[实用新型]一种升阻结合型竖直轴水轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种水轮机。

背景技术

潮流能水轮机主要有竖直轴和水平轴两类，也可根据叶片攻角的可调性分为固定攻角式和可变攻角式，也可以根据叶片对于主轴转矩产生的方式分为阻力型和升力型。升力型的竖轴水轮机如不采用叶片调整机构对于主轴的转矩很小，采用叶片调整机构的水轮机结构很复杂。阻力型水轮机一般采用阻力型叶片对水流产生的阻力产生对主轴转矩，一般不用使用叶片调整机构。目前的阻力型叶片一般采用直板式叶片或是凹叶片型式，如申请号为201110092941.9的“一种阻力型水轮机”采用的就是一种凹叶片型阻力型叶片，申请号为88203955.5的“竖直轴半阻力型风力机”采用升阻结合形式，调整机构使用滑环调整，叶片轴采用横向布置。申请号为200920272107.6的“垂直轴自调桨叶角阻力型船舶推进器”采用螺旋槽操控盘调整叶片偏角的阻力型推进器。

发明内容

本实用新型的目的在于提供结构简单、能量捕获率高的一种升阻结合型竖直轴水轮机。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种升阻结合型竖直轴水轮机，包括发电机定子、转子，其特征是：还包括凸轮、叶片凸轮连杆机构、轮毂，叶片凸轮连杆机构包括叶片、凸轮连接杆、钢丝绳、旋转弹簧机构、压轮，叶片安装在轮毂上，叶片的旋转轴安装短杆，短杆连接钢丝绳和凸轮连接杆，钢丝绳连接旋转弹簧机构，旋转弹簧机构固定在轮毂里，凸轮连接杆连接安装在凸轮上的压轮，压轮在凸轮的内曲面上移动，轮毂连接转子，凸轮安装在凸轮连接架上，凸轮连接架固定在定子上。

本实用新型还可以包括：

1、所述的叶片凸轮连杆机构包括三个叶片、第一连接杆、第二连接杆，第一连接杆连接第一叶片和第二叶片的短杆，第二连接杆连接第二叶片和第三叶片的短杆，第一叶片的短杆连接钢丝绳，第三叶片的短杆连接凸轮连接杆。

2、所述的叶片凸轮连杆机构有四组，相邻叶片凸轮连杆机构夹角90度，一侧叶片凸轮连杆机构的叶片处于升力状态时，对面叶片凸轮连杆机构的叶片的弦线在同一直线上，轮毂里充入润滑油，润滑油没过凸轮和叶片凸轮连杆机构。

3、在叶片的旋转轴与凸轮中心连线上设置限位柱。

本实用新型的优势在于：本实用新型结构简单，能量捕获率高，受力良好，用旋转弹簧机构实现复位，有效的克服了处于死点位置时叶片调整机构受力不好难于实现复位的缺点。在潮流方向稳定的情况下水轮机在旋转一周的过程中左边叶片的升力与右边叶片的阻力的合力产生对水轮机旋转轴的力矩大大提高了能量捕获效率，同时整个水轮机采用充油式润滑与密封方式很好的解决了水轮机密封与润滑问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的A—A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～2，本实用新型采用多组叶片并装在同一个水轮机的轮毂9上，通过调节机构调整叶片16在水轮机轮毂9旋转一周过程中的叶片轴的旋转规律，进而达到在水轮机旋转过程中一边的水轮机叶片处于升力状态另一边的叶片处于弦线在同一直线上形成对水流的阻力板，升力与阻力的合力产生对水轮机主轴的转矩。叶片16的复位采用螺旋弹簧带动软钢丝拉回的方式进行复位。水轮机采用整体模块安装于浮船上的布局形式。密封润滑采用充油形式。

本实用新型的技术方案如下：

升阻结合型竖直轴水轮机技术方案是采用凸轮6与连杆12相配合实现对于叶片16规律的调整。各叶片16通过一个与叶片轴相固连的杆与一个两端带有铰链的杆相连，两个这样的杆将三个叶片铰接在一起，实现三个叶片16的同时相同位置的传动。另有一个与第一个叶片伸出的杆相铰接，另一端通过压轮11与凸轮6的曲线面相配合。在杆组的另一端通过一个与回转弹簧7相连接的钢丝绳15实现现整个机构的复位。当水轮机转动时凸轮6通过连接杆10与外壳相固定，各杆压轮11沿凸轮6内曲面滚动与其相连的各杆的相对位置会发生相对变化实现叶片轴的转角的变化规律的调整。整个杆组及回转弹簧7与钢丝绳15采用完全浸与润滑油8的润滑方式，这样的润滑方式同时具有充油密封的作用。轮毂9与发电机的外转子2相连，内定子1与上罩壳相固定，上罩壳与用于与浮船相连的支撑架5相固定，这样在轮毂9转动时就会使内外转子间产生相对运动。