CN104775974A - 一种自升降式液流动力发电驱动装置 - Google Patents
一种自升降式液流动力发电驱动装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及水力发电装置技术领域,属于采用了自升降结构的水力发电设备,具体为一种自升降式液流动力发电驱动装置,由固定轴、旋转轴、升降转轴、叶片组件组成,所述的固定轴为圆柱型结构、沉桩施工于河床上且上端面高出水平面,旋转轴为中空管状结构,与固定轴同轴布置可转动套装在固定轴上;所述的升降转轴套设在旋转轴的外周上,升降转轴与旋转轴能够相互啮合同步转动,且升降转轴能够沿旋转轴的长度方向滑动,所述的叶片组件固定安装在升降转轴上。本发明适用于河流、潮汐流发电装置,固定轴、旋转轴安装在河流内由河床至水平面以上,设置自升降的升降转轴安装叶片组件,能够随水位升降变化自适应,达到自动化水力发电的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水力发电装置技术领域,属于采用了自升降结构的水力发电设备,具体为一种自升降式液流动力发电驱动装置。
背景技术
随着石油、煤炭等常规能源的日益消耗,各种新能源的开发利用显得日益重要。作为新能源的一种,潮流能发电以其不污染环境、不占用土地、不堵塞航道等诸多优势逐渐受到各国政府的重视。我国潮流能发电技术的发展起步较早,通过广大科研人员潜心多年的研究,已经形成了具有自己特色的系列产品。目前潮流能发电装置的基础形式主要为桩柱式和重力式,其中采用重力式基础的潮流能发电装置在维护时,需要动用船机设备将其吊起,且维护时间受海洋天气影响较大,维护综合成本较高。
中国专利201320147153.X,名称为“一种自升降式潮流能发电基础结构”中,所采用的技术方案是:一种自升降式潮流能发电基础结构,该基础结构包括两根沉桩施工于海床面上的钢管桩,钢管桩上设有桩身牛腿,两钢管桩上共同套装固定潮流能发电复合结构,并且该复合结构架于两钢管桩的桩身牛腿上,两根钢管桩顶部经门架梁连成整体,门架梁上安装用于升降潮流能发电复合结构的卷扬机,卷扬机通过吊绳连接潮流能发电复合结构。
上述专利给出了一种自升降的潮流能发电基础结构,但是该技术方案无法解决单一桩基如何实现自升降问题,该问题决定了这种装置尺寸无法做到较大,叶轮尺寸受限,设备高度受到限制(高度太高、发电机自重太大会导致倾覆,设备完全损坏),一套发电装置设置两个桩身牛腿,施工造价大,不利于推广应用。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的固定式水流驱动发电装置适应性差,无法解决涨、落潮水流落差的问题,本发明提供了一种自升降式液流动力发电驱动装置,彻底改变现有的纵轴式风力发电传动系统,解决上述的技术问题。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种自升降式液流动力发电驱动装置,由固定轴、旋转轴、升降转轴、叶片组件组成,所述的固定轴为圆柱型结构、沉桩施工于河床上且上端面高出水平面,旋转轴为中空管状结构,与固定轴同轴布置可转动套装在固定轴上;所述的升降转轴套设在旋转轴的外周上,升降转轴与旋转轴能够相互啮合同步转动,且升降转轴能够沿旋转轴的长度方向滑动,所述的叶片组件固定安装在升降转轴上。
上述的自升降式液流动力发电驱动装置,更进一步,旋转轴的底端近河床位置,上端面高出水平面。
上述的自升降式液流动力发电驱动装置,更进一步,还包括浮力调节块,浮力调节块为中空结构或轻质材料、固定连接在升降转轴的上端面。
上述的自升降式液流动力发电驱动装置,更进一步,所述的旋转轴截面内周为圆形、外周为非圆形形状,升降转轴的截面内周形状与旋转轴截面外周形状相同,从而相配合通过升降转轴带动旋转轴同步转动。
上述的自升降式液流动力发电驱动装置,更进一步,所述的非圆形形状具体为方形、六变形或齿轮形。
上述的自升降式液流动力发电驱动装置,更进一步,所述的叶片组件由开合式叶片组成。
上述的自升降式液流动力发电驱动装置,更进一步,所述的开合式叶片由安装轴、安装板、三个开合叶片、三个叶片旋转轴、限位块组成,安装轴固定在升降转轴上,安装板固定在安装轴上,开合叶片通过叶片旋转轴可转动安装在安装板上,安装板上还设置有限位块。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本专利适用于河流、潮汐流发电装置,固定轴、旋转轴安装在河流内由河床至水平面以上,设置自升降的升降转轴安装叶片组件,能够随水位升降变化自适应,达到自动化水力发电的目的。
(2)本专利的升降转轴与旋转轴套设同步转动,采用非圆形配合的传动结构,优选方形或六边形,能够承载较大扭矩,结构简单实用。
(3)升降转轴上部设置浮力调节装置,随水面高度自适应,带动升降转轴上下运动,同时确保升降转轴的上端面位于水面之下,确保叶轮叶片的最大受力状态。
(4)本专利结构设置巧妙,通过旋转轴带动发电装置,由于旋转轴是相对位置固定,只进行轴向转动的结构,因此和现有的发电机驱动转轴实现无障碍对接,不需改造现有的发电装置结构,易于推广应用。
(5)水流推动力矩较大,能够带动较大功率的发电机组,本专利中使用较大尺寸的升降转轴与旋转轴套,同步转动设置,从而实现水流驱动大功率发电机组的目的。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的俯视整体结构示意图。
图3为旋转轴和叶片组件局部结构示意图。
图4为叶片组件中叶片闭合状态示意图。
图5固定轴和旋转轴结构立体示意图。
图6为实施例3整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例,对本发明作详细描述。
实施例1
如图1所示,本实施例的自升降式液流动力发电驱动装置,由固定轴1、旋转轴2、升降转轴3、叶片组件4组成,所述的固定轴1为圆柱型结构、沉桩施工于河床上,固定轴1的上端面高出水平面,是整体的安装、承重结构;旋转轴2为中空管状结构,与固定轴1同轴布置可转动套装在固定轴1上,旋转轴2与固定轴1之间可以根据需要设置环形轴承,减小转动的阻力,与发电机组连接时,旋转轴2自身转动,作为动力输入轴连接至齿轮箱,旋转轴2的底端近河床位置、上端面高出水平面。
升降转轴3是本专利的核心部件,与旋转轴2类似,升降转轴3也是中空管状结构但是长度较短,升降转轴3套设在旋转轴2的外周上,升降转轴3与旋转轴2能够相互啮合同步转动,升降转轴3能够沿旋转轴2的长度方向滑动,叶片组件4固定安装在升降转轴3上。因此当叶片组件4驱动升降转轴3转动时,通过相互啮合的结构,可以实现升降转轴3带动旋转轴2同步转动。
本实施例如图2、3所示,采用的啮合结构为:旋转轴2截面内周为圆形、外周为正方形,升降转轴3的截面内周形状与旋转轴截面外周形状相同、也是正方形,从而相配合实现同步转动,正方形的结构加工更加简单,同时转动时也能够承受更大的扭矩。
如图1、4所示,浮力调节块5为中空结构或轻质材料制成,固定连接在升降转轴3的上端面,用于为升降转轴3和叶片组件4提供配重从而能够实现浮于水中的目的。
实施例2
作为实施例1的更进一步,旋转轴2与旋转轴2相互配合的非圆形形状还可以采用方形、六边形或齿轮形等,如图6所示,采用的为齿轮形结构。
实施例3
作为实施例1的更进一步,本实施例中采用的叶片组件为开合式叶片,具体由安装轴6、安装板7、三个开合叶片8、三个叶片旋转轴9、限位块10组成,安装轴6固定在升降转轴3上,安装板7可以根据需要设置多个、固定在安装轴6上,开合叶片8通过叶片旋转轴9可转动安装在安装板7上,安装板7上还设置有限位块10。
Claims (7)
1.一种自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:由固定轴、旋转轴、升降转轴、叶片组件组成,所述的固定轴为圆柱型结构、沉桩施工于河床上且上端面高出水平面,旋转轴为中空管状结构,与固定轴同轴布置可转动套装在固定轴上;所述的升降转轴套设在旋转轴的外周上,升降转轴与旋转轴能够相互啮合同步转动,且升降转轴能够沿旋转轴的长度方向滑动,所述的叶片组件固定安装在升降转轴上。
2.根据权利要求1所述的自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:旋转轴的底端近河床位置,上端面高出水平面。
3.根据权利要求1所述的自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:还包括浮力调节块,浮力调节块为中空结构或轻质材料、固定连接在升降转轴的上端面。
4.根据权利要求1所述的自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:所述的旋转轴截面内周为圆形、外周为非圆形形状,升降转轴的截面内周形状与旋转轴截面外周形状相同,从而相配合通过升降转轴带动旋转轴同步转动。
5.根据权利要求4所述的自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:所述的非圆形形状具体为方形、六变形或齿轮形。
6.根据权利要求1所述的自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:所述的叶片组件由开合式叶片组成。
7.根据权利要求6所述的自升降式液流动力发电驱动装置,其特征在于:所述的开合式叶片由安装轴、安装板、三个开合叶片、三个叶片旋转轴、限位块组成,安装轴固定在升降转轴上,安装板固定在安装轴上,开合叶片通过叶片旋转轴可转动安装在安装板上,安装板上还设置有限位块。
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