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申请/专利权人：陈强

摘要：本发明提供了一种水流发电装置及系统，属于水流发电技术领域。一种水流发电装置，包括：多个桨叶机构、发电机以及支撑机构。桨叶机构包括桨轴和与桨轴连接的桨叶，多个桨轴通过同步传动机构传动连接；发电机的电机转子与同步传动机构传动连接，以使得多个桨叶转动时通过同步传动机构可带动电机转子转动；多个桨叶机构和发电机均安装固定于支撑机构内，且水流能够通过支撑机构。该水流发电装置能够提高单机效率。与同输出功率的单桨水流发电设备相比，其结构更加扁平化；且能够在更多复杂的水域环境应用。

主权项：1.一种水流发电装置，其特征在于，包括：多个桨叶机构，所述桨叶机构包括桨轴和与所述桨轴连接的桨叶，多个所述桨轴通过同步传动机构传动连接；所述同步传动机构包括与所述桨轴传动连接的第一同步带轮、与电机转子传动连接的多个第二同步带轮，多个所述第二同步带轮与多个所述桨叶机构对应设置，所述第一同步带轮与所述第二同步带轮通过同步皮带传动连接；发电机，所述发电机的电机转子与所述同步传动机构传动连接，以使得多个所述桨叶转动时通过所述同步传动机构能够带动所述电机转子转动；以及支撑机构，多个所述桨叶机构和所述发电机均安装于所述支撑机构内，且水流能够通过所述支撑机构；所述支撑机构包括框架和支架；格栅，所述格栅设置在所述桨叶面向所述支撑机构的一侧，所述格栅固定于所述支撑机构，多个所述桨轴的轴线均与所述格栅成10-80°的夹角；所述框架和所述支架的边缘设置有吊环，所述格栅的一端通过刚绳固定于所述框架的所述吊环，所述格栅的另一端通过刚绳固定于所述支架的所述吊环；所述框架的顶部和底部设置有拦截网；当将所述水流发电装置应用于水流底层时，则设置成所述支架与所述框架的底部连接，所述格栅的上端通过刚绳固定于所述框架的所述吊环，所述格栅的下端通过刚绳固定于所述支架的所述吊环；当所述水流发电装置应用于水流上层时，则设置成所述支架与所述框架的顶部连接，所述格栅的上端通过刚绳固定于所述支架的所述吊环，所述格栅的下端通过刚绳固定于所述框架的所述吊环。

全文数据：一种水流发电装置及系统技术领域[0001]本发明涉及水流发电技术领域，具体而言，涉及一种水流发电装置及系统。背景技术[0002]水流发电设备是通过水流的水能转换成驱使机械旋转的机械能，发电机又将机械能转换为电能输出。[0003]然而，现有的水流发电设备存在以下缺点:发电效率相对较低。发明内容[0004]本发明的目的在于提供了一种水流发电装置，其具有较高的发电效率。[0005]本发明是这样实现的：[0006]—种水流发电装置，包括:多个桨叶机构、发电机以及支撑机构。[0007]桨叶机构包括桨轴和与桨轴连接的桨叶，多个桨轴通过同步传动机构传动连接；[0008]发电机的电机转子与同步传动机构传动连接，以使得多个桨叶转动时通过同步传动机构能够带动电机转子转动；[0009]多个桨叶机构和发电机均安装固定于支撑机构内，且水流能够通过支撑机构。[0010]进一步地，在本发明的一种实施例中：同步传动机构包括与桨轴传动连接的第一同步带轮、与电机转子传动连接的多个第二同步带轮，多个第二同步带轮与多个桨叶机构对应设置，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步皮带传动连接。[0012]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0013]桨叶机构设置有两个，第二同步带轮设置有两个，两个第二同步带轮分别通过同步皮带与两个桨叶机构的第一同步带轮传动连接。[0014]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0015]还包括格栅，格栅设置在桨叶面向支撑机构的一侧，格栅固定于支撑机构，多个桨轴的轴线与格栅成10-80°的夹角。[0016]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0017]桨轴的轴线与格栅成30-75°的夹角。[0018]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0019]支撑机构包括框架和支架，多个桨叶机构和发电机均安装固定于框架内，支架的两端分别与框架、格栅连接。[0020]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0021]框架和支架的边缘设置有吊环，格栅的一端通过刚绳固定于框架的吊环，格栅的另一端通过刚绳固定于支架的吊环。[0022]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0023]框架的顶部和底部设置有拦截网。[0024]一种水流发电系统，包括上述的水流发电装置以及可拆卸式浮力装置，浮力装置可拆卸地安装于支撑机构的顶部。[0025]进一步地，在本发明的一种实施例中：[0026]浮力装置为浮筒。[0027]本发明的有益效果是:本发明通过上述设计得到的水流发电设备和系统，使用时，将水流发电装置置于自然水流中，桨叶机构和发电机安装固定在支撑机构中，水流通过支撑机构，水流推动桨叶转动，桨叶转动产生的力矩通过同步传动机构传动到发电机的电机转子，电机转子转动，从而可以使得发电机进行发电。通过桨叶的水流继续流动从支撑机构流出。[0028]由于该水流发电装置设置有多个桨叶机构，多个桨叶机构通过同步传动机构对发电机进行发电，发电效率较高。附图说明[0029]为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0030]图1是本发明实施例提供的第一视角下的水流发电装置的结构示意图；[0031]图2是本发明实施例提供的第二视角下的水流发电装置的结构示意图；[0032]图3是本发明实施例提供的桨叶机构和发电机的结构示意图；[0033]图4是本发明实施例提供的桨叶机构、同步传动机构和发电机的内部结构示意图；[0034]图5是本发明实施例提供的第一视角下的水流发电系统的结构示意图；[0035]图6是本发明实施例提供的第二视角下的水流发电系统的结构示意图。[0036]图标:10-水流发电系统；100-水流发电装置;110-桨叶机构;i丨卜桨叶;丨12—桨轴；113-桨轴固定座；120-同步传动机构；121-第一同步带轮；122-第二同步带轮；123-同步皮带；13〇-发电机；1：31-外壳；140-支撑机构；141-框架；142-支架；143-吊环；144-拦截网；150-格栅;200-浮力装置。一’具体实施方式[0037]为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。[0038]因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发保护的范围。[0039]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某—项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0040]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0041]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0042]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0043]实施例[0044]目前的水流发电设备存在以下缺点：在水流速度较低的环境下应用，需要达到额定的输出功率，只有加大桨轴112的直径才能实现，且随着功率的增大桨轴112直径也会随着增大。在实施中对水流速度，和水体宽深都有着不同的高要求条件，限制了很多水流水体实施水流发电计划。[0045]基于此，本实施例提供一种水流发电装置100,请参照图1和图2。图1和图2示出了水流发电装置100不同视角下的结构示意图。该水流发电装置100具有发电效率高的特点。[0046]具体地，水流发电装置100包括多个桨叶机构110、发电机130以及支撑机构140。[0047]请参照图3和图4,桨叶机构110包括桨轴112和与桨轴112连接的桨叶111，多个桨轴112通过同步传动机构120传动连接。[0048]发电机13〇的电机转子与同步传动机构120传动连接，以使得多个桨叶111转动时通过同步传动机构120能够带动电机转子转动；[0049]多个桨叶机构110和发电机130均安装于支撑机构140内，且水流能够通过支撑机构140。[0050]将水流发电装置100置于自然水流中，桨叶机构110和发电机130安装固定在支撑机构140中，水流通过支撑机构140，水流推动桨叶111转动，桨叶111转动产生的力矩通过同步传动机构120传动到发电机130的电机转子，电机转子转动，从而可以使得发电机130进行发电。通过桨叶111的水流继续流动从支撑机构140流出。其中，发电机130为稀土永磁发电机130〇[0051]由于该水流发电装置100设置有多个桨叶机构11〇,多个桨叶机构110通过同步传动机构120对发电机130进行发电，发电效率较高。[0052]需要说明的是，单个桨叶机构110的水流发电设备如果在低流速的水体环境中进行发电，需要将桨轴II2的直径扩大才能达到额定功率。而本实施例的水流发电装置100在低流速环境下，由于多个桨叶机构110的共同作用即可达到额定功率，对水流流速的要求较低，避免了增大桨叶111直径。[0053]另外，如果在水流速度高的水体环境中进行发电，单个桨叶机构110的水流发电设备要想获得更大的输出功率，需要将多台设备进行输出并联才能实现。而本实施例的水流发电装置100则不需要，多个桨叶机构110通过同步传动机构120对发电机130进行发电即可达到较大的输出功率。[0054]进一步地，在本实施例中，同步传动机构12〇包括与桨轴112传动连接的第一同步带轮m、与电机转子传动连接的多个第二同步带轮122,多个第二同步带轮122与多个桨叶机构110对应设置，第一同步带轮121与第二同步带轮122通过同步皮带123传动连接。即一个桨叶机构110的桨轴II2,对应设置一个第二同步带轮122,且第二同步带轮122均与电机转子同轴传动连接。另外，第一同步带轮121、第二同步带轮122、桨轴112及电子转子的轴心线均平行设置。[0055]另外，需要说明的是，发电机130设置有外壳131，第一同步带轮121、第二同步带轮122、同步皮带123均设置在外壳131内部，且桨叶机构110设置有桨轴固定座113,桨轴固定座113固定设置在外壳131内部，桨轴112转动支承于桨轴固定座113。[0056]当水流推动桨叶111时，桨叶111旋转带动桨轴112相对桨轴固定座113转动，桨轴112上的第一同步带轮121也发生转动，第一同步带轮121通过同步皮带123带动第二同步带轮122转动，第二同步带轮122转动带动电机转子转动，从而可使得发电机130发电。[0057]需要说明的是，水流带动多个桨叶机构110的桨叶111是向同一个方向转动的。第一同步带轮121和第二同步带轮122的不同传动比可实现低水流速度或者高水流速度下的适配发电机130的额定要求转速。[0058]在本实施例中，桨叶机构110设置有两个，第二同步带轮122设置有两个，两个第二同步带轮122分别通过同步皮带123与两个桨叶机构110的第一同步带轮121传动连接。[0059]需要说明的是，桨叶机构110也可设置三个、四个等。只要将第二同步带轮122与桨叶机构110对应设置即可，即有几个桨叶机构110则要对应设置几个第二同步带轮122。[0060]进一步地，在本实施例中，支撑机构140包括框架141和支架142。其中，框架141呈四方体结构，框架141由多根横杆和竖杆通过螺栓连接而成。水流可从各个方向流入、流出。多个奖叶机构110和发电机130均通过外壳131与固定杆连接安装于框架141内。其中，固定杆与外壳131和框架141连接。支架142固定于框架141的一端，且支架142向桨叶111面向框架141的一侧延伸。[0061]框架141结构便于在水体较深时，多部水流发电装置100重叠固定安放，最大化地利用水流资源。[0062]另外，水流发电装置100还包括格栅150,格栅150设置在桨叶111面向框架141的一侦J。如图1所示，格栅150在框架141的左侧。[0063]在本实施例中，支架142和框架141的边缘均设置有吊环143。格栅150的一端通过刚绳固定于框架141的吊环143,格栅150的另一端通过刚绳固定于支架142的吊环143。[0064]需要说明的是，当将水流发电装置100应用于水流底层时，则设置成支架142与框架141的底部连接。格栅150的上端通过刚绳固定于框架141的吊环143,格栅150的下端通过刚绳固定于支架142的吊环143。格栅150相对框架141底部倾斜设置，多个桨轴112的轴线均指向同一个方向，桨轴112的轴线均与格栅150成10-80°的夹角。可选地。桨轴112的轴线与格栅150成30-75°的夹角。[0065]另外，框架141的底部与支架142处设置有拦截网144，该处的拦截网144与格栅150底端衔接。框架141的顶部也设置有拦截网144,且此处的拦截网144与格栅150顶端衔接。[0066]当水流通过格栅150时，水流中夹杂的异物被格栅150隔挡，且被倾斜的格栅150抬举到框架141顶部，顶部拦截网144将异物拦截，异物流动到框架141的另一侧，使异物远离桨叶111的一侧，保护桨叶111不被异物缠绕。另外，由于框架141的底部也设置有拦截网144,拦截网144也可以拦截异物以避免异物进入框架141内缠绕桨叶ill。[0067]当水流发电装置100应用于水流上层时，则设置成支架142与框架141的顶部连接，格栅150的上端通过刚绳固定于支架142的吊环143,格栅150的下端通过刚绳固定于框架141的吊环143。格栅150相对框架141顶部倾斜设置，多个桨轴112的轴线均指向同一个方向，桨轴112的轴线均与格栅150成10-80°的夹角。可选地。桨轴112的轴线与格栅150成SOTS0的夹角。[0068]当水流通过格栅150时，可直接通过格栅150和拦截网144将异物拦截，保护桨叶111不被异物缠绕。[0069]本实施例还提供一种水流发电系统10,请参照图5和图6,其包括上述的水流发电装置100及可拆卸式浮力装置200。其中，浮力装置200可拆卸地安装于框架141的顶部。[0070]当在深水区或水流湍急的水体里时，可将浮力装置2〇〇安装在框架141的顶部，由于浮力装置2〇〇在水中受到浮力作用，可将水流发电装置100上浮到水体上层进行发电，避免上游冲刷的滚石、木桩等大杂物，从而保护水流发电装置1〇〇正常运转。当在浅水区时，可将浮力装置2〇〇拆下，将水流发电装置100置于水体底部即可保证水流发电装置1〇〇正常运转。[0071]在本实施例中，浮力装置2〇0为浮筒，浮筒可通过螺栓可拆卸地安装于框架i41顶部。[0072]本实施例的水流发电系统10,由于浮筒可拆卸地安装在框架141，因此适用范围更广，对水面有限制领域时，例如，水面漂浮杂质密集，和对水面障碍物的要求时，可以拆掉浮力装置200以沉底式运转工作，对水流底部条件不好的或者其它要求的可以加上浮力装置200使用。[0073]以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种水流发电装置，其特征在于，包括：多个桨叶机构，所述桨叶机构包括桨轴和与所述桨轴连接的桨叶，多个所述桨轴通过同步传动机构传动连接；发电机，所述发电机的电机转子与所述同步传动机构传动连接，以使得多个所述奖叶转动时通过所述同步传动机构能够带动所述电机转子转动；以及支撑机构，多个所述桨叶机构和所述发电机均安装于所述支撑机构内，且水流能够通过所述支撑机构。2.根据权利要求1所述的水流发电装置，其特征在于，所述同步传动机构包括与所述桨轴传动连接的第一同步带轮、与所述电机转子传动连接的多个第二同步带轮，多个所述第二同步带轮与多个所述桨叶机构对应设置，所述第一同步带轮与所述第二同步带轮通过同步皮带传动连接。3.根据权利要求2所述的水流发电装置，其特征在于，所述桨叶机构设置有两个，所述第二同步带轮设置有两个，两个所述第二同步带轮分别通过同步皮带与两个所述桨叶机构的所述第一同步带轮传动连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的水流发电装置，其特征在于，还包括格栅，所述格栅设置在所述桨叶面向所述支撑机构的一侧，所述格栅固定于所述支撑机构，多个所述桨轴的轴线均与所述格栅成10-80°的夹角。5.根据权利要求4所述的水流发电装置，其特征在于，所述桨轴的轴线与所述格栅成30-75°的夹角。6.根据权利要求4所述的水流发电装置，其特征在于，所述支撑机构包括框架和支架，多个所述桨叶机构和所述发电机均安装固定于所述框架内，所述支架的两端分别与所述框架、所述格栅连接。7.根据权利要求6所述的水流发电装置，其特征在于，所述框架和所述支架的边缘设置有吊环，所述格栅的一端通过刚绳固定于所述框架的所述吊环，所述格栅的另一端通过刚绳固定于所述支架的所述吊环。8.根据权利要求6所述的水流发电装置，其特征在于，所述框架的顶部和底部设置有拦截网。9.一种水流发电系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的水流发电装置以及可拆卸式浮力装置，所述浮力装置可拆卸地安装于所述支撑机构的顶部。10.根据权利要求9所述的水流发电系统，其特征在于，所述浮力装置为浮筒。

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