CN101907054A - 双反向折叠式横轴潮流能水轮机 - Google Patents

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Abstract

一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机,其属于利用潮流能发电的技术领域。这种双反向折叠式横轴潮流能水轮机的发电机两端各设有一套叶轮、连杆、转向节和增速齿轮箱,发电机和两端的增速齿轮箱固定在一个公共的基座上,基座借助推力轴承采用转动方式安装在支柱上,支柱固定在海床的水泥基础上;叶轮的叶片、连杆和支柱采用折叠式结构。该潮流能水轮机通过有效的折叠,缩小了整个装置的体积,方便运输,避免各个部件之间的拆装,减少了海底安装成本至原来的50%以上,延长水轮机寿命5年以上。

Description

双反向折叠式横轴潮流能水轮机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机,其属于利用潮流能发电的技术 领域。
背景技术
[0002] 海洋能作为一种清洁、可再生的能源,不仅资源丰富,而且对环境的影响甚微。当 前,全球可再生的海洋能资源,理论总量达766000GW,开发前景非常可观。我国拥有绵长的 海岸线和广阔的海域面积,海洋能储量丰富,可开发的海洋能资源包括:潮流能、潮汐能和 波浪能等,其中,潮流能理论平均功率为13940MW。潮流能由于可预测性强,在稳定提供电力 方面比波浪能有更大的优势,同时与潮汐能的利用相比,潮流能并不需要很大范围的改变 自然环境,因此成为当前的海洋能焦点。我国的潮流能资源丰富,全国共130个水道,在舟 山群岛各岛之间的水道是我国潮流最大的海域,如西堠门水道、册子水道、金塘水道、秀山 水道、龟山水道等,潮流速度可达4. Om/s;自江苏斗龙港向南,经长江口、浙江、福建沿海潮 流也有1. 5-3. Om/s ;渤海海峡北侧老铁山水道达3. Om/s ;琼州海峡2. 0-2. 5m/s ;黄海沿岸 的斋堂岛水道2. Om/s ο
[0003] 现有的潮流能发电装置高昂的运输与安装成本占总成本的30%,成为阻碍潮流 能发电的最大障碍。目前国内外尚未有发电装置利用伸缩和折叠方式,降低潮流能水轮机 运输与安装成本。浙江大学提出实用新型专利《一种伸缩浆海流能发电装置》(申请号: 200620105769. 0)和发明专利《伸缩浆海流能发电装置》(申请号:200610052522. 1)利用伸 缩结构减小来流对水轮机冲击的阻力,着重于提高性能。
[0004] 哈尔滨工程大学的发明专利《用于潮流能转换的直叶式自适应变螺距水轮机》(申 请号=2003106918. 5)利用弹簧机构代替摆线式达到自动调整螺距的功能,提高性能价格 比。中国海洋大学《自适应柔性叶片转子》(申请号=200710181399. 8)和《柔性叶片转子支 撑装置》(申请号:200810249880. 0)通过使用柔性叶片转子,产生比刚性叶片更大的转矩, 提高水轮机换能效率。天津大学的《自调节海流能发电装置》(申请号=200610129897. 3)利 用感应器对海流的大小和方向自动调整叶片的角度和深度,优化两个横轴水轮机的性能。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机,它针对背景技术中的 运输与海底安装要消耗大量的人力和物力的不足,通过有效的折叠缩小整个装置的体积, 方便运输,避免各个部件之间的拆装减少海底安装成本。
[0006] 本发明的技术方案是:一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机,水轮机的叶轮经连 杆、转向节和增速齿轮箱连接到发电机,潮流能转动叶轮驱动发电机发电;所述发电机两端 各设有一套叶轮、连杆、转向节和增速齿轮箱,发电机和两端的增速齿轮箱固定在一个公共 的基座上,基座借助推力轴承采用转动方式安装在支柱上,支柱固定在海床的水泥基础上; 所述叶轮采用周向均勻布置的2〜6个叶片(Ia),每个叶片的根部设有叶片折叠销,所述连杆和支柱采用锁紧机构锁紧的具有2〜5节的折叠式结构。
[0007] 所述基座上设有保护盖,保护盖的两端各设有一个增速齿轮箱输入轴的轴封。
[0008] 所述支柱采用锁紧机构锁紧的具有3节的折叠式结构,松开锁紧机构,把1节支柱 推入2节支柱中,2节支柱推入3节支柱中。
[0009] 所述连杆采用锁紧机构锁紧的具有3节的折叠式结构,松开锁紧机构,把1节连杆 推入2节连杆中,2节连杆推入3节连杆中。
[0010] 本发明的有益效果是:这种双反向折叠式横轴潮流能水轮机的发电机两端各设有 一套叶轮、连杆、转向节和增速齿轮箱,发电机和两端的增速齿轮箱固定在一个公共的基座 上,基座借助推力轴承采用转动方式安装在支柱上,支柱固定在海床的水泥基础上;叶轮的 叶片、连杆和支柱采用折叠式结构。该潮流能水轮机通过有效的折叠,缩小了整个装置的体 积,方便运输,避免各个部件之间的拆装,减少了海底安装成本至原来的50 %以上,延长水 轮机寿命5年以上。
附图说明
[0011] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0012] 图1是一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机的结构和工作状态图。
[0013] 图2是图1中的A放大图。
[0014] 图3是一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机经折叠后的状态图。
[0015] 图中:1、叶轮,la、叶片,2、叶片折叠销,3、锁紧机构,4、连杆,4a、1节连杆,4b、2节 连杆,4c、3节连杆,5、转向节,6、增速齿轮箱,7、发电机,8、保护盖,9、轴封,10、基座,11、推 力轴承,12、支柱,12a、l节支柱,12b,2节支柱,12c,3节支柱,13、挡板,14、水泥基础,14a、 地脚螺栓,15、弹性卡环。
具体实施方式
[0016] 图1、2示出了一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机。图中,水轮机的叶轮1经连 杆4、转向节5和增速齿轮箱6连接到发电机7,潮流能转动叶轮1驱动发电机7发电。发 电机7两端各设有一套叶轮1、连杆4、转向节5和增速齿轮箱6,发电机7和两端的增速齿 轮箱6固定在一个公共的基座10上,基座10上设有保护盖8,保护盖8的两端各设有一个 增速齿轮箱6输入轴的轴封9。基座10借助推力轴承11安装在支柱12上,支柱12靠地脚 螺栓14a固定在海床的水泥基础14上。叶轮1采用周向均勻布置的4个叶片la,每个叶片 Ia的根部设有叶片折叠销2。支柱12采用锁紧机构3锁紧的具有3节的折叠式结构,松开 锁紧机构3,把1节支柱12a推入2节支柱12b中,2节支柱12b推入3节支柱12c中。连 杆4采用锁紧机构3锁紧的具有3节的折叠式结构,松开锁紧机构3,把1节连杆4a推入2 节连杆4b中,2节连杆4b推入3节连杆4c中。
[0017] 图2示出了基座安装在支柱上的结构图。推力轴承11设置在基座10内,推力轴 承11的上轴承板与基座10为静配合固定连接,下轴承板与支柱12中的1节支柱12a的头 部为静配合固定连接,并设置有防脱落的弹性卡环15。因此,安装在基座10上的两个水轮 机组可以在支柱12上作适当转动。
[0018] 图3示出了一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机经折叠后的状态图。该潮流能水
4轮机在运送前,先将叶片Ia折叠,连杆4和支柱12收缩到最短,再将连杆叶片总成在转向 节5处向下折转90度角,然后包装运输。这样能有效的防止运输过程中叶轮总成出现碰撞 损坏的情况。运输完成后,进行海底固定安装。最后把支柱12和连杆4向外拉伸,再伸展 叶片la。
[0019] 上述的技术方案利用双反向折叠式横轴潮流能水轮机,减少了水下施工时间,提 高了水下施工的安装质量,使运输与安装成本降低。在人力方面降低了施工人员的技术门 槛,只需要对普通工人进行简单的培训即可工作。

Claims (4)

  1. 一种双反向折叠式横轴潮流能水轮机,水轮机的叶轮(1)经连杆(4)、转向节(5)和增速齿轮箱(6)连接到发电机(7),潮流能转动叶轮(1)驱动发电机(7)发电;其特征在于:所述发电机(7)两端各设有一套叶轮(1)、连杆(4)、转向节(5)和增速齿轮箱(6),发电机(7)和两端的增速齿轮箱(6)固定在一个公共的基座(10)上,基座(10)借助推力轴承(11)采用转动方式安装在支柱(12)上,支柱(12)固定在海床的水泥基础(14)上;所述叶轮(1)采用周向均匀布置的2~6个叶片(1a),每个叶片(1a)的根部设有叶片折叠销(2),所述连杆(4)和支柱(12)采用锁紧机构(3)锁紧的具有2~5节的折叠式结构。
  2. 2.根据权利要求1所述的双反向折叠式横轴潮流能水轮机,其特征在于:所述基座 (10)上设有保护盖(8),保护盖(8)的两端各设有一个增速齿轮箱(6)输入轴的轴封(9)。
  3. 3.根据权利要求1所述的双反向折叠式横轴潮流能水轮机,其特征在于:所述支柱 (12)采用锁紧机构(3)锁紧的具有3节的折叠式结构,松开锁紧机构(3),把1节支柱(12a) 推入2节支柱(12b)中,2节支柱(12b)推入3节支柱(12c)中。
  4. 4.根据权利要求1所述的双反向折叠式横轴潮流能水轮机,其特征在于:所述连杆(4) 采用锁紧机构(3)锁紧的具有3节的折叠式结构,松开锁紧机构(3),把1节连杆(4a)推入 2节连杆(4b)中,2节连杆(4b)推入3节连杆(4c)中。
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