[發明專利]直葉式豎軸水輪機

有效

• 申請號: 201410102628.2
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103925140A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 祝海濤;金文學;張璐瑤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12;F03B3/00;F03B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種發電裝置，具體地說是水力發電裝置。

背景技術

目前，潮汐能水輪機主要分為豎直軸水輪機和水平軸水輪機。豎直軸水輪機按其葉片形狀可分為直葉片式、螺旋葉片式及外加導流罩式，按驅動力來源又可分為升力型水輪機和阻力型水輪機，按葉片攻角的可調性可分為固定攻角式和可變攻角式，固定攻角式水輪機結構簡單制造方便，但能量利用率不高，可變攻角式水輪機能量利用率相對較高。傳統的豎直軸水輪機主要靠升力來提供驅動力，因此能力利用率很低，且起轉流速要求也高，水平軸水輪機對水的流速又有一定要求且需要復雜的換向裝置來改變整個水輪機的迎流方向。

意大利的Ponte?di?ArchimedeS.P.A(PDA)公司制造的“Kobold”直葉式豎軸水輪機于2005年在墨西哥建成了漂浮式發電站，并成功接入電網，但因水輪機葉片不可改變攻角，且只利用了升力來提供動力，因此效率比較低只有0.23左右。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠一定程度上提高轉換效率的直葉式豎軸水輪機。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明直葉式豎軸水輪機，其特征是：包括機體、轉盤箱、變速箱體、中間軸、葉片、蝸輪蝸桿機構，葉片通過葉片軸安裝在葉片支撐架上，葉片支撐架與轉盤箱固連并與機體通過第一軸承相連，轉盤箱里設置傳動齒輪、葉片齒輪，傳動齒輪與葉片齒輪相嚙合，葉片齒輪安裝在葉片軸上，葉片軸與轉盤箱通過第二軸承相連，轉盤箱上安裝主軸，主軸的端部伸入至變速箱體，中間軸套裝于主軸內，中間軸一端安裝傳動齒輪，中間軸另一端通過第三軸承與變速箱體相連，變速箱體里安裝低速級大齒輪、低速級小齒輪、高速級大齒輪、高速級小齒輪，低速級小齒輪與高速級大齒輪均安裝在減速齒輪軸上，減速齒輪軸的兩端與變速箱體分別通過第四-第五軸承相連，低速級大齒輪安裝在中間軸上，高速級小齒輪安裝在主軸上，低速級大齒輪與低速級小齒輪相嚙合，高速級大齒輪與高速級小齒輪相嚙合，主軸上安裝輸出齒輪，輸出齒輪與發電機齒輪相嚙合，發電機齒輪通過發電機軸連接發電機，蝸輪蝸桿機構包括換向蝸輪和蝸桿，蝸桿與換向蝸輪相配合，換向蝸輪安裝在變速箱體軸上，變速箱體軸與變速箱體相連，驅動蝸桿從而使變速箱體轉動，中間軸與主軸產生不同的轉角，進而改變葉片的攻角。

本發明還可以包括：

1、所述的葉片以及與葉片相配合的葉片齒輪至少均有四個，沿轉盤箱均勻布置。

2、葉片橫截面為菱形、長方形和/或橢圓形。

本發明的優勢在于：本發明提供了一種新的改變攻角方式，使升力與阻力同時作為驅動力，在低流速的情況下也能工作，改善了能量利用率，同時采用內部換向渦輪來改變迎流方向，當水流方向發生改變時，水輪機也能正常工作。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的轉盤箱內部結構示意圖；

圖3為本發明的葉片橫截面形狀示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1～3，本發明包括換向渦輪14、變速箱體16、主軸7、中間軸21、輸出齒輪8、發電機齒輪19、傳動齒輪6、轉盤箱22、葉片齒輪5、葉片軸4、葉片3、機體1和發電機17等。葉片軸4與葉片3、葉片齒輪5固連，主軸7為空心軸，主軸7與轉盤箱22、中間軸21、高速級小齒輪20固連，中間軸21穿過主軸7與傳動齒輪6、低速級大齒輪12固連，變速箱體16與換向渦輪14固連，傳動齒輪6與葉片齒輪5在轉盤箱22內配合，換向渦輪14、變速箱體16、輸出齒輪8、發電機齒輪19等在機體內部，葉片3可繞葉片軸4旋轉，主軸7用軸承固定在機體1上，中間軸21可在主軸7中間旋轉，變速箱體16可繞換向渦輪軸15旋轉，變速渦輪軸15、主軸7、中間軸21共線，輸出齒輪8與發電機齒輪19配合，蝸桿13用伺服電機控制，葉片3為直葉片，葉片3截面為中心對稱型，如菱形、矩形、橢圓形。

葉片3可繞主軸7旋轉同時也可繞葉片軸4旋轉，當主軸7旋轉一周時葉片3繞葉片軸4旋轉半周，葉片3旋轉方向與主軸7旋轉方向相同，葉片3順流時主要靠阻力來提供動力，葉片橫流時主要靠升力來提供動力，換向渦輪14可改變葉片整體的迎流方向，主軸7上的輸出齒輪8與發電機齒輪19配合把扭矩傳遞給發電機17發電。