受到流水的阻力时，使所述身体旋转；凸形曲线部，形成在所述身体的外周上部且与所述第二垂直轴式风车的叶片上形成的维持距离的曲线部对应且维持一定距离；凹型曲线部，以凹陷的形状形成且位于所述身体外周的所述多个叶片和所述凸形曲线部之间的分界处，与水流发生碰撞时，用于防止水花向凸形曲线部的上部飞溅且将水花挡回水面。
[0027]另一实施例中，本发明的多个叶片自上部至下部逐渐减小，以使其下部外径小于上部外径。
[0028]另一实施例中，本发明的水流引导手段包括，固定块，其经上下方向的高度调整后固定在所述固定轨道的下端；引导板，其水平固定悬挂在所述固定块，与所述空气悬浮型水车侧的叶片的外周相距一定间隔并将其围绕，流入口和流出口以对角线方向相互岔开配置，使水流在流过置于中间的多个叶片时发生转弯。
[0029]另一实施例中，本发明的引导板的平面中央形成有上下贯通的楔形空腔部，所述空气悬浮型水车的叶片能够充分地插入该空腔部，所述流入口形成于所述引导板的前侧面上且位于所述空气悬浮型水车身体的垂直中心线右侧，所述流出口形成于所述引导板的后侧面上且位于所述空气悬浮型水车身体的垂直中心线左侧。
[0030]本发明涉及的空气悬浮型小水力发电装置，以上部旋转轴为媒介连接第一垂直轴式风车的发电机内部的定子以一定的方向旋转时，以下部旋转轴为媒介，连接第二垂直轴式风车及空气悬浮型水车的发电机内部的转子以相反于所述定子的旋转的方向旋转，因此，增加发电机的定子和转子的旋转力，从而能够提高发电效率，而且不受设置环境的制约可方便地设置在溪谷、河流、江、灌溉渠、海渠，而且在不破坏水中生态的同时可利用水流能够发电，通过空气悬浮型水车能够支撑发电机及旋转轴等的重量使发电机能够容易地安装在在水面之上，能够最小化发电机故障及维护费用。
【附图说明】
[0031]图1是说明本发明涉及的空气悬浮型小水力发电装置的透视图；
[0032]图2是说明本发明涉及的空气悬浮型小水力发电装置组合侧视图；
[0033]图3是图2沿着A-A线的剖面图。
[0034]附图标记
[0035]10:发电机1a:外壳
[0036]12:上部旋转轴12a:定子
[0037]14:下部旋转轴14a:转子
[0038]16a，16b:轴承20:第一连接器
[0039]22:第二连接器24:板体
[0040]26:螺栓28:螺母
[0041]30:第一垂直轴式风车32:旋转轴
[0042]34:叶片40:第二垂直轴式风车
[0043]42:固定部44:叶片
[0044]44a:维持距离的曲线部50:空气悬浮型水车
[0045]51:身体52:注入部
[0046]53:液体存储部54:空气存储部
[0047]55:叶片56:凸形曲线部
[0048]57:凹型曲线部60:固定轨道
[0049]70:水流引导手段72:固定块
[0050]76:引导板76a:流入口
[0051]76b:流出口78:空腔
【具体实施方式】
[0052]以下，参照图1至图3对本发明实施例进行详细说明。
[0053]如图1至图3所示，本发明的空气悬浮型小水力发电装置由具有上部旋转轴12和下部旋转轴14的发电机10，以第一连接器20为媒介垂直地连接在所述发电机10的上部旋转轴12末端上，并使上部旋转轴12旋转的第一垂直轴式风车30，以第二连接器22为媒介垂直地连接在所述发电机10的下部旋转轴14末端，并使下部旋转轴14旋转的第二垂直轴式风车40，以第二连接器22为媒介垂直地连接在所述第二垂直轴式风车40的下部并悬浮在水面以支撑上部旋转轴12及下部旋转轴14，并通过水流而旋转的空气悬浮型水车50，及以固定轨道60为媒介设置在如，溪谷、河流、灌溉渠、海渠等流水处的壁面上以引导水流，使所述空气悬浮型水车50以一个方向快速旋转的水流引导手段70构成。
[0054]S卩，所述上部旋转轴12连接在定子12a上，所述定子12a以轴承16b为媒介自由旋转地设置在所述发电机10的外壳1a内部，所述下部旋转轴14连接在转子14a上，所述转子14a以轴承16b为媒介自由旋转地设置在所述定子12a的中央，使其相反于定子12a的旋转方向旋转。
[0055]所述第一连接器20和第二连接器22由多个螺栓26和螺母28构成的连接手段连接在上下对应且密封安装的板体24上。
[0056]所述第一垂直轴式风车30由中心旋转轴32上的多个叶片34随着风向自行调整角度并旋转的旋翼(