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潮流能发电 水轮机的变桨距机构

阅读：836发布：2021-01-17

专利汇可以提供潮流能发电水轮机的变桨距机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种潮流能发电水轮机的变桨距机构。所述变桨距机构包括变桨距轮毂、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；减速器的另一端与大锥齿轮相连接，大锥齿轮与至少2个所述小锥齿轮啮合；叶片轴设于变桨距轮毂上，且可通过小锥齿轮的转动而转动；叶片轴上设有所述叶片。本发明具有如下有益效果：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。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。，下面是潮流能发电水轮机的变桨距机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种潮流能发电水轮机的变桨距机构，其特征在于：所述变桨距机构包括变桨距轮毂、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。
2.根据权利要求1所述的变桨距机构，其特征在于：所述小锥齿轮上设有位置传感器。
3.根据权利要求1或2所述的变桨距机构，其特征在于：所述减速器通过一套筒固定在所述变桨距轮毂上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的变桨距机构，其特征在于：所述叶片轴通过轴套筒设于所述变桨距轮毂上。
5.根据权利要求4所述的变桨距机构，其特征在于：所述叶片轴与所述轴套筒之间设有密封机构。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的变桨距机构，其特征在于：所述大锥齿轮与6个所述小锥齿轮啮合配合。

说明书全文

潮流能发电水轮机的变桨距机构

技术领域

[0001] 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

[0002] 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

[0003] 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。

[0004] 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；

[0005] 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；

[0006] 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；

[0007] 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；

[0008] 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。

[0009] 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。

[0010] 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。

[0011] 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。

[0012] 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。

[0013] 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。

[0014] 本发明具有如下有益效果：

[0015] （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。

[0016] （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。

[0017] （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

[0018] 图1为本发明变桨距机构的结构示意图。

[0019] 图中各标记如下：

[0020] 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

[0021] 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。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 本发明的变桨距机构主要存在以下三种工作状态：

[0025] （1）当水流流速达到启动转速后，水流驱动叶片开始转动时，控制系统可根据水流流速控制驱动电机旋转。驱动电机经过减速器来增大扭矩，再经过锥齿轮传动机构改变桨距角的大小来实现在较低的流速下叶片的转动，使得水轮机开始工作。当潮流增加时，可根据测得的流速控制驱动电机改变水轮机叶片的浆距角以便使得潮流水轮机捕获最大功率。

[0026] （2）当测得的流速超出其额定流速的时候，控制驱动电机改变叶片的浆距角，从而稳定水轮机的输出功率。

[0027] （3）当潮流改变方向时，将叶片旋转180度，实现潮流的双向利用。

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