一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，包括發(fā)電模塊、蓄電模塊，所述發(fā)電模塊與蓄電模塊為組裝式連接，其特征在于還包括可折疊的類橢圓形導流罩和懸浮導向固定裝置；所述可折疊類橢圓形導流罩包括設有進水口和出水口的水流道所述水流道的橫截面為類橢圓形，該橫截面的長軸平行于水流方向的水平面，水流道的進水口的橫截面呈類橢圓形，該橫截面的短軸與長軸之比為黃金分割比；所述懸浮導向固定裝置包括懸浮板、豎直肋板和拴繩，該懸浮板的外形為等邊三角形，該豎直肋板正對水來流方向的橫截面為流線尖翼型。本發(fā)明能夠在野外旅行時，將附近的河流中水流的機械能轉化為蓄電池中的電能，供電子產(chǎn)品充電和滿足小型用電器的用電。
【專利說明】
一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于流體機械及水利水電工程設備技術領域，特別是涉及一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備。
【背景技術】
[0002]當今經(jīng)濟社會發(fā)展對能源的依賴程度不斷加大，能源已經(jīng)成為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素。傳統(tǒng)能源主要是煤炭、石油、天然氣等不可再生的能源，占全球能源消費總量重達80%以上，但石化能源供應也日趨緊張，與此同時，石化能源的開發(fā)利用也改變了人類賴以生存的自然環(huán)境，因此，可再生的清潔能源已成為能源開發(fā)的重點。
[0003]我國水能資源居世界首位，相對于其他清潔能源而言，水電資源開發(fā)成本低，開發(fā)技術成熟，機組水力性能好，出力較高，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的首選能源。
[0004]外出旅游、探險、科考、作業(yè)時，受環(huán)境影響需要攜帶發(fā)電設備，然而公知的一些發(fā)電設備往往體積較大，比較笨重，不利于隨身攜帶，而適用于野外的便攜式發(fā)電設備因主要依靠太陽能發(fā)電，往往功率較小，當光照不足時容易受到限制。
[0005]中國專利201410063582.8公開了“一種野外便攜式水力風力互補發(fā)電裝置”，它包括用于水力發(fā)電的水輪機和用于風力發(fā)電的垂直軸風力機、發(fā)電機裝置，水輪機和垂直軸風力機不同時使用;所述水輪機包括進水流道、出水流道、水輪機轉軸、轉輪室、轉輪;所述轉輪包括導水錐、輪轂、水輪機葉片;所述水輪機葉片安裝在輪轂上;所述垂直軸風力機包括風力機轉軸、葉輪;所述葉輪包括多個風力機葉片、兩個葉片固定架;所述發(fā)電機主體的轉子與水輪機轉軸相連;所述水輪機轉軸和風力機轉軸通過聯(lián)軸器相連。雖然該裝置具有可實時實地地將水力或風力轉化為電能，操作簡單，很適合野外照明、煮飯、手機充電使用的優(yōu)點，但還存在以下明顯的不足:一是該裝置所使用的材料主要是金屬，且整個裝置通過焊接成型，不易拆卸，體積大，重量大，對于野外攜帶而言存在較大難度;二是該裝置固定方式為選用棍狀物體插入水輪機固定裝置或垂直軸風力機固定裝置的孔口進行固定，通過人為的方式在湍急的河道中將發(fā)電裝置固定在河底存在較大難度，且該種固定方式不能在水流流動方向發(fā)生變化時做出相應的角度調整，使水流能難以得到充分的利用。
[0006]中國專利201120212958.9公開了“一種便攜式水力發(fā)電設備”，它包括葉輪機、動力傳遞部件、發(fā)電機、支架體和圓桶結構的氣囊;氣囊為兩個，對稱設置在支架體的兩端底部;葉輪機可轉動的設置在支架體的下方，發(fā)電機設置在支架體上方，葉輪機的動力輸出軸通過動力傳遞部件與發(fā)電機的動力輸入軸連接。雖然該設備具有制造成本低廉和安裝調試簡單的優(yōu)點，但還存在以下明顯的不足:一是由于河流中的水流速度一般不高，在沒有導流罩集聚能量時直接利用其沖擊葉輪所發(fā)出的電量較小，難以滿足用電需求;二是采用氣囊結構來懸浮設備，存在設備固定的難題，且氣囊結構本身還存在一定隱患，其使用壽命較短。
[0007]因此，如何克服現(xiàn)有技術所存在的不足已是當今流體機械及水利水電工程設備技術領域中亟待解決的重點難題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術所存在的不足而提供一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，本發(fā)明能夠在野外旅行時，將附近的河流中水流的機械能轉化為蓄電池中的電能，供電子產(chǎn)品充電和滿足小型用電器的用電。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，它包括發(fā)電模塊、蓄電模塊，所述發(fā)電模塊與蓄電模塊為組裝式連接，其特征在于，還包括可折疊的類橢圓形導流罩和懸浮導向固定裝置，其中:
[0010]所述可折疊類橢圓形導流罩包括設有進水口和出水口的水流道、吊耳;所述水流道為光滑的內(nèi)表面，水流道的外表面設有折疊褶皺;所述水流道的橫截面為類橢圓形，該橫截面的長軸平行于水流方向的水平面;水流道的進水口的橫截面呈類橢圓形，該橫截面的短軸與長軸之比為黃金分割比；水流道的出水口的橫截面為圓形;在所述進水口的類橢圓形橫截面至出水口的圓形橫截面之間，短軸與長軸之比呈線性遞增，即由類橢圓形橫截面漸變?yōu)閳A形橫截面;所述進水口類橢圓形橫截面的長軸的長度為2a = 33.6cm、短軸的長度為2b = 20.8cm，且a/b = 0.618;所述進水流道與發(fā)電模塊的轉輪室連接處的圓形橫截面的直徑為d= 12cm ；所述進水流道的軸向長度為I = 36cm ；所述懸浮導向固定裝置與所述可折疊類橢圓形導流罩上端的吊耳以及轉輪室上端的吊耳為組裝式連接。
[0011 ]所述懸浮導向固定裝置包括懸浮板、豎直肋板和拴繩;所述懸浮板的外形為等邊三角形，其邊長為60cm、其中心厚度為30mm，懸浮板的一角正對水來流方向設置，其縱向截面為流線尖翼型；所述豎直肋板垂直設置于懸浮板的下部，該豎直肋板在懸浮板的豎直投影與懸浮板的頂角角平分線重合;所述豎直肋板外形為五邊形、其中心厚度為20mm;所述豎直肋板的下端設有與吊耳孔相同大小的圓孔，且圓孔的相對位置與導流罩吊耳及轉輪室吊耳的位置相向對稱;所述豎直肋板正對水來流方向的橫截面為流線尖翼型;所述拴繩的一端與吊耳拴接，其另一端與河岸拴接;所述導流罩吊耳、轉輪室吊耳分別與懸浮導向固定裝置構成組裝式連接。
[0012]本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的進一步的優(yōu)選方案是:
[0013]所述發(fā)電模塊包括轉輪室、吊耳、導葉、水輪機葉輪、轉軸、軸承、永磁發(fā)電機、永磁發(fā)電機防水罩和隔水橡膠;所述轉輪室為兩端開口的圓柱形空筒，該轉輪室的進水端與進水流道的圓形截面連接;所述轉輪室的底面直徑為d= 12cm、高h= 18cm;所述導葉設置在轉輪室的進水口；所述水輪機葉輪包括導水錐、葉片以及轉軸，在導葉與永磁發(fā)電機之間設置水輪機葉輪;所述轉軸與水輪機葉輪通過轉軸與永磁發(fā)電機連接;所述軸承為轉軸的徑向和軸向的限位;所述永磁發(fā)電機防水罩中設置永磁發(fā)電機;所述發(fā)電機防水罩與轉軸之間設置隔水橡膠;所述轉輪室的正上方設置與轉輪室連接一體的吊耳。
[0014]所述水輪機葉輪的導水錐的外輪廓為紡錘形。
[0015]所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于所述葉片為扭曲形狀、其翼型從葉根至葉緣呈逐漸增大的形狀、其數(shù)量為6片。
[0016]所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于所述發(fā)電機防水罩的外形沿水流流動方向的橫截面的尺寸由小變大，其曲面方程為一個拋物面方程，該曲面方程的公式為z = 2(x2+y2)/3，其中坐標系建立如下:z軸與轉輪室圓筒的中心線重合且以水流動方向為其正方向，x軸和y軸建立在與轉輪室底面平行且過防水罩頂點的平面內(nèi)，其中X軸和y軸相互正交于防水罩的頂點處。
[0017]所述蓄電模塊包括整流器、濾波器、穩(wěn)壓器和蓄電池；所述整流器、濾波器、穩(wěn)壓器、蓄電池和永磁發(fā)電機依次串聯(lián)連接;所述蓄電池的容量為15000mA。
[0018]本發(fā)明的實現(xiàn)原理是:本發(fā)明運用可折疊的類橢圓導流罩、發(fā)電模塊、蓄電模塊和懸浮導向固定裝置的協(xié)同作用來集聚水流機械能，并將其以較高效率轉化為電能儲存在蓄電池中。具體作用原理是:所述懸浮導向固定裝置使發(fā)電設備漂浮在河面上，并通過拴繩將其固定于岸邊；由流體力學可知，河流中的最大流速一般位于河面上，且由于豎直肋板的存在，在水流的沖擊下，使得整個裝置自始至終都正對來流方向，以獲取最多的水流能量;所述可折疊的類橢圓導流罩將水流的流速在呈逐漸變窄的流道中不斷被放大，在水輪機的導葉處匯合并進入水輪機的轉輪室，水流沖擊轉輪葉片，通過轉輪葉片轉換能量帶動輸出軸旋轉，將水流機械能轉化為水輪機動能帶動發(fā)電機發(fā)電；所述蓄電模塊將發(fā)電機所發(fā)出的交流電經(jīng)過整流、濾波及穩(wěn)壓以后存入蓄電池，供電子設備充電等。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比其顯著優(yōu)點在于:
[0020]—是本發(fā)明的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，充分體現(xiàn)了便攜這一特性，其折疊存放時的長度不超過20cm、寬度不超過35cm、高度不超過25cm;所述轉輪室采用高強度PVC塑料制成，減輕了整個裝置的重量;所述轉輪室采用高強度PVC塑料，減輕了整個裝置的質量;所述懸浮導向固定裝置邊緣處采用流線尖翼型設計，改善了水流的流態(tài)，進一步提高了發(fā)電效率;本發(fā)明的導流罩吊耳、轉輪室吊耳分別與懸浮導向固定裝置構成組裝式連接，以便可拆卸，大大減小存放所需空間。
[0021]二是本發(fā)明的進水流道為橢圓形截面，進水口橢圓形截面的短軸與長軸之比為黃金分割比；進水口的橢圓截面到出水口橢圓截面的短軸與長軸之比線性遞增，在出水口處截面短軸與長軸之比轉變?yōu)镮，即由橢圓形截面轉變?yōu)閳A形截面，大大降低了三維建模及制造難度，從而保證水流在橢圓形流道中平滑、順暢和流動對稱，使得總體發(fā)電效率進一步提尚O
[0022]三是本發(fā)明的水輪機葉片采用6個扭曲葉片，由于葉片翼型從葉根至葉緣逐漸增大，因此能夠產(chǎn)生較大的葉片扭矩，從而提高出力，正對河流水流的特點，當水流流速在
0.2m/s以上就可產(chǎn)生發(fā)電效果。
[0023]四是本發(fā)明的攜帶和使用十分方便，實現(xiàn)了對野外河流中水流的機械能的利用并將其轉化為穩(wěn)定的電力輸出，具有能量轉換效率高、適應性強、裝置有效工作時間長和穩(wěn)定性好等顯著效果。適用于替代現(xiàn)有各種野外水能發(fā)電設備。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的結構的主視圖。
[0025]圖2是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的結構的俯視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的發(fā)電模塊結構的示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的可折疊的類橢圓導流罩的示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的可折疊的類橢圓導流罩工作狀態(tài)時的空間結構的示意圖。
[0029]圖6是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的可折疊的類橢圓導流罩折疊后結構的俯視圖。
[0030]圖7是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的水輪機轉輪結構的示意圖。
[0031]圖8是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的懸浮導向固定裝置的空間結構的示意圖。
[0032]圖9是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的懸浮導向固定裝置懸浮板的示意圖。
[0033]圖10是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的懸浮導向固定裝置懸浮板頂角角平分線處的縱向截面圖。
[0034]圖11是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的懸浮導向固定裝置豎直肋板的示意圖。
[0035]圖12是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的懸浮導向固定裝置豎直肋板的中間橫截面的示意圖。
[0036]圖13是本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備蓄電模塊的電路圖。
[0037]附圖標記說明:可折疊的類橢圓導流罩(1)、發(fā)電模塊(2)、蓄電模塊(3)和懸浮導向固定裝置(4)、進水流道(1-1)、吊耳(1-2)、折疊褶皺(1-3)、進水口(1-4)、出水口(1-5)、轉輪室(2-1)、吊耳(2-2)、導葉(2-3)、水輪機葉輪(2-4)、轉軸(2_5)、軸承(2_6)、永磁發(fā)電機(2-7)、發(fā)電機防水罩(2-8)、隔水橡膠(2-9)、整流器(3-1)、濾波器(3-2)、穩(wěn)壓器(3-3)、蓄電池(3-4)、懸浮板(4-1)、豎直肋板(4-2)、繩子(4-3)。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0039]結合圖1和圖2，本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，它包括發(fā)電模塊(2)、蓄電模塊(3)，所述發(fā)電模塊(2)與蓄電模塊(3)為組裝式連接，還包括可折疊的類橢圓形導流罩(I)和懸浮導向固定裝置(4)，其具體裝配及要求進一步公開如下。
[0040]實施例1。結合圖4、圖5和圖6，所述可折疊類橢圓形導流罩(I)包括設有進水口(1-4)和出水口(1-5)的水流道(1-1)、吊耳(1-2);所述水流道(1-1)為光滑的內(nèi)表面，水流道(1-1)的外表面設有折疊褶皺(1-3);所述水流道(1-1)的橫截面為類橢圓形，該橫截面的長軸平行于水流方向的水平面;水流道(1-1)的進水口(1-4)的橫截面呈類橢圓形，該橫截面的短軸與長軸之比為黃金分割比；水流道(1-1)的出水口(1-5)的橫截面為圓形;在所述進水口(1-4)的類橢圓形橫截面至出水口(1-5)的圓形橫截面之間，短軸與長軸之比呈線性遞增，即由類橢圓形橫截面漸變?yōu)閳A形橫截面;所述進水口(1-4)類橢圓形橫截面的長軸的長度為2a = 33.6cm、短軸的長度為2b = 20.8cm，且a/b = 0.618;所述進水流道(1-1)與發(fā)電模塊(2)的轉輪室(2-1)連接處的圓形橫截面的直徑為d=12cm;所述進水流道(1-1)的軸向長度為l = 36cm;所述懸浮導向固定裝置(4)與所述可折疊類橢圓形導流罩(I)上端的吊耳(1-
2)以及轉輪室(2-1)上端的吊耳(2-2)為組裝式連接。所述可折疊的類橢圓導流罩(I)橢圓形截面端正對水來流方向，其進水口( 1-4)、出水口( 1-5)處與轉輪室(2-1)膠連，不可拆卸。
[0041]結合圖1、圖2、圖3和圖7，所述發(fā)電模塊(2)包括轉輪室(2-1)、吊耳(2-2)、導葉(2-
3)、水輪機葉輪(2-4)、轉軸(2-5)、軸承(2-6)、永磁發(fā)電機(2-7)、發(fā)電機防水罩(2-8)和隔水橡膠(2-9);所述轉輪室(2-1)為兩端開口的圓柱形空桶，其一端與進水流道(1-1)的圓形截面連接，其內(nèi)安放發(fā)電部件;所述導葉(2-3)安裝在轉輪室(2-1)的進水口；所述水輪機葉輪(2-4)安裝在導葉后3?5cm處;所述水輪機葉輪(2-4)包括導水錐(2-4-1)、葉片(2-4-2)以及轉軸(2-5)，在導葉(2-3)與永磁發(fā)電機(2-7)之間安裝水輪機葉輪(2-4);所述導水錐(2-4-1)外輪廓為紡錘形;所述葉片(2-4-2)呈扭曲狀，葉片數(shù)為6片，葉片翼型從葉根到葉緣逐漸增大，用于增大扭矩;所述轉軸(2-5)與葉輪(2-4)和永磁發(fā)電機(2-7)連接，葉輪(2-
4)通過轉軸(2-5)帶動永磁發(fā)電機(2-7)轉子轉動發(fā)電;所述軸承(2-6)為轉軸(2-5)的徑向和軸向限位;所述發(fā)電機防水罩(2-8)中設置永磁發(fā)電機(2-7);所述發(fā)電機防水罩(2-8)夕卜形沿水流動方向橫截面由小變大，其曲面方程為一個拋物面，用于改善轉輪后水的流態(tài);所述發(fā)電機防水罩(2-8)與轉軸(2-5)之間設置密封水橡膠(2-9)，避免發(fā)電機進水損壞;所述轉輪室(2-1)的正上方設置與轉輪室(2-1)—體的吊耳(2-2)，用于安裝懸浮導向固定裝置
(4)；
[0042]結合圖8、圖9、圖10、圖11和圖12，所述懸浮導向固定裝置(4)包括懸浮板(4-1)、豎直肋板(4-2)和拴繩(4-3);所述懸浮板(4-1)的外形為等邊三角形，其邊長為60cm、其中心厚度為30mm，懸浮板(4-1)的一角正對水來流方向設置，其縱向截面為流線尖翼型;所述豎直肋板(4-2)垂直設置于懸浮板(4-1)的下部，該豎直肋板(4-2)在懸浮板(4-1)的豎直投影與懸浮板(4-1)的頂角角平分線重合;所述豎直肋板(4-2)外形為五邊形、其中心厚度為20mm;所述豎直肋板(4-2)的下端設有與吊耳孔相同大小的圓孔，且圓孔的相對位置與導流罩吊耳(1-2)及轉輪室吊耳(2-2)的位置相向對稱;所述豎直肋板(4-2)正對水來流方向的橫截面為流線尖翼型;所述拴繩(4-3)的一端與吊耳(1-2)拴接，其另一端與河岸拴接;所述導流罩吊耳(1-2)、轉輪室吊耳(2-2)分別與懸浮導向固定裝置(4)構成組裝式連接。
[0043]結合圖13，所述蓄電模塊(3)包括整流器(3-1)、濾波器(3-2)、穩(wěn)壓器(3-3)和蓄電池(3-4);所述整流器(3-1)、濾波器(3-2)、穩(wěn)壓器(3-3)、蓄電池(3-4)和永磁發(fā)電機(2-7)依次串聯(lián)連接;所述蓄電池(3-4)容量為15000mA。
[0044]實施例2。本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備的應用方式及要求進一步公開如下:
[0045]本發(fā)明所述懸浮導向固定裝置使發(fā)電設備漂浮在河面上，并通過拴繩(4-3)將其固定于岸邊，由流體力學可知，河流中的最大流速一般位于河面上;且由于豎直肋板(4-2)的作用，使得整個裝置自始至終都正對水來流方向，裝置能最大化的獲取水流能量;所述可折疊的類橢圓導流罩(I)將水流的流速在逐漸變窄的流道中不斷被放大，在水輪機的導葉(2-3)處匯合并進入水輪機的轉輪室(2-1)，水流沖擊水輪機葉輪(2-4)，通過水輪機葉輪(2-4)轉換能量帶動輸出軸旋轉，將水流機械能轉化為水輪機動能帶動永磁發(fā)電機(2-7)發(fā)電；所述蓄電模塊(3)將永磁發(fā)電機(2-7)所發(fā)出的交流電經(jīng)過整流、濾波及穩(wěn)壓以后存入蓄電池(3-4)，供電子設備充電及一些常規(guī)用電。
[0046]本發(fā)明的【具體實施方式】中未涉及的說明屬于本領域公知的技術，可參考公知技術加以實施。
[0047]本發(fā)明經(jīng)反復試驗驗證，取得了滿意的試用效果。
[0048]以上【具體實施方式】及實施例是對本發(fā)明提出的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備技術思想的具體支持，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在本技術方案基礎上所做的任何等同變化或等效的改動，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍。
【主權項】
1.一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，它包括發(fā)電模塊(2)、蓄電模塊(3)，所述發(fā)電模塊(2)與蓄電模塊(3)為組裝式連接，其特征在于，還包括可折疊的類橢圓形導流罩(I)和懸浮導向固定裝置(4)，其中: 所述可折疊類橢圓形導流罩(I)包括設有進水口(1-4)和出水口(1-5)的水流道(1-1)、吊耳(1-2);所述水流道(1-1)為光滑的內(nèi)表面，水流道(1-1)的外表面設有折疊褶皺(1-3);所述水流道(1-1)的橫截面為類橢圓形，該橫截面的長軸平行于水流方向的水平面;水流道(1-1)的進水口(1-4)的橫截面呈類橢圓形，該橫截面的短軸與長軸之比為黃金分割比；水流道(1-1)的出水口(1-5)的橫截面為圓形;在所述進水口(1-4)的類橢圓形橫截面至出水口(1-5)的圓形橫截面之間，短軸與長軸之比呈線性遞增，即由類橢圓形橫截面漸變?yōu)閳A形橫截面;所述進水口(1-4)類橢圓形橫截面的長軸的長度為2a = 33.6cm、短軸的長度為2b =20.8 cm，且a/b = 0.618;所述進水流道(I _ I)與發(fā)電模塊(2)的轉輪室(2-1)連接處的圓形橫截面的直徑為d=12cm;所述進水流道(1-1)的軸向長度為l = 36cm;所述懸浮導向固定裝置(4)與所述可折疊類橢圓形導流罩上端的吊耳(1-2)以及轉輪室(2-1)上端的吊耳(2-2)為組裝式連接。 所述懸浮導向固定裝置(4)包括懸浮板(4-1)、豎直肋板(4-2)和拴繩(4-3);所述懸浮板(4-1)的外形為等邊三角形，其邊長為60cm、其中心厚度為30mm，懸浮板(4-1)的一角正對水來流方向設置，其縱向截面為流線尖翼型;所述豎直肋板(4-2)垂直設置于懸浮板(4-1)的下部，該豎直肋板(4-2)在懸浮板(4-1)的豎直投影與懸浮板(4-1)的頂角角平分線重合；所述豎直肋板(4-2)外形為五邊形、其中心厚度為20mm;所述豎直肋板(4-2)的下端設有與吊耳孔相同大小的圓孔，且圓孔的相對位置與導流罩吊耳(1-2)及轉輪室吊耳(2-2)的位置相向對稱;所述豎直肋板(4-2)正對水來流方向的橫截面為流線尖翼型;所述拴繩(4-3)的一端與吊耳(1-2)拴接，其另一端與河岸拴接;所述導流罩吊耳(1-2)、轉輪室吊耳(2-2)分別與懸浮導向固定裝置(4)構成組裝式連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于，所述發(fā)電模塊(2)包括轉輪室(2-1)、吊耳(2-2)、導葉(2-3)、水輪機葉輪(2-4)、轉軸(2_5)、軸承(2-6)、永磁發(fā)電機(2-7)、永磁發(fā)電機防水罩(2-8)和隔水橡膠(2-9);所述轉輪室(2-1)為兩端開口的圓柱形空筒，該轉輪室(2-1)的進水端與進水流道(1-1)的圓形截面連接；所述轉輪室(2-1)的底面直徑為d= 12cm、高h = 18cm;所述導葉(2-3)設置在轉輪室(2-1)的進水口 ；所述水輪機葉輪(2-4)包括導水錐(2-4-1)、葉片(2-4-2)以及轉軸(2-5)，在導葉(2-3)與永磁發(fā)電機(2-7)之間設置水輪機葉輪(2-4);所述轉軸(2-5)與水輪機葉輪(2-4)通過轉軸(2-5)與永磁發(fā)電機(2-7)連接;所述軸承(2-6)為轉軸(2-5)的徑向和軸向的限位;所述永磁發(fā)電機防水罩(2-8)中設置永磁發(fā)電機(2-7);所述發(fā)電機防水罩(2-8)與轉軸(2-5)之間設置隔水橡膠(2-9);所述轉輪室(2-1)的正上方設置與轉輪室(2-1)連接一體的吊耳(2-2)。3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于所述水輪機葉輪(2-4)的導水錐(2-4-1)的外輪廓為紡錘形。4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于所述葉片(2-4-2)為扭曲形狀、其翼型從葉根至葉緣呈逐漸增大的形狀、其數(shù)量為6片。5.根據(jù)權利要求4所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于所述發(fā)電機防水罩(2-8)的外形沿水流流動方向的橫截面的尺寸由小變大，其曲面方程為一個拋物面方程，該曲面方程的公式為z = 2(x2+y2)/3，其中坐標系建立如下:z軸與轉輪室圓筒的中心線重合且以水流動方向為其正方向，X軸和y軸建立在與轉輪室底面平行且過防水罩頂點的平面內(nèi)，其中X軸和y軸相互正交于防水罩的頂點處。6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于野外充電的便攜式微型水力發(fā)電設備，其特征在于所述蓄電模塊(3)包括整流器(3-1)、濾波器(3-2)、穩(wěn)壓器(3-3)和蓄電池(3-4);所述整流器(3-1)、濾波器(3-2)、穩(wěn)壓器(3-3)、蓄電池(3-4)和永磁發(fā)電機(2-7)依次串聯(lián)連接;所述蓄電池(3-4)的容量為15000mA。
【文檔編號】F03B3/12GK105909454SQ201610279716
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】闞闞, 陳榮杰, 鄭源, 劉珂, 楊光, 林國朋, 陳宇杰, 張偉婷
【申請人】河海大學