CN105114265A - 一种用于混合动能发电装置的转子系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动能发电装置的转子系统，包括空心的主传动轴，位于所述主传动轴的底部、在所述主传动轴的内部连接轴套，陀螺转子与所述轴套连接；沿所述主传动轴的外周自上而下分别套装调节轮、鼠笼式框架、齿盘及回转轴承，所述鼠笼式框架由上、下布置的圆盘通过框架串联形成多层转子结构；于所述调节轮的内部设置用于与主传动轴外周配合的滚动轴承；于所述齿盘的外圈还配合锥齿轮；所述回转轴承的内圈与主传动轴的连接法兰连接，所述连接法兰一体连接于主传动轴的外周；利用本发明能满足大功率、低转矩、多齿高模数旋转体，其有效实现了慢速生物步进动能向发电机所需的高速动能转换，能实现千万用户提供优质价廉的电力供应。

Description

一种用于混合动能发电装置的转子系统
技术领域
本发明涉及转子动力设备，尤其涉及一种用于混合动能发电装置的转子系统。
背景技术
随着科学技术的进步和发展，旋转机械从以前的低转速、小功率逐步向高转速、大功率、高精度和自动化方向发展。大型旋转机械是国家基础设施和基础工业中关键的设备之一，对旋转机械的动力特征、可靠性及稳定性也提出了更高的要求，这些现实需要促进了转子动力学的发展。为了防止环境恶化及自然资源的进一步枯竭，可再生的绿色电能越来越受大众认可，而生物能的运用，使未来发电技术必须符合可持续发展原则。
中国CN201020001199.7号发明专利公开了一种杠杆式畜力发电机组、中国CN201120399127.7号发明专利公开了一种畜力发电混合动能发电系统、中国CN201210015343.6号发明专利公开了一种智能化畜力发电混合动能发电系统、中国CN201310747539.9号发明专利公开了一种立体式多层畜力发电站，上述四项专利均公开了以畜力为动能发电系统的基本原理及结构，但是上述已公开的发电系统结构简单，其应用范围始终停留在小功率(5KW内)添补性应急电源技术领域，其针对的目标客户为无电地区和家庭使用，但是应用效果欠佳，上述动能发电系统中动能的产生到转换缺乏科学的可操作性，动能输入大、电能产出少，采用传统畜牧类推磨形式不能发挥应有特效，并且其转子部分采用大齿带小齿的普通增速结构，其无法满足大扭矩、低转速、高齿倍特种增速技术，因此迫切需要设计一种新型转子系统。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种用于混合动能发电装置的转子系统，利用本发明能满足大功率、低转矩、多齿高模数旋转体，其有效实现了慢速生物步进动能向发电机所需的高速动能转换。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于混合动能发电装置的转子系统，包括空心的主传动轴，位于所述主传动轴的底部、在所述主传动轴的内部连接轴套，陀螺转子与所述轴套连接；沿所述主传动轴的外周自上而下分别套装调节轮、鼠笼式框架、齿盘及回转轴承，所述鼠笼式框架由上、下布置的圆盘通过框架串联形成多层转子结构；于所述调节轮的内部设置用于与主传动轴外周配合的滚动轴承；于所述齿盘的外圈还配合锥齿轮；所述回转轴承的内圈与主传动轴的连接法兰连接，所述连接法兰一体连接于主传动轴的外周；所述回转轴承的外圈与回转轴承底座连接，所述回转轴承底座与基架固接，于所述机架的中心处还开有槽。
其进一步技术方案在于：
于所述鼠笼式框架的圆盘外圈处还均布用于连接传力臂系统的力臂杆连接基座，在所述力臂杆连接基座上还设置减震弹簧；
于所述主传动轴伸出调节轮的一端还连接辅助动能系统，所述辅助动能系统包括垂直轴风力叶轮组件，由垂直轴风力叶轮组件转动以向主传动轴提供动能；
沿所述调节轮的外周均布调节杆接头，调节杆的一端与所述调节杆接头连接，所述调节杆的另一端连接调节螺帽。
于所述回转轴承底座与基架的连接处还设置钢筋；
所述陀螺转子为半圆球形；
所述槽为圆槽，所述圆槽的槽口直径大于陀螺转子的外径。
本发明的有益效果如下：
(一)本发明采用主传动轴垂直走向，在主传动轴上设置调节轮、回转轴承使主传动轴的动平衡、静平衡得到严格规范，主传动轴启动扭力小、惯性力矩大、动态响应好，利用主动轴底部连接的半球状形陀螺转子结构，陀螺转子结构旋转越块稳定性越好，当回转轴承或主传动轴受摩擦损耗，通过在基架中心部位设置槽，使陀螺转子能在该槽能平稳持续性工作，调节螺帽用于调节调节杆的长度，由此保证主传动轴始终保持垂直。调节杆的布置用于调节主传动轴的垂直度，保证了整个转子系统的垂直度。
(二)鼠笼式框架采用上、下圆盘通过框架连接形成串联式多层转子结构(本发明采用双层转子结构)，其适用于力臂短、土地可利用空间小的环境中，充分利用高度空间，达到最佳动力传递和轻量化的安全运行，通过将鼠笼式框架与主传动轴结合为一体，使整个系统的质心位置保持不变，同时在传力臂系统中采用连接杆、支撑架连接，使各传力臂保持多动能情况下高同步度。
(三)本发明具有动力大、扭力大的优点，利用齿盘及锥齿轮将旋转体集合的动能通过增速系统输出，从而实现了增速系统与转子系统的耦合同步运行。本发明采用垂直轴风力叶轮组件，由此增加了旋转力矩和动能，根据役畜徒步速度为0.8～1.1m/s，本发明布置于较为广阔的区域建站，广阔区域的风俗均可超过1级以上，其对本发明整体系统起辅助动能作用，减小了役畜的使用数量，减轻了役畜的体力，确保了全系统旋转方向的一致性，大大提高了动能的产生和输入输出功效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1在A处的放大结构示意图。
图3为图1在B处的放大结构示意图。
图4为图1在C处的放大结构示意图。
图5为图1在D处的放大结构示意图。
其中：1、垂直轴风力叶轮组件；2、滚动轴承；3、调节轮；301、调节杆302、调节螺帽；303、调节杆接头；4、主传动轴；5、力臂杆连接基座；6、减震弹簧；7、鼠笼式框架；8、齿盘；9、锥齿轮；10、回转轴承；11、回转轴承底座；12、钢筋；13、陀螺转子；14、基架；15、槽；16、轴套；17、连接法兰。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1至图5所示，一种用于混合动能发电装置的转子系统包括空心的主传动轴4，位于主传动轴4的底部、在主传动轴4的内部连接轴套16，半圆球形的陀螺转子13与轴套16连接；沿主传动轴4的外周自上而下分别套装调节轮3、鼠笼式框架7、齿盘8及回转轴承10，鼠笼式框架7由上、下布置的圆盘通过框架串联形成多层转子结构；于调节轮3的内部设置用于与主传动轴4外周配合的滚动轴承2；如图1、图2所示，沿调节轮3的外周均布调节杆接头303，调节杆301的一端与调节杆接头303连接，调节杆301的另一端连接调节螺帽302。调节螺帽302用于调节调节杆301的长度，由此保证主传动轴4始终保持垂直。调节轮3是用于固定滚动轴承2的固定机构，调节杆301的布置用于调节主传动轴4的垂直度，保证了整个转子系统的垂直度。于齿盘8的外圈还配合锥齿轮9。回转轴承10的内圈与主传动轴4的连接法兰17连接，连接法兰17一体连接于主传动轴4的外周；回转轴承10的外圈与回转轴承底座11连接，回转轴承底座11与基架14固接，于机架23的中心处还开有槽15。槽15设为圆槽，圆槽的槽口直径大于陀螺转子13的外径。若回转轴承10在长期使用受摩擦损耗后，主传动轴4上的陀螺转子13落入槽15内，从而保证主传动轴4的垂直度，从而不影响本发明整个系统的工作。在回转轴承10未损耗时，陀螺转子13与槽15之间不接触。于上述鼠笼式框架7的圆盘外圈处还均布用于连接传力臂系统的力臂杆连接基座5，在力臂杆连接基座5上还设置减震弹簧6。于上述回转轴承底座11与基架14的连接处还设置钢筋12。
如图1所示，于主传动轴4伸出调节轮3的一端还连接辅助动能系统，辅助动能系统包括垂直轴风力叶轮组件1，由垂直轴风力叶轮组件1转动以向主传动轴4提供动能。
本发明的具体工作过程如下：
如图1至图5所示，生物动能通过传力臂系统、鼠笼式框架7向主传动轴4提供旋转力矩，垂直轴风力叶轮组件1提供风能，大大节省了生物动能的发力，旋转力矩传递至锥齿轮9，由于锥齿轮9与增速系统中的从动锥齿轮互为啮合，由增速系统传递动力并通过联轴器传递至发电机，利用增速系统分配合适的速比至发电机，使发电机的电能输出稳定，发电机由控制柜控制电流、电压。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (7)

1.一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：包括空心的主传动轴(4)，位于所述主传动轴(4)的底部、在所述主传动轴(4)的内部连接轴套(16)，陀螺转子(13)与所述轴套(16)连接；沿所述主传动轴(4)的外周自上而下分别套装调节轮(3)、鼠笼式框架(7)、齿盘(8)及回转轴承(10)，所述鼠笼式框架(7)由上、下布置的圆盘通过框架串联形成多层转子结构；于所述调节轮(3)的内部设置用于与主传动轴(4)外周配合的滚动轴承(2)；于所述齿盘(8)的外圈配合锥齿轮(9)；所述回转轴承(10)的内圈与主传动轴(4)的连接法兰(17)连接，所述连接法兰(17)一体连接于主传动轴(4)的外周；所述回转轴承(10)的外圈与回转轴承底座(11)连接，所述回转轴承底座(11)与基架(14)固接，于所述机架(23)的中心处还开有槽(15)。
2.如权利要求1所述的一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：于所述鼠笼式框架(7)的圆盘外圈处还均布用于连接传力臂系统的力臂杆连接基座(5)，在所述力臂杆连接基座(5)上还设置减震弹簧(6)。
3.如权利要求1所述的一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：于所述主传动轴(4)伸出调节轮(3)的一端还连接辅助动能系统，所述辅助动能系统包括垂直轴风力叶轮组件(1)，由垂直轴风力叶轮组件(1)转动以向主传动轴(4)提供动能。
4.如权利要求1所述的一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：沿所述调节轮(3)的外周均布调节杆接头(303)，调节杆(301)的一端与所述调节杆接头(303)连接，所述调节杆(301)的另一端连接调节螺帽(302)。
5.如权利要求1所述的一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：于所述回转轴承底座(11)与基架(14)的连接处还设置钢筋(12)。
6.如权利要求1所述的一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：所述陀螺转子(13)为半圆球形。
7.如权利要求1所述的一种用于混合动能发电装置的转子系统，其特征在于：所述槽(15)为圆槽，所述圆槽的槽口直径大于陀螺转子(13)的外径。
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