[发明专利]潮流能发电水轮机的变桨距机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种潮流能发电水轮机的变桨距机构。

背景技术

海洋潮流作为一种清洁、可再生能源对环境的影响甚微，且资源丰富，目前世界各国对潮流能发电技术的研究和投入力度均在加大。潮流发电装置是常用的一种利用海洋潮流能发电的设备，潮流发电装置通常由水轮机进行发电，海洋潮流驱动水轮机中的叶片带动轮毂转动，转动中的轮毂带动机舱中的发电机转动实现发电。然而当海洋潮流流动的速度偏低时，就会造成潮流发电装置中的水轮机不容易起转，甚至不能发电；当海洋潮流流动的速度发生变化时，水轮机发电功率不稳，并且不能始终在较高获能效率条件下进行发电；当海洋潮流流动方向发生180°变化时，在不改变水轮机方向的情况下，轮毂叶片的角度不能满足高效发电的要求。因此，现有技术中的潮流发电装置容易受环境影响导致发电效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种潮流能发电水轮机的变桨距机构，为一种适用于双向水平轴水轮机发电机组的变桨距机构，可实现水轮机的低速启动和最大功率的捕获。

本发明所提供的潮流能发电水轮机的变桨距机构，它包括变桨距轮毂、大锥齿轮、小锥齿轮、叶片轴和叶片；

所述变桨距轮毂的一端依次与减速器和驱动电机相连接，且所述减速器与所述驱动电机设于一外罩内；

所述减速器的另一端与所述大锥齿轮相连接，所述大锥齿轮与至少2个所述小锥齿轮啮合；

所述叶片轴设于所述变桨距轮毂上，且可通过所述小锥齿轮的转动而转动；所述叶片轴上设有所述叶片；

上述的潮流能发电水轮机的变桨距机构中，所述变桨距轮毂设于一个主轴上，以驱动机舱内部的发电机构运转。

上述的潮流能发电水轮机的变桨距机构中，所述小锥齿轮上设有位置传感器，用于测量转角的大小，实现精确控制叶片的桨距角。

上述的潮流能发电水轮机的变桨距机构中，所述减速器可通过一套筒固定在所述变桨距轮毂上。

上述的潮流能发电水轮机的变桨距机构中，所述叶片轴可通过轴套筒设于所述变桨距轮毂上。

上述的潮流能发电水轮机的变桨距机构中，所述叶片轴与所述轴套筒之间设有密封机构。

上述的潮流能发电水轮机的变桨距机构中，所述大锥齿轮可与6个所述小锥齿轮啮合配合。

本发明具有如下有益效果：

（1）驱动电机与减速器安装在变桨距轮毂的前端，有效地减少了变桨距轮毂结构的体积，结构紧凑，并且水轮机外罩采用流线型设计有效地减少了水流的正向冲击，安全可靠。

（2）采用驱动电机和减速器机构，不仅实现浆距角的精确可靠控制，而且可输出较大的转矩，便于的同步变桨距。

（3）使用锥齿轮实现转动方向的改变，可使水轮机叶片产生至少180度的旋转，适用于双向潮流能的利用。

附图说明

图1为本发明变桨距机构的结构示意图。

图中各标记如下：

1外罩、2变桨距轮毂、3叶片、4驱动电机、5减速器、6套筒、7大锥齿轮、8小锥齿轮、9叶片轴、10轴套筒、11主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并局限于以下实施例。

如图1所示，本发明提供的潮流能发电水轮机的变桨距机构包括变桨距轮毂2、大锥齿轮7、小锥齿轮8、叶片轴9和叶片3；其中变桨距轮毂2的一端依次与减速器5和驱动电机4相连接，且减速器5与套筒6相连接，该套筒6固定在变桨距轮毂2的中壁上；减速器5与驱动电机4设于一外罩1内，以防止前端漏水。该减速器5的另一端与大锥齿轮7相连接，大锥齿轮7与6个小锥齿轮8啮合，以控制小锥齿轮8的转动。在小锥齿轮8上设有位置传感器（图中未示），用于测量转角的大小，实现精确控制叶片的桨距角。叶片轴9通过轴套筒10固定于变桨距轮毂2上，且叶片轴9与轴套筒10之间设有密封机构（图中未标），小锥齿轮8的转动可带动叶片轴9转动。叶片轴9上设有叶片3，叶片3可绕自身轴线转动。整个变桨距轮毂2固定在主轴11上，驱动水轮机的机舱内部发电装置运转。

在潮流水轮机正常工作的情况下，水轮机外罩防止驱动电机进水，叶片固定于轮毂上，其可以实现绕叶柄轴自身的转动来改变桨距角。

本发明的变桨距机构主要存在以下三种工作状态：