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专利名称：一种液力发电机及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410768569.6

专利申请（专利权）人：铜陵重兴合巨能开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：安徽省铜陵市义安区五松镇城东新村二期18栋14号门

专利发明（设计）人：何洪

专利摘要：本发明提供一种液力发电机及方法，包括相对固定的发电安装架，所述发电安装架内部转动连接有驱动主体，所述驱动主体内壁转动连接有多个驱动末端，多个所述驱动末端围绕着驱动主体的转动轴线周向分布，所述驱动末端包括与驱动主体转动连接的限位轴以及与限位轴固定连接的驱动板，所述限位轴位于驱动主体的边缘处；液力发电机还包括限位驱动末端转动位置的限位装置，驱动末端在限位装置的限位下具有增压位置和泄压位置。该发明简化了液力发电机的结构设计，提高了液力发电的效果，同时发电机故障率更低，使用寿命更长。

主权利要求：
1.一种液力发电机，包括相对固定的发电安装架（100），所述发电安装架（100）内部转动连接有驱动主体（200），所述驱动主体（200）内壁转动连接有多个驱动末端（300），其特征在于：多个所述驱动末端（300）围绕着驱动主体（200）的转动轴线周向分布，所述驱动末端（300）包括与驱动主体（200）转动连接的限位轴（310）以及与限位轴（310）固定连接的驱动板（320），所述限位轴（310）位于驱动主体（200）的边缘处；
液力发电机还包括限位驱动末端（300）转动位置的限位装置，驱动末端（300）在限位装置的限位下具有增压位置和泄压位置；其中，驱动末端（300）位于增压位置水流推动驱动主体（200）定向转动实现发电，驱动末端（300）位于泄压位置水流穿过驱动主体（200）实现位置的保持；
所述驱动主体（200）包括驱动转轴（210），所述驱动转轴（210）表面固定连接有两个间隔设置的驱动盘（220），多个所述驱动末端（300）安装于两个驱动盘（220）之间；
所述限位装置包括与限位轴（310）同轴线布置的第二限位组件（500），所述第二限位组件（500）位于限位轴（310）的转动路径上；
所述第二限位组件（500）包括第一限位筒（510），所述第一限位筒（510）内壁转动连接有第一限位转轴（511），所述第一限位转轴（511）与限位轴（310）固定连接，所述第一限位筒（510）内壁固定有第一限位板（512）和第二限位板（513），所述第一限位转轴（511）侧壁固定有位于第一限位板（512）和第二限位板（513）之间的第三限位板（514），所述第三限位板（514）与第一限位板（512）之间安装有调节囊（515），所述调节囊（515）外接第一压力控制设备。
2.根据权利要求1所述的液力发电机，其特征在于，驱动末端（300）位于增压位置时，所述驱动板（320）位于驱动转轴（210）、限位轴（310）之间的连线上形成增压结构。
3.根据权利要求1所述的液力发电机，其特征在于，驱动末端（300）位于泄压位置时，所述驱动板（320）偏离驱动转轴（210）、限位轴（310）之间的连线形成泄压通道。
4.根据权利要求1所述的液力发电机，其特征在于，所述限位装置包括固定于驱动盘（220）表面的第一限位组件（400），所述第一限位组件（400）位于驱动板（320）的转动路径上，所述第一限位组件（400）包括位于驱动板（320）第一侧的第一限位柱（410）以及位于驱动板（320）第二侧的第二限位柱（420），所述第一限位柱（410）远离驱动转轴（210）、限位轴（310）之间的连线，所述第二限位柱（420）靠近驱动转轴（210）、限位轴（310）之间的连线。
5.根据权利要求1所述的液力发电机，其特征在于，所述第二限位组件（500）包括第二限位筒（520），所述第二限位筒（520）内壁转动连接有第二限位转轴（521），所述第二限位转轴（521）与限位轴（310）固定连接，所述第二限位筒（520）内壁滑动连接有限位套（523），所述限位套（523）内壁固定有限位凸起，所述第二限位转轴（521）外壁开有与限位凸起相适配的限位弧形槽（522），所述限位套（523）与第二限位筒（520）之间设置有调节伸缩杆（524），所述调节伸缩杆（524）外接第二压力控制设备。
6.根据权利要求1所述的液力发电机，其特征在于，所述发电安装架（100）表面安装有清洁装置（600），所述清洁装置（600）包括清洁滚筒组件（630），控制清洁滚筒组件（630）转动的翻转关节（620）以及控制清洁滚筒组件（630）移动的直线驱动关节（610）。 说明书 : 一种液力发电机及方法技术领域[0001] 本发明涉及液力发电技术领域，尤其涉及一种液力发电机及方法。背景技术[0002] 在沿江、沿海地区，在潮汐、轮渡的干扰下，液体并非单向持续流动，液体从不同的方向朝向叶轮进行冲击，传统布置的叶轮难以单向持续转动，无法利用液力实现持续、稳定的发电。[0003] 通过将叶轮的叶片活动设置，让叶轮的叶片能够单向增压转动，能够利用不同方向的流动的液体，控制叶轮单向转动，与传统固定式的叶轮叶片结构相比较，其发电效果持续、稳定。[0004] 但是，在利用液力的过程中，需要根据液体流动的方向控制叶片偏转的方向和锁紧状态；传统的控制、安装结构较为繁琐、复杂，液力发电受力面积、效率受限，发电机使用寿命短，养护频次高。发明内容[0005] 针对上述问题，本发明提供一种液力发电机及方法，该发明简化了液力发电机的结构设计，提高了液力发电的效果，同时发电机故障率更低，使用寿命更长。[0006] 为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：[0007] 一种液力发电机，包括相对固定的发电安装架，所述发电安装架内部转动连接有驱动主体，所述驱动主体内壁转动连接有多个驱动末端，多个所述驱动末端围绕着驱动主体的转动轴线周向分布，所述驱动末端包括与驱动主体转动连接的限位轴以及与限位轴固定连接的驱动板，所述限位轴位于驱动主体的边缘处；液力发电机还包括限位驱动末端转动位置的限位装置，驱动末端在限位装置的限位下具有增压位置和泄压位置；其中，驱动末端位于增压位置水流推动驱动主体定向转动实现发电，驱动末端位于泄压位置水流穿过驱动主体实现位置的保持。[0008] 优选地，所述驱动主体包括驱动转轴，所述驱动转轴表面固定连接有两个间隔设置的驱动盘，多个所述驱动末端安装于两个驱动盘之间。[0009] 优选地，驱动末端位于增压位置时，所述驱动板位于驱动转轴、限位轴之间的连线上形成增压结构。[0010] 优选地，驱动末端位于泄压位置时，所述驱动板偏离驱动转轴、限位轴之间的连线形成泄压通道。[0011] 优选地，所述限位装置包括固定于驱动盘表面的第一限位组件，所述第一限位组件位于驱动板的转动路径上，所述第一限位组件包括位于驱动板第一侧的第一限位柱以及位于驱动板第二侧的第二限位柱，所述第一限位柱远离驱动转轴、限位轴之间的连线，所述第二限位柱靠近驱动转轴、限位轴之间的连线。[0012] 优选地，所述限位装置包括与限位轴同轴线布置的第二限位组件，所述第二限位组件位于限位轴的转动路径上。[0013] 优选地，所述第二限位组件包括第一限位筒，所述第一限位筒内壁转动连接有第一限位转轴，所述第一限位转轴与限位轴固定连接，所述第一限位筒内壁固定有第一限位板和第二限位板，所述第一限位转轴侧壁固定有位于第一限位板和第二限位板之间的第三限位板，所述第三限位板与第一限位板之间安装有调节囊，所述调节囊外接第一压力控制设备。[0014] 优选地，所述第二限位组件包括第二限位筒，所述第二限位筒内壁转动连接有第二限位转轴，所述第二限位转轴与限位轴固定连接，所述第二限位筒内壁滑动连接有限位套，所述限位套内壁固定有限位凸起，所述第二限位转轴外壁开有与限位凸起相适配的限位弧形槽，所述限位套与第二限位筒之间设置有调节伸缩杆，所述调节伸缩杆外接第二压力控制设备。[0015] 优选地，所述发电安装架表面安装有清洁装置，所述清洁装置包括清洁滚筒组件，控制清洁滚筒组件转动的翻转关节以及控制清洁滚筒组件移动的直线驱动关节。[0016] 一种液力发电方法，使用上述的液力发电机，包括如下步骤：[0017] S1、将组装完毕后的液力发电机投放至预定水域，控制驱动末端位于液体流动的路径上；S2、液体持续流动的过程中对驱动末端施加单方向的压力，带动驱动主体单向转动实现液力发电。[0018] 本发明的有益效果为：[0019] 通过上述结构设计，通过限位轴和驱动板以及限位装置的组合即可实现对流动液体的高效利用，液体推动第一侧的驱动板位于增压位置，推动第二侧的驱动板处于泄压位置，驱动板以及驱动主体持续受到朝着同一方向的液力作用，实现单向持续的发电；限位轴和驱动板的结构设计简化了初代产品的结构设计，驱动板可布置的面积更大，液体冲击转化利用的效率极大的得到了提高；并且整体结构布置简单，结构数量得到了简化，发电机故障率更低，使用寿命更长。附图说明[0020] 图1为本发明的立体结构示意图。[0021] 图2为本发明图1的主视结构示意图。[0022] 图3为本发明图1的俯视结构示意图。[0023] 图4为本发明图1的侧视结构示意图。[0024] 图5为本发明图4的A?A向剖视结构示意图。[0025] 图6为本发明图5的B处放大结构示意图。[0026] 图7为本发明受到第一方向液体冲击示意图。[0027] 图8为本发明受到第二方向液体冲击示意图。[0028] 图9为本发明限位装置的第二种实施方式结构示意图。[0029] 图10为本发明一个实施例中驱动盘和驱动末端结构示意图。[0030] 图11为本发明的清洁装置立体结构示意图。[0031] 图12为本发明第二限位组件第一种实施方式示意图。[0032] 图13为本发明第二限位组件第二种实施方式示意图。[0033] 图中：100、发电安装架；110、限位框；111、通过开口；120、连接组件；121、连接杆；122、锁紧螺母；130、定位板；200、驱动主体；210、驱动转轴；220、驱动盘；300、驱动末端；310、限位轴；320、驱动板；321、驱动板一；322、驱动板二；400、第一限位组件；410、第一限位柱；420、第二限位柱；500、第二限位组件；510、第一限位筒；511、第一限位转轴；512、第一限位板；513、第二限位板；514、第三限位板；515、调节囊；520、第二限位筒；521、第二限位转轴；522、限位弧形槽；523、限位套；524、调节伸缩杆；600、清洁装置；610、直线驱动关节；620、翻转关节；630、清洁滚筒组件。具体实施方式[0034] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0035] 发电站能够产生持续单向的水流对叶轮进行冲击，控制叶轮单向转动的过程中实现液力发电。[0036] 在沿江、沿海地区，在潮汐、轮渡的干扰下，液体并非单向持续流动，液体从不同的方向朝向叶轮进行冲击，传统布置的叶轮难以单向持续转动，无法利用液力实现持续、稳定的发电。[0037] 通过将叶轮的叶片活动设置，让叶轮的叶片能够单向增压转动，能够利用不同方向的流动的液体，控制叶轮单向转动，与传统固定式的叶轮叶片结构相比较，其发电效果持续、稳定；但是，在利用液力的过程中，需要根据液体流动的方向控制叶片偏转的方向和锁紧状态，传统的控制、安装结构较为繁琐、复杂，液力发电受力面积、效率受限，发电机使用寿命短，养护频次高。[0038] 为了解决上述问题，参照附图1?附图13，一种液力发电机，包括相对固定的发电安装架100，发电安装架100内部转动连接有驱动主体200，驱动主体200内壁转动连接有多个驱动末端300，多个驱动末端300围绕着驱动主体200的转动轴线周向分布，在液体朝着驱动主体200方向流动的过程中，能够恒定冲击位于第一侧的驱动末端300，驱动末端300持续受到冲击推动驱动主体200定向转动，实现持续、稳定的发电。[0039] 具体地；驱动末端300包括与驱动主体200转动连接的限位轴310以及与限位轴310固定连接的驱动板320，流动的液体能够冲击驱动板320，推动驱动板320朝着预定的方向转动，将流动的液体动能转化为驱动主体200持续单向转动；液力发电机还包括限位驱动末端300转动位置的限位装置，驱动末端300在限位装置的限位下具有增压位置和泄压位置；其中，驱动末端300位于增压位置水流推动驱动主体200定向转动实现发电，驱动末端300位于泄压位置水流穿过驱动主体200实现位置的保持，在泄压位置的状态下，液体能够穿过驱动主体200、驱动末端300，不会推动驱动主体200朝着相反的方向转动，避免对持续单向转动的驱动主体200产生干扰。[0040] 通过上述结构设计，通过限位轴310和驱动板320以及限位装置的组合即可实现对流动液体的高效利用，液体推动第一侧的驱动板320位于增压位置，推动第二侧的驱动板320处于泄压位置，驱动板320以及驱动主体200持续受到朝着同一方向的液力作用，实现单向持续的发电；限位轴310和驱动板320的结构设计简化了初代产品的结构设计，驱动板320可布置的面积更大，液体冲击转化利用的效率极大的得到了提高；并且整体结构布置简单，结构数量得到了简化，发电机故障率更低，使用寿命更长。[0041] 这里的发电安装架100包括限位框110、连接组件120、定位板130等结构，定位板130对驱动主体200进行安装和限位，限位框110和连接组件120对整体结构进行限位，在限位框110表面开设有通过开口111，能够供该方向的液体穿过，对驱动主体200、驱动末端300进行冲击，提高了对不同方向液体动力的吸收；同时两个限位框110之间的距离能够通过连接组件120进行调节，控制两个限位框110处于预定的位置，保证驱动主体200能够正常转动。[0042] 以附图7以及附图8为例，液体从附图7所示的第一方向流动时，位于附图左侧的驱动末端300处于增压状态，位于附图右侧的驱动末端300处于泄压状态，此时能够推动驱动主体200整体顺时针转动；同样地，当液体从附图8所示的第二方向流动时，位于附图下方的驱动末端300处于增压状态，位于附图上方的驱动末端300处于泄压状态，同样能够推动驱动主体200整体顺时针转动；无论液体从哪个方向朝着发电机流动，均能够控制驱动主体200单向持续转动，持续稳定单向转动的驱动主体200能够驱动上方的发电部分运转，将单向转动的动能转化为电能，实现液力发电。[0043] 具体参照附图4，具体地；驱动主体200包括驱动转轴210，驱动转轴210表面固定连接有两个间隔设置的驱动盘220，多个驱动末端300安装于两个驱动盘220之间，两个驱动盘220之间能够形成安装室，用于容纳多个驱动末端300，这里的驱动末端300围绕着驱动转轴210周向布置，附图中优选布置为5组，可以根据驱动主体200尺寸的大小选择布置更多的数量。[0044] 在驱动末端300位于增压位置时，驱动板320位于驱动转轴210、限位轴310之间的连线上形成增压结构，增压结构在液体流动的路径上形成封闭的阻碍结构，液体冲击该阻碍结构，推动阻碍结构带动驱动主体200整体定向转动。[0045] 在驱动末端300位于泄压位置时，驱动板320偏离驱动转轴210、限位轴310之间的连线形成泄压通道，此时驱动板320处于错开的状态，液体能够穿过该泄压通道，与增压结构相反，通过上述布置方式能够降低液体穿过驱动主体200、驱动末端300结构的阻力，避免对驱动主体200单向转动产生干扰，保证了整体结构能够持续、稳定地进行单向转动。[0046] 参照附图10，这里的驱动板320可以设置包括位于限位轴310外侧的驱动板二322以及位于限位轴310内侧的驱动板一321，驱动板一321位于内侧形成增压结构或者错开形成泄压通道，通过上述布置的方式能够进一步增大驱动板320受到液体冲击的面积，进一步提升液力发电的转化效率。[0047] 具体参照附图5、附图6，作为限位装置的第一种实施方式，限位装置包括固定于驱动盘220表面的第一限位组件400，第一限位组件400位于驱动板320的转动路径上，第一限位组件400包括位于驱动板320第一侧的第一限位柱410以及位于驱动板320第二侧的第二限位柱420，第一限位柱410和第二限位柱420位于驱动板320的移动路径上，能够对移动中的驱动板320进行限位，液体推动驱动板320朝着第一方向偏转与第二限位柱420抵紧后，此时驱动板320能够位于驱动转轴210和限位轴310之间的连线上，能够形成增压结构，能够对流动中液体的动能进行利用；液体推动驱动板320朝着第二方向偏转与第一限位柱410抵紧后，此时驱动板320能够与驱动转轴210和限位轴310之间的连线相错开，驱动板320错开后形成泄压通道，此时液体能够顺畅地穿过驱动末端300，不会对驱动主体200单向转动产生影响。[0048] 这里的第一限位柱410远离驱动转轴210、限位轴310之间的连线，第二限位柱420靠近驱动转轴210、限位轴310之间的连线，第一限位柱410同样位于靠近驱动主体200边缘的位置，以保证相邻的驱动板320能够正常偏转；这里的第一限位柱410位于边缘的极限位置，能够让驱动板320转动展开更大的角度，让液体能够顺畅地穿过驱动末端300排出。[0049] 作为限位装置的第二种实施方式，限位装置包括与限位轴310同轴线布置的第二限位组件500，第二限位组件500位于限位轴310的转动路径上，第二限位组件500安装于驱动主体200的上端位置，能够在驱动转轴210一侧对限位轴310的转动范围进行限位，进而对驱动板320偏转的角度进行控制，让驱动板320液流的作用下偏转至预定的位置形成增压结构或者泄压通道，实现驱动主体200的单向驱动控制。[0050] 通过将第二限位组件500设置于限位轴310的轴线上，能够将第二限位组件500隐藏设计，与外露的第一限位柱410、第二限位柱420结构相比较，第二限位组件500能够集中设置于驱动主体200的上端位置，能够避免水体环境中杂质进入第二限位组件500内，不会对驱动板320正常偏转产生阻碍，进一步提高了整体结构的使用寿命，避免了液力发电出现障碍，保证整体发电设备正常、稳定地进行运转。[0051] 还需要说明的是，通过将第二限位组件500隐藏设计，对于水体环境复杂的水域，无需在液力发电机外侧安装防护网罩，水流能够无阻碍地作用于驱动板320表面，液体的能量不会被网罩所消耗，进一步提高了液体动能转化的效能。[0052] 具体参照附图12，作为第二限位组件500第一种实施方式，第二限位组件500包括第一限位筒510，第一限位筒510内壁转动连接有第一限位转轴511，第一限位转轴511与限位轴310固定连接，第一限位筒510内壁固定有第一限位板512和第二限位板513，第一限位转轴511侧壁固定有位于第一限位板512和第二限位板513之间的第三限位板514，第三限位板514在第一限位板512和第二限位板513之间进行活动，能够控制第一限位转轴511在一定的角度范围内进行转动，第一限位转轴511与限位轴310固定连接，通过对第一限位转轴511转动范围进行限制能够对限位轴310、驱动板320偏转的范围进行限制，能够与外侧的第一限位柱410、第二限位柱420相同，起到调节限位的作用；且整体结构安装于第一限位筒510内部，隐藏式的设计能够满足限位轴310、驱动板320调节的效果。[0053] 并且第三限位板514与第一限位板512之间安装有调节囊515，调节囊515外接第一压力控制设备，通过第一压力控制设备能够朝着调节囊515内泵入油液，能够控制调节囊515快速膨胀，最终推动第一限位转轴511朝着预定方向快速偏转，加速驱动板320的快速闭合或者展开，进而加速增压结构或者泄压通道的形成，提高了增压、泄压的效果。[0054] 同样可以在第三限位板514的两侧均设置调节囊515,调节囊515单独通过液压控制，能够加速第三限位板514的偏转移动，通过上述结构设计，能够加速第三限位板514的移动的速率以及切换频率，能够很好地利用液体流量大、冲击频次高的环境，能够让第三限位板514快速偏转至预定的位置，实现增压或者泄压，提高了对液体的利用效果。[0055] 具体参照附图13，作为第二限位组件500第二种实施方式，第二限位组件500包括第二限位筒520，第二限位筒520内壁转动连接有第二限位转轴521，第二限位转轴521与限位轴310固定连接，第二限位筒520内壁滑动连接有限位套523，限位套523内壁固定有限位凸起，第二限位转轴521外壁开有与限位凸起相适配的限位弧形槽522，限位凸起和限位弧形槽522相互配合，在第二限位转轴521转动的过程中能够控制限位套523上下移动，限位套523上下移动的路径受限，能够控制第二限位转轴521在一定的角度内转动，最终调节限位轴310和驱动板320偏转的角度，能够与外侧的第一限位柱410、第二限位柱420相同，起到调节限位的作用；同样地；整体结构安装于第一限位筒510内部，隐藏式的设计能够满足限位轴310、驱动板320调节的效果。[0056] 限位套523与第二限位筒520之间设置有调节伸缩杆524，调节伸缩杆524外接第二压力控制设备，这里的调节伸缩杆524的作用与调节囊515的作用相同，能够加速调节驱动板320偏转的速率，让其能够快速到达预定的位置，提高了对液体动能利用的效率。[0057] 为了保证驱动板320表面的整洁，去除驱动板320表面残留的物质，提高驱动板320转动的速率，提高液力发电的效能；在发电安装架100表面安装有清洁装置600，清洁装置600包括清洁滚筒组件630，控制清洁滚筒组件630转动的翻转关节620以及控制清洁滚筒组件630移动的直线驱动关节610，对应的驱动板320偏转至清洁装置600一侧，通过翻转关节620将清洁滚筒组件630翻转至驱动板320一侧，通过直线驱动关节610控制整体结构上下移动，在清洁滚筒组件630持续转动的情况下能够对驱动板320表面进行深度清洁，实现对驱动板320表面的定期深度养护，让驱动板320能够在液流的作用下快速偏转至预定的位置，实现对液体动能的高效转化。[0058] 这里的驱动板320选择为对称布置的两个滚筒，能够对驱动板320两侧表面进行深度清洁；同样地，在对驱动板320表面进行清洁的过程中，通过压力控制设备能够对驱动板320偏转的位置进行调整，让驱动板320表面与清洁滚筒组件630相抵紧，进一步增强了清洁滚筒组件630对驱动板320表面的清洁效果，提升了对驱动板320表面的清洁效率。[0059] 下文结合方法对本发明进一步说明。[0060] 一种液力发电方法，使用上述的液力发电机，包括如下步骤：[0061] S1、将组装完毕后的液力发电机投放至预定水域，控制驱动末端300位于液体流动的路径上；对于尺寸、质量较大的发电机来说，需要将发电安装架100进行安装固定，以保证整体结构在水流中的稳定性。[0062] S2、液体持续流动的过程中对驱动末端300施加单方向的压力，带动驱动主体200单向转动实现液力发电；在发电的过程中，水流对驱动末端300进行冲击，第一侧的驱动末端300偏转至内侧形成增压结构能够对液体的动能进行转化，第二侧的驱动末端300偏转至外侧，形成泄压通道，此时液体直接穿过第二侧的驱动末端300不会对驱动主体200整体偏转产生影响。[0063] 通过上述结构设计，简化了液力发电机的结构设计，提高了液力发电的效果，同时发电机故障率更低，使用寿命更长。[0064] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：安徽

专利申请日期：2024-06-14

专利公开日期：2024-11-12

专利公告号：CN118517366B