一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置

摘要

本发明涉及一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，包括浮块、浮板、发电机构、导流机构、两个滑环和两个滑轨，导流机构包括四个导流板和三个水电组件，水电组件包括转轴、第一轴承、驱动锥齿轮、从动锥齿轮、第一发电机和若干水叶，发电机构包括齿条、第一齿轮、支架和两个发电组件，发电组件包括第二轴承、第二齿轮、转管、第二发电机和连接轴，该用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置通过导流机构引导水流在水平方向的流动，并利用不同流向的水流进行水利发电，不仅如此，通过发电机构可在浮块随液面升降移动过程中，进行额外的发电，增加设备的供电量，从而提高了设备的实用性。

权利要求

1.一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，包括浮块(1)、浮板(2)、发电机构、导流机构、两个滑环(3)和两个滑轨(4)，两个滑环(3)分别固定在浮块(1)的两侧，所述浮板(2)固定在浮块(1)的下方，所述导流机构设置在浮板(2)的下方，所述发电机构设置在浮块(1)的一侧，所述滑环(3)与滑轨(4)一一对应，所述滑轨(4)的形状为L形，所述滑环(3)套设在滑轨(4)的竖直部位；

所述导流机构包括四个导流板(5)和三个水电组件，所述导流板(5)固定在浮板(2)的下方，各水电组件依次设置在相邻两个导流板(5)之间，四个导流板(5)中，相隔两个导流板(5)相互平行，各相邻两个导流板(5)的夹角相等，所述水电组件包括转轴(6)、第一轴承(7)、驱动锥齿轮(8)、从动锥齿轮(9)、第一发电机(10)和若干水叶(11)，所述水叶(11)周向均匀分布在转轴(6)的一端，所述驱动锥齿轮(8)固定在转轴(6)的另一端，所述第一轴承(7)固定在浮板(2)的下方，所述第一轴承(7)套设在转轴(6)上，所述驱动锥齿轮(8)与从动锥齿轮(9)啮合，所述第一发电机(10)固定在浮块(1)内，所述第一发电机(10)的输入轴穿过浮块(1)和浮板(2)与从动锥齿轮(9)固定连接，相邻两个水电组件中水叶(11)的旋向相反；

所述发电机构包括齿条(12)、第一齿轮(13)、支架(14)和两个发电组件，所述齿条(12)位于浮块(1)的一侧，所述第一齿轮(13)与齿条(12)啮合，所述支架(14)的形状为U形，所述支架(14)的两端与浮块(1)固定连接，所述第一齿轮(13)套设在支架(14)的中心处，两个发电组件从上而下设置在第一齿轮(13)的远离齿条(12)的一侧，所述发电组件包括第二轴承(15)、第二齿轮(16)、转管(17)、第二发电机(18)和连接轴(19)，所述第二轴承(15)和第二发电机(18)均固定在浮块(1)上，所述第二轴承(15)与第二齿轮(16)的一侧连接，所述转管(17)固定在第二齿轮(16)的另一侧，所述转管(17)内设有连接单元，所述连接单元通过连接轴(19)与第二发电机(18)连接，所述第二齿轮(16)与第一齿轮(13)啮合，两个第二齿轮(16)相互啮合。

2.如权利要求1所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述第一齿轮(13)的两侧设有夹板(20)，所述夹板(20)固定在支架(14)上。

3.如权利要求1所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述导流板(5)的远离齿条(12)的一侧设有滤网(21)。

4.如权利要求3所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述滤网(21)的水平截面的形状为圆弧形，所述滤网(21)的圆弧形截面的圆心位于滤网(21)的靠近齿条(12)的一侧。

5.如权利要求1所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述滑轨(4)的竖直部位的底端设有凸板(22)。

6.如权利要求1所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述连接单元包括固定管(23)、弹簧(24)、平板(25)、移动杆(26)、移动块(27)和若干拦截单元，所述拦截单元周向均匀分布在转管(17)的内壁上，所述固定管(23)固定在连接轴(19)上，所述平板(25)和弹簧(24)均位于固定管(23)的内侧，所述平板(25)通过弹簧(24)与连接轴(19)连接，所述弹簧(24)处于压缩状态，所述移动杆(26)的两端分别与移动块(27)和平板(25)固定连接，所述移动块(27)的竖向截面的形状为直角三角形，所述移动块(27)的直角三角形截面的其中一条直角边与移动杆(26)固定连接。

7.如权利要求6所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述拦截单元包括滚轮(28)。

8.如权利要求6所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述固定管(23)内设有固定环(29)，所述固定环(29)固定在固定管(23)的内壁上，所述固定环(29)套设在移动杆(26)上。

9.如权利要求1所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述第一齿轮(13)的直径大于第二齿轮(16)的直径。

10.如权利要求1所述的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，其特征在于，所述导流板(5)的制作材料为玻璃。

说明书

一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及水利发电设备领域，特别涉及一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置。

背景技术

[0002] 水力发电，研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能，为实现将水能转换为电能，需要兴
建不同类型的水电站。

[0003] 目前，利用水动能进行发电的装置有很多，但是一般都是利用河流的水动能进行发电，发电形式固定单一，对于一些靠海岸的堤坝周围，由于难以将海水引入发电机内部，
导致现有的水利发电设备难以实现在堤坝附近的水利发电，进而降低了现有的水利发电装
置的实用性。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，包括浮块、浮板、发电机构、导流机构、两个滑环和两个滑轨，两个滑环分别固
定在浮块的两侧，所述浮板固定在浮块的下方，所述导流机构设置在浮板的下方，所述发电
机构设置在浮块的一侧，所述滑环与滑轨一一对应，所述滑轨的形状为L形，所述滑环套设
在滑轨的竖直部位；

[0006] 所述导流机构包括四个导流板和三个水电组件，所述导流板固定在浮板的下方，各水电组件依次设置在相邻两个导流板之间，四个导流板中，相隔两个导流板相互平行，各
相邻两个导流板的夹角相等，所述水电组件包括转轴、第一轴承、驱动锥齿轮、从动锥齿轮、
第一发电机和若干水叶，所述水叶周向均匀分布在转轴的一端，所述驱动锥齿轮固定在转
轴的另一端，所述第一轴承固定在浮板的下方，所述第一轴承套设在转轴上，所述驱动锥齿
轮与从动锥齿轮啮合，所述第一发电机固定在浮块内，所述第一发电机的输入轴穿过浮块
和浮板与从动锥齿轮固定连接，相邻两个水电组件中水叶的旋向相反；

[0007] 所述发电机构包括齿条、第一齿轮、支架和两个发电组件，所述齿条位于浮块的一侧，所述第一齿轮与齿条啮合，所述支架的形状为U形，所述支架的两端与浮块固定连接，所
述第一齿轮套设在支架的中心处，两个发电组件从上而下设置在第一齿轮的远离齿条的一
侧，所述发电组件包括第二轴承、第二齿轮、转管、第二发电机和连接轴，所述第二轴承和第
二发电机均固定在浮块上，所述第二轴承与第二齿轮的一侧连接，所述转管固定在第二齿
轮的另一侧，所述转管内设有连接单元，所述连接单元通过连接轴与第二发电机连接，所述
第二齿轮与第一齿轮啮合，两个第二齿轮相互啮合。

[0008] 作为优选，为了避免第一齿轮滑动，所述第一齿轮的两侧设有夹板，所述夹板固定在支架上。

[0009] 作为优选，为了避免水中的水草缠绕在转轴和水叶上，所述导流板的远离齿条的一侧设有滤网。

[0010] 作为优选，为了便于杂物脱离滤网，所述滤网的水平截面的形状为圆弧形，所述滤网的圆弧形截面的圆心位于滤网的靠近齿条的一侧。

[0011] 作为优选，为了避免滑环脱离滑轨，所述滑轨的竖直部位的底端设有凸板。

[0012] 作为优选，为了保证浮块升降移动过程中两个发电组件中总有一个发电组件中的连接轴正转，所述连接单元包括固定管、弹簧、平板、移动杆、移动块和若干拦截单元，所述
拦截单元周向均匀分布在转管的内壁上，所述固定管固定在连接轴上，所述平板和弹簧均
位于固定管的内侧，所述平板通过弹簧与连接轴连接，所述弹簧处于压缩状态，所述移动杆
的两端分别与移动块和平板固定连接，所述移动块的竖向截面的形状为直角三角形，所述
移动块的直角三角形截面的其中一条直角边与移动杆固定连接。

[0013] 作为优选，为了便于移动块磨损，所述拦截单元包括滚轮。

[0014] 作为优选，为了实现连接轴与移动杆的同步转动，所述固定管内设有固定环，所述固定环固定在固定管的内壁上，所述固定环套设在移动杆上。

[0015] 作为优选，为了保证连接轴的转速，所述第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径。

[0016] 作为优选，为了加强导流板耐腐蚀的能力，所述导流板的制作材料为玻璃。

[0017] 本发明的有益效果是，该用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置通过导流机构引导水流在水平方向的流动，并利用不同流向的水流进行水利发电，不仅如此，通过发电机
构可在浮块随液面升降移动过程中，进行额外的发电，增加设备的供电量，从而提高了设备
的实用性。

附图说明

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0019] 图1是本发明的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置的结构示意图；

[0020] 图2是本发明的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置的俯视图；

[0021] 图3是本发明的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置的导流机构的结构示意图；

[0022] 图4是本发明的用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置的连接单元的结构示意图；

[0023] 图中：1.浮块，2.浮板，3.滑环，4.滑轨，5.导流板，6.转轴，7.第一轴承，8.驱动锥齿轮，9.从动锥齿轮，10.第一发电机，11.水叶，12.齿条，13.第一齿轮，14.支架，15.第二轴
承，16.第二齿轮，17.转管，18.第二发电机，19.连接轴，20.夹板，21.滤网，22.凸板，23.固
定管，24.弹簧，25.平板，26.移动杆，27.移动块，28.滚轮，29.固定环。

具体实施方式

[0024] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0025] 如图1-2所示，一种用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置，包括浮块1、浮板2、发电机构、导流机构、两个滑环3和两个滑轨4，两个滑环3分别固定在浮块1的两侧，所述浮
板2固定在浮块1的下方，所述导流机构设置在浮板2的下方，所述发电机构设置在浮块1的
一侧，所述滑环3与滑轨4一一对应，所述滑轨4的形状为L形，所述滑环3套设在滑轨4的竖直
部位；

[0026] 该堤坝水利发电装置中，滑杆的水平部位固定在堤坝上，这样滑环3可沿着滑杆的竖直部位进行滑动，浮块1和浮板2漂浮在水面上，在有水流向堤坝冲击流动的过程中，水流
作用在导流机构上，通过导流机构进行水利发电，伴随着水流的流动，水面上涨或者下落，
使得浮块1和浮板2进行升降移动，进而通过发电机构可利用浮块1竖直方向上的升降移动
进行水利发电，如此，提高了设备的发电量，实现了高效发电，从而提高了设备的实用性。

[0027] 如图3所示，所述导流机构包括四个导流板5和三个水电组件，所述导流板5固定在浮板2的下方，各水电组件依次设置在相邻两个导流板5之间，四个导流板5中，相隔两个导
流板5相互平行，各相邻两个导流板5的夹角相等，所述水电组件包括转轴6、第一轴承7、驱
动锥齿轮8、从动锥齿轮9、第一发电机10和若干水叶11，所述水叶11周向均匀分布在转轴6
的一端，所述驱动锥齿轮8固定在转轴6的另一端，所述第一轴承7固定在浮板2的下方，所述
第一轴承7套设在转轴6上，所述驱动锥齿轮8与从动锥齿轮9啮合，所述第一发电机10固定
在浮块1内，所述第一发电机10的输入轴穿过浮块1和浮板2与从动锥齿轮9固定连接，相邻
两个水电组件中水叶11的旋向相反；

[0028] 导流机构中，通过四个导流板5形成三个水流通道，三个水电组件依次设置在这三个水流通道中，由于四个导流板5中，按照相邻两个导流板5成固定夹角的方式分布，使得这
三个水流通道中，其中两个通道靠近堤坝的一端开口大于另一端开口，而另一个通道靠近
堤坝的一端开口小于另一端开口，或者，两个通道靠近堤坝的一端开口小于另一端开口，而
另一个通道靠近堤坝的一端开口大于另一端开口，水流向堤坝冲击流动时，从远离堤坝一
端开口较大的通道流进后，冲击在堤坝上后返回流动，从另外的靠近堤坝一端开口较大的
通道返回，水流流动过程中，带动水叶11转动，使得转轴6在轴承的支撑作用下旋转，转轴6
带动驱动锥齿轮8旋转，使得从动锥齿轮9发生转动，进而对第一发电机10进行做功，如此，
通过导流机构引导水流在水平方向的流动，由三个水电组件通过向堤坝靠近流动和返回流
动的水流进行水利发电，提高了发电量。

[0029] 如图1-2所示，所述发电机构包括齿条12、第一齿轮13、支架14和两个发电组件，所述齿条12位于浮块1的一侧，所述第一齿轮13与齿条12啮合，所述支架14的形状为U形，所述
支架14的两端与浮块1固定连接，所述第一齿轮13套设在支架14的中心处，两个发电组件从
上而下设置在第一齿轮13的远离齿条12的一侧，所述发电组件包括第二轴承15、第二齿轮
16、转管17、第二发电机18和连接轴19，所述第二轴承15和第二发电机18均固定在浮块1上，
所述第二轴承15与第二齿轮16的一侧连接，所述转管17固定在第二齿轮16的另一侧，所述
转管17内设有连接单元，所述连接单元通过连接轴19与第二发电机18连接，所述第二齿轮
16与第一齿轮13啮合，两个第二齿轮16相互啮合。

[0030] 由于水流冲击堤坝，使得水位的高度时刻发生变化，进而带动浮块1和浮板2进行升降移动，在发电机构中，齿条12的位置固定在堤坝上，当浮块1和浮板2进行升降移动时，
带动支架14升降移动，使得第一齿轮13升降移动，由于第一齿轮13与齿条12啮合，使得第一
齿轮13发生转动，进而带动两个第二齿轮16在第二轴承15的支撑作用下旋转，第二齿轮16
带动转管17转动，通过连接单元作用在连接轴19上，使得连接轴19按照固定的方向旋转，对
第二发电机18进行做功，如此，通过水位高低的变化，对第二发电机18做功，从而扩大设备
的发电量，提高了设备的实用性。

[0031] 作为优选，为了避免第一齿轮13滑动，所述第一齿轮13的两侧设有夹板20，所述夹板20固定在支架14上。利用支架14上的两个固定位置的夹板20，限制了第一齿轮13在支架
14上的位置，防止第一齿轮13在支架14上滑动，保证第一齿轮13与齿条12之间相互啮合的
关系。

[0032] 作为优选，为了避免水中的水草缠绕在转轴6和水叶11上，所述导流板5的远离齿条12的一侧设有滤网21。利用滤网21防止水中的水槽缠绕在转轴6和水叶11上，导致水叶11
和转轴6转速降低，进而降低发电量。

[0033] 作为优选，为了便于杂物脱离滤网21，所述滤网21的水平截面的形状为圆弧形，所述滤网21的圆弧形截面的圆心位于滤网21的靠近齿条12的一侧。滤网21采用这种方式，便
于水流冲向堤坝流动，带动水中的杂物靠在滤网21上时，可顺着圆弧形的滤网21从滤网21
的两侧脱离滤网21。

[0034] 作为优选，为了避免滑环3脱离滑轨4，所述滑轨4的竖直部位的底端设有凸板22。利用凸板22限制了滑环3在滑轨4上的滑动范围，避免了滑环3脱离滑轨4。

[0035] 如图4所示，所述连接单元包括固定管23、弹簧24、平板25、移动杆26、移动块27和若干拦截单元，所述拦截单元周向均匀分布在转管17的内壁上，所述固定管23固定在连接
轴19上，所述平板25和弹簧24均位于固定管23的内侧，所述平板25通过弹簧24与连接轴19
连接，所述弹簧24处于压缩状态，所述移动杆26的两端分别与移动块27和平板25固定连接，
所述移动块27的竖向截面的形状为直角三角形，所述移动块27的直角三角形截面的其中一
条直角边与移动杆26固定连接。

[0036] 两个发电组件中，两个第二齿轮16相互啮合，使得两个第二齿轮16旋转的方向相反，当两个齿轮带动转管17转动时，转管17内壁上的拦截单元依次与移动块27接触，而由于
两个转管17的转向相反，使得两个转管17内，其中一个转管17上的拦截单元作用在移动块
27的斜边上，由于移动块27通过移动杆26与平板25连接，而平板25通过弹簧24可发生位移，
使得此时弹簧24受压缩，移动块27靠向连接轴19移动，脱离拦截单元，连接轴19不转动，而
另一个发电组件中，拦截单元作用在移动块27的直角边上，带动移动块27转动，使得移动块
27通过移动杆26作用在平板25上，由平板25带动固定管23转动，进而带动连接轴19转动，进
而对该发电组件对应的第二发电机18进行做功，如此，通过浮块1的升降移动，可实现始终
有一个发电组件内的连接轴19按照固定的反向旋转，对第二发电机18进行稳定的做功，提
高设备发电量。

[0037] 作为优选，为了便于移动块27磨损，所述拦截单元包括滚轮28。通过滚轮28与移动块27接触，滚轮28可通过滚动，减小移动块27所受到的磨损。

[0038] 作为优选，为了实现连接轴19与移动杆26的同步转动，所述固定管23内设有固定环29，所述固定环29固定在固定管23的内壁上，所述固定环29套设在移动杆26上。利用固定
环29可固定移动杆26的移动方向，并当拦截单元通过移动块27带动移动杆26转动时，移动
杆26作用在固定环29上，使得固定环29通过固定管23带动连接轴19进行与移动杆26和移动
块27同步的转动。

[0039] 作为优选，为了保证连接轴19的转速，所述第一齿轮13的直径大于第二齿轮16的直径。由于第一齿轮13的直径大于第二齿轮16，使得第二齿轮16的转速大于第一齿轮13的
转速，便于提高第二发电机18的发电量。

[0040] 作为优选，利用玻璃耐腐蚀的特点，为了加强导流板5耐腐蚀的能力，所述导流板5的制作材料为玻璃。

[0041] 该堤坝水利发电装置中，通过四个导流板5形成三个通道，便于向堤坝冲击的水流靠近堤坝流动后，再返回，可通过三个通道内的水电组件，进行水利发电，不仅如此，利用液
面的升降实现浮块1的自动升降，使得第一齿轮13转动，进而带动两个发电组件中的第二齿
轮16转动，通过连接单元使得两个发电组件中，始终有一个发电组件内的连接轴19按照特
定的转向旋转，对第二发电机18进行做功，进一步增加了水力发电量，提高了设备的实用
性。

[0042] 与现有技术相比，该用于电力系统的高效型堤坝水利发电装置通过导流机构引导水流在水平方向的流动，并利用不同流向的水流进行水利发电，不仅如此，通过发电机构可
在浮块1随液面升降移动过程中，进行额外的发电，增加设备的供电量，从而提高了设备的
实用性。

[0043] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。