[實用新型]直葉式豎軸水輪機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420125170.8
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN203835599U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝海濤;金文學(xué);張璐瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 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(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及的是一種發(fā)電裝置，具體地說是水力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

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(dǎo)流罩式，按驅(qū)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(diào)性可分為固定攻角式和可變攻角式，固定攻角式水輪機結(jié)構(gòu)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(tǒng)的豎直軸水輪機主要靠升力來提供驅(qū)動力，因此能力利用率很低，且起轉(zhuǎn)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(fù)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(fā)電站，并成功接入電網(wǎng)，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(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供能夠一定程度上提高轉(zhuǎn)換效率的直葉式豎軸水輪機。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型直葉式豎軸水輪機，其特征是：包括機體、轉(zhuǎn)盤箱、變速箱體、中間軸、葉片、蝸輪蝸桿機構(gòu)，葉片通過葉片軸安裝在葉片支撐架上，葉片支撐架與轉(zhuǎn)盤箱固連并與機體通過第一軸承相連，轉(zhuǎn)盤箱里設(shè)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(zhuǎn)盤箱通過第二軸承相連，轉(zhuǎn)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(nèi)，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(fā)電機齒輪相嚙合，發(fā)電機齒輪通過發(fā)電機軸連接發(fā)電機，蝸輪蝸桿機構(gòu)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(qū)動蝸桿從而使變速箱體轉(zhuǎn)動，中間軸與主軸產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)角，進而改變?nèi)~片的攻角。

本實用新型還可以包括：

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(zhuǎn)盤箱均勻布置。

2、葉片橫截面為菱形、長方形和/或橢圓形。

本實用新型的優(yōu)勢在于：本實用新型提供了一種新的改變攻角方式，使升力與阻力同時作為驅(qū)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(nèi)部換向渦輪來改變迎流方向，當(dāng)水流方向發(fā)生改變時，水輪機也能正常工作。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的轉(zhuǎn)盤箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的葉片橫截面形狀示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述：

結(jié)合圖1～3，本實用新型包括換向渦輪14、變速箱體16、主軸7、中間軸21、輸出齒輪8、發(fā)電機齒輪19、傳動齒輪6、轉(zhuǎn)盤箱22、葉片齒輪5、葉片軸4、葉片3、機體1和發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)盤箱22內(nèi)配合，換向渦輪14、變速箱體16、輸出齒輪8、發(fā)電機齒輪19等在機體內(nèi)部，葉片3可繞葉片軸4旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)，變速箱體16可繞換向渦輪軸15旋轉(zhuǎn)，變速渦輪軸15、主軸7、中間軸21共線，輸出齒輪8與發(fā)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(zhuǎn)同時也可繞葉片軸4旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸7旋轉(zhuǎn)一周時葉片3繞葉片軸4旋轉(zhuǎn)半周，葉片3旋轉(zhuǎn)方向與主軸7旋轉(zhuǎn)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?nèi)~片整體的迎流方向，主軸7上的輸出齒輪8與發(fā)電機齒輪19配合把扭矩傳遞給發(fā)電機17發(fā)電。