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水轮机

阅读：47发布：2020-05-14

专利汇可以提供水轮机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且水轮机包括基部和相对于基部向上延伸的轴。本体设置成具有沿纵向旋转轴线定位的轴接收孔。轴被定位在轴接收孔中，以使得本体绕纵向旋转轴线旋转。承重滚子组件被定位在本体下端和基部之间，以协助本体相对于基部旋转。叶片径向延伸从本体，以使得流水撞击叶片向本体施加旋转力。，下面是水轮机专利的具体信息内容。

权利要求

1.水轮机，其包括：
基部(12)；
相对于基部(12)向上延伸的轴(14)；
筒形本体(16)，其具有沿纵向旋转轴线(20)定位的轴接收孔(18)，轴(14)被定位在轴接收孔(18)中，以使得筒形本体(16)绕纵向旋转轴线(20)旋转；
承重滚子组件(22)，其具有遍布筒形本体下端隔开定位的多个滚子，所述承重滚子组件接合筒形本体的下端(24)和基部(12)，以便于筒形本体(16)相对于基部(12)旋转，所述承重滚子组件承载着筒形本体的重量；
叶片(26a，26b，26c，26d)，它们从筒形本体(16)径向延伸，以使得流水撞击叶片(26a，
26b，26c，26d)向筒形本体(16)施加旋转力，
每个叶片(26a，26b，26c，26d)具有近端(28)和远端(30)，叶片(26a，26b，26c，26d)的近端(28)被枢转地安装至筒形本体(16)，其中叶片(26a，26b，26c，26d)能够在向外延伸的从筒形本体(16)的运作位置和抵靠于筒形本体(16)的非运作位置之间枢转地移动，液压联动机构(38a，38b，38c，38d)被设置在叶片对(26a和26c，26b和26d)之间，在每对叶片中的一个叶片移动到运作位置时，每对叶片中的另一叶片被液压联动机构(38a，38b，
38c，38d)牵引到非运作位置。
2.如权利要求1所述的水轮机，其中，每个叶片(26a，26b，26c，26d)被弯曲成匹配筒形本体(16)的曲率半径。

说明书全文

水轮机

技术领域

[0001] 描述了一种被流水旋转的水轮机。

背景技术

[0002] 流水长期以来被认为是潜在能源。近期示例包括：名为"Tidal Turbine Installation"的文献US7,442,002（Mondl）；名为"Submersible Turbine Generation Unit for Ocean and Tidal Currents"的文献US7,902,687（Sauer等人）；名为"Water Turbine System and Method of Operation"的文献US7,737,570（Costin）；名为"Tidal Flow Hydroelectric Turbine"的文献US7,378,750（Williams）和名为"High Efficiency Turbine With Variable Attack Angle Foils"的美国专利7,918,646（Akcasu）。需要的是这样一种水轮机的配置方式，所述水轮机易于在流水中展开。发明内容

[0003] 提供了一种水轮机，其包括基部和相对于基部向上延伸的轴。本体设置成具有沿纵向旋转轴线定位的轴接收孔。本体优选形状为筒形，然而将被理解的是，本体可以是其它形状。轴被定位在轴接收孔中，以使得筒形本体绕纵向旋转轴线旋转。承重滚子组件被定位在筒形本体下端和基部之间，以协助筒形本体相对于基部旋转。叶片从筒形本体径向延伸，以使得流水撞击叶片向筒形本体施加旋转力。

[0004] 如上所述的水轮机易于仅通过使水轮机下降直到基部抵靠河床或海床而在流水中展开。这与许多现有技术中的水轮机形成对比，所述水轮机具有精密的漂浮和锚固组件。

[0005] 如果水轮机具有角度固定的叶片，一定量的旋转阻力由移入水流而不是与之一起移动的叶片提供。因此，当每个叶片具有近端和远端时甚至可以获得更多的有益效果。每个叶片的近端被枢转地安装至筒形本体，其中叶片能够在从筒形本体向外延伸的运作位置和抵靠于筒形本体的非运作位置之间枢转地移动。在这种配置方式下，叶片在移入流水时折塌到非运作位置。优选的是叶片被弯曲成匹配筒形本体的曲率半径。这确保叶片将抵靠于筒形本体，从而在位于非运作位置时形成最少阻力。

[0006] 虽然可以通过使用水轮机获得如上所述的有益效果，但是优选的是叶片移动的时间并非完全取决于与流水的相互作用。移动到一个或多个叶片的运作位置或非运作位置的延迟可能引起非期望的低效。因此，当联动机构被设置在叶片对之间时，甚至可以获得更有益的效果。在每对叶片一个叶片的移动到运作位置时，每对叶片的另一叶片被联动机构牵引到非运作位置。将被理解的是，由各种配置联动机构的方式。在以下说明内容中已经展示和描述机械联动机构和液压联动机构。附图说明

[0007] 通过以下参考附图的说明内容，这些和其它特征将变得更明显，附图仅用于示例且在任何情况下都并非旨在起限定作用，其中：

[0008] 图1是水轮机的局部等轴侧视图

[0009] 图2是图1示出的水轮机的俯视图，其具有固定叶片。

[0010] 图3是图1示出的水轮机的俯视图，其具有处于运作位置的自由枢转叶片。

[0011] 图4是图1示出的水轮机的俯视图，其具有处于非运作位置的自由枢转叶片。

[0012] 图5是叶片之间的机械联动机构的俯视图。

[0013] 图6是叶片之间的液压联动机构的俯视图。

具体实施方式

[0014] 现在将参考图1至6描述总体由附图标记10表示的水轮机。

[0015] 部件的结构和关系：

[0016] 参考图1，水轮机10包括：基部12，其具有相对于基部12向上延伸的轴14；和本体16，其具有轴接收孔18。在示出的实施方式中，本体16优选形状为筒形，然而将被理解的是，本体16可以是其它形状。轴接收孔18沿纵向旋转轴线20定位，以使得当轴14被定位在轴接收孔18中时，筒形本体16绕纵向旋转轴线20旋转。承重滚子组件22被定位在筒形本体16的下端24和基部12之间，以协助筒形本体16相对于基部12的旋转。叶片26被连接至筒形本体
16。参考图2，叶片26a、26b、26c和26d从筒形本体16径向延伸，以使得流水撞击叶片26a、
26b、26c和26d向筒形本体16施加旋转力。

[0017] 参考图3和图4，每个叶片26a、26b、26c和26d可以具有近端28和远端30。叶片26a、26b、26c和26d的近端28被铰链32或其它可替换的枢转附件枢转地安装至筒形本体16。叶片
26a、26b、26c和26d在图3中示出的从筒形本体16向外延伸的运作位置和图4中示出的抵靠于筒形本体16的非运作位置之间能够被枢转地移动。每个叶片26a、26b、26c和26d可以被弯曲成匹配筒形本体16的曲率半径，从而使得叶片26a、26b、26c和26d在非运作位置时将形成最少阻力地抵靠于筒形本体16。参考图5和图6，联动机构34可以被设置在叶片对26a和26c与叶片对26b和26d之间，这使得叶片对中的一个叶片26a或26b移动到运作位置会牵引叶片对中的第二叶片26c或26d移动到非运作位置，并且反之亦然。这种联动机构34实际上可以是机械或液压的。

[0018] 参考图5，示出作为实施例的简单的机械联动机构34。每个叶片26a、26b、26c和26d在枢转点36处被附接至联动机构34，并且每个联动机构将叶片26a和26c、以及叶片26b和26d连接成对。在所示实施方式中，联动机构在叶片26a和26c与叶片26b和26d的枢转点36之间形成直角。联动机构被定位在筒形本体16内。

[0019] 参考图6，示出作为实施例的液压联动机构34。每个单独的叶片26a、26b、26c和26d具有与之连接的液压筒38a、38b、38c和38d，所述液压筒使叶片26a、26b、26c和26d在运作和非运作位置之间移动。液压筒38a、38b、38c和38d被定位在筒形本体16内。液压筒38a和38c和液压筒38b和38d通过使用一系列管道40被联接在一起。管道40将液压筒38a联接到液压筒38c，以使得在液压筒38a的第一端42a处的连接部46连接至在液压筒38c的第二端44c处的连接部46，并且在液压筒38a的第二端44a处的连接部46连接至在液压筒38c的第一端42c处的连接部46。管道40将液压筒38b连接至液压筒38d，以使得在液压筒38b的第一端42b处的连接部46连接至在液压筒38d的第二端44d处的连接部46，并且在液压筒38b的第二端44b处的连接部46连接至在液压筒38d的第一端42d处的连接部46。

[0020] 操作：

[0021] 参考图2，水轮机10下降到流水中，直到基部12接触河床或海床。流水撞击叶片26a、26b、26c和26d向筒形本体16施加旋转力，从而引起筒形本体16在承重滚子组件22上绕纵向旋转轴线20旋转。在使用角度固定的叶片26a、26b、26c和26d的情况下，一定量的旋转阻力由移入水流而不是与之一起移动的叶片26a、26b、26c或26d提供。

[0022] 参考图4，水轮机10下降到流水中，直到基部12在非运作位置接触河床或海床。这允许水轮机10被放置在筒形本体16的旋转移动受限的位置。在非运作位置，所有叶片26a、26b、26c和26d被枢转成抵靠于筒形本体16，从而形成最少阻力和最少移动的水轮机10。参考图3，叶片26a、26b、26c和26d可以被移动到运作位置，这引起筒形本体16在承重滚子组件
22上绕纵向轴线20旋转。叶片26a、26b、26c和26d通过铰链32被枢转地安装至筒形本体16，这允许叶片26a、26b、26c和26d在移入流水时折塌到非运作位置。这限制在叶片26a、26b、
26c和26d被固定时所见的旋转阻力量。

[0023] 参考图5，机械联动机构34可以被设置在叶片对26a和26c与叶片对26b和26d之间，以防止移动到运作位置或非运作位置的延迟，这会引起低效的筒形本体16的旋转移动。叶片26a和26c具有被联动机构34联接在一起的枢转点36。当叶片26a在运作位置时，叶片26c被拉到非运作位置。当叶片26c捕获到水流且移入运作位置时，其将叶片26a拉到非运作位置。叶片26b和26d以同样的方式被联接，以使得一个叶片移动到运作位置引起另一叶片移动到非运作位置。

[0024] 参考图6，液压联动机构34可以被设置在叶片对26a和26c与叶片对26b和26d之间。每个叶片26a、26b、26c和26d分别被连接至液压筒38a、38b、38c和38d，所述液压筒使叶片
26a、26b、26c和26d移动到运作和非运作位置。液压筒38a和38c与液压筒38b和38d被管道40联接在一起。联动机构使得当液压筒38a使叶片26a延伸到运作位置时，液压筒38c引起叶片
26c折塌到非运作位置，并且当液压筒38a使叶片26a折塌到非运作位置时，液压筒38c使叶片26c延伸到运作位置。液压筒38b和38d以同样的方式被联接，以使得当一个液压筒使其对应叶片伸入运作位置时，另一液压筒使其对应叶片折入非运作位置。

[0025] 在使用时，水轮机10被淹没或部分淹没，以使得叶片26a、26b、26c、26d受到流水施加的力。

[0026] 在这份专利文献中，词语"包括"被用作为非限定性的含义，意味着跟随所述词语的物件被包括，但没有具体提出的物件并非被排除。除非上下文明确要求是元件中的一个或仅一个，否则通过不定冠词"一"引用所述元件并非排除多于一个元件存在的情况。

[0027] 权利要求的范围不应该被示例中给出的优选实施方式限定，而是应该被给予与说明书整体描述相一致的最宽泛的解释。

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