CN105888924A - 一种海流能发电机组的轮毂结构 - Google Patents

一种海流能发电机组的轮毂结构 Download PDF

Info

Publication number
CN105888924A
CN105888924A CN201610444554.XA CN201610444554A CN105888924A CN 105888924 A CN105888924 A CN 105888924A CN 201610444554 A CN201610444554 A CN 201610444554A CN 105888924 A CN105888924 A CN 105888924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting shaft
blade
energy
intermediate connector
hub structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610444554.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105888924B (zh
Inventor
刘宏伟
杨金鹏
李伟
林勇刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201610444554.XA priority Critical patent/CN105888924B/zh
Publication of CN105888924A publication Critical patent/CN105888924A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105888924B publication Critical patent/CN105888924B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明涉及海流能发电领域，具体公开了一种海流能发电机组的轮毂结构。该海流能发电机组的轮毂结构，包括至少两个叶片、与叶片一一对应的连接轴和壳体，叶片与连接轴的一端固定连接，所述的壳体上连接有整流罩，所述的海流能发电机组的轮毂结构还包括桨距角调节机构；所述的桨距角调节机构包括大锥齿轮、驱动装置和小锥齿轮一；所述的大锥齿轮的数量和叶片相同且一一对应，大锥齿轮分别与对应的连接轴伸入壳体的部分连接；所述的小锥齿轮一与所有的大锥齿轮分别啮合，小锥齿轮一设有齿轮轴一，齿轮轴一与驱动装置连接。本发明一种海流能发电机组的轮毂结构实现了桨距角的调节，且能准确测量出桨距角的调节角度，实现精确控制。

Description

一种海流能发电机组的轮毂结构
技术领域
本发明涉及海流能发电领域，具体涉及一种海流能发电机组的轮毂结构。
背景技术
海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。相对于石油、煤炭等化石能源，海流能具有清洁、可再生等优点，在化石能源日益贫乏的今天，海流能作为一种清洁能源越来越多的得到各国的重视。
在海流能发电机组研发设计实践的过程中，机组轮毂结构的设计十分重要。海水的环境比较恶劣，严格的密封要求机组要做的尽可能的小。机组水下运行时，为了使叶轮捕获的功率最大，往往要通过改变叶片的桨距角追踪最佳的叶尖速比。而改变桨距角的结构也必须安装在轮毂中，而这为轮毂的设计提出了更高的要求
由于国际上对海流能发电机的变桨距角的研究起步较晚，所以在这方面的研究还比较少，现有的一种桨距角调节装置是通过液压杆带动推杆直线运动，推杆上设置有齿条，相应的叶片的连接轴设置有齿轮，通过齿轮齿条传动实现变桨距角；这种结构能很好的实现变桨距角，但齿轮齿条传动的传动效率低下，相同情况下需要液压缸输入更多的动力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种海流能发电机组的轮毂结构，该轮毂结构不仅能实现桨距角的有效调节，还能对桨距角调节进行精确地测量，为桨距角调节装置的控制提供可靠的信息支持，调节更精确可靠。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种海流能发电机组的轮毂结构，包括至少两个叶片、和叶片一一对应的连接轴和壳体，叶片与连接轴固定连接，所述的壳体上连接有整流罩，所述的海流能发电机组的轮毂结构还包括桨距角调节机构；所述的桨距角调节机构包括大锥齿轮、驱动装置和小锥齿轮一；所述的大锥齿轮的数量和叶片相同且一一对应；所述的大锥齿轮分别与对应的连接轴伸入壳体的部分固定连接；所述的小锥齿轮一与所有的大锥齿轮分别啮合，小锥齿轮一设有齿轮轴一，小锥齿轮一与齿轮轴一为一体式结构，齿轮轴一与驱动装置连接。
通过驱动装置驱动小锥齿轮一转动，小锥齿轮一分别与所有大锥齿轮啮合，可带动大锥齿轮转动，而大锥齿轮通过连接轴分别和叶片连接，叶片也会随之转动，从而实现桨距角的调节。
作为优选，所述的海流能发电机组的轮毂结构包括变桨距角测量机构，所述的变桨距角测量机构包括小锥齿轮二，小锥齿轮二与至少一个大锥齿轮啮合；小锥齿轮二设有齿轮轴二，所述的齿轮轴二伸出壳体；小锥齿轮二与至少一个大锥齿轮啮合，桨距角调整时，小锥齿轮二也会相应的转动，通过伸出壳体的齿轮轴二的转动角度即可测算出桨距角的改变度数，该机构还能对桨距角的调整程度进行放大，提高测量精度。
作为优选，所述的叶片数量为2，所述的壳体内设有中间连接体，中间连接体为一端设有凹槽的圆柱体，中间连接体的另一端设有螺纹孔；所述的中间连接体位于两个大锥齿轮之间。所述的连接轴包括连接轴一和连接轴二，所述的连接轴一远离叶片的一端设有螺纹，连接轴一与中间连接体之间螺纹连接；所述的连接轴二远离叶片的一端伸入中间连接体的凹槽内，连接轴二和中间连接体之间设有滚珠；中间连接体的设置，能将连接轴一和连接轴二直接连接成一体，减小轴承上受到的载荷，同时能实现两轴之间的相互转动。
作为优选，所述的叶片数量至少为3，所述的壳体内设有中间连接体，所述的中间连接体包括若干一端设有凹槽的圆柱体，所述圆柱体的另一端连接在一起，圆柱体数量与叶片数量相同。所述的连接轴远离叶片的一端伸入中间连接体的凹槽内，连接轴和中间连接体之间设有滚珠；中间连接体的设置，能将连接轴一和连接轴二直接连接成一体，减小轴承上受到的载荷，同时能实现两轴之间的相互转动，叶片设置为3个或3个以上，能更好的捕获海流能，提高捕获能量的效率；且能避免当海流方向与两叶片所在直线的方向平行时，出现无法捕获海流能的情况。
作为优选，所述的壳体内设有液压油通道，所述的驱动装置为液压马达，所述的驱动装置通过液压管与液压油通道连接；液压油通道设置在零件内部，可以省去复杂的油路管道，减少油路管道缠绕等问题。
作为优选，所述的连接轴和壳体之间设有密封圈；所述的整流罩和壳体之间设有密封垫片；密封片的设置确保壳体内密封，防止海水进入壳体，延长整个结构的使用寿命。
附图说明
图1为本发明第一实施例一种海流能发电机组的轮毂结构的结构示意图；
图2为本发明第一实施例一种海流能发电机组的轮毂结构的中间连接体的结构示意图；
图3为本发明第二实施例一种海流能发电机组的轮毂结构的中间连接体的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
如图1所示的一种海流能发电机组的轮毂结构，一种海流能发电机组的轮毂结构，包括至少两个叶片1、与叶片一一对应的连接轴2和壳体3，叶片1与连接轴2固定连接，所述的壳体3上连接有整流罩9，所述的海流能发电机组的轮毂结构还包括桨距角调节机构；所述的桨距角调节机构包括大锥齿轮4、驱动装置7和小锥齿轮一8；所述的大锥齿轮4的数量和叶片相同且一一对应；所述的大锥齿轮4分别与对应的连接轴2伸入壳体3的部分固定连接；所述的小锥齿轮一8与所有的大锥齿轮4分别啮合，小锥齿轮一8设有齿轮轴一，小锥齿轮一8与齿轮轴一为一体式结构，齿轮轴一与驱动装置7连接。驱动装置7驱动小锥齿轮一8转动，小锥齿轮一8分别与所有大锥齿轮4啮合，可带动大锥齿轮4转动，而大锥齿轮4通过连接轴2分别和叶片1连接，叶片1也会随之转动，从而实现桨距角的调节。
作为优选，所述的海流能发电机组的轮毂结构包括变桨距角测量机构，所述的变桨距角测量机构包括小锥齿轮二6，小锥齿轮二6与至少一个大锥齿轮4啮合；小锥齿轮二6设有齿轮轴二，小锥齿轮二6与齿轮轴二为一体式结构，所述的齿轮轴二伸出壳体3；小锥齿轮二6与至少一个大锥齿轮4啮合，在工作时小锥齿轮一8、大锥齿轮4和小锥齿轮二6联动，当叶片1转动时，小锥齿轮二6也会相应的转动，通过伸处壳体3的齿轮轴二的转动角度即可测算出桨距角的改变度数，由于在该机构中是大齿轮带动小齿轮转动，小锥齿轮转动的角度大于大锥齿轮4，所以该机构还能对桨距角的调整角度进行放大，提高测量精度。
作为优选，所述的叶片1数量为2，所述的壳体3内设有中间连接体5，如图2所示，中间连接体5为一端设有凹槽的圆柱体，中间连接体5的另一端设有螺纹孔；所述的中间连接体5位于两个大锥齿轮4之间。所述的连接轴2包括连接轴一和连接轴二，所述的连接轴一远离叶片1的一端设有螺纹，连接轴一与中间连接体5之间螺纹连接；所述的连接轴二远离叶片1的一端伸入中间连接体5的凹槽内，连接轴二和中间连接体5之间设有滚珠；机组在运行过程中，水流对叶片1的冲击会对叶片1根部产生一个相当大的载荷，这对普通的轴承来说是难已承受的，中间连接体5的设置，能将连接轴2一和连接轴2二直接连接成一体，减小轴承上受到的载荷，同时能实现两轴之间的相互转动。
作为优选，所述的壳体3内设有液压油通道，所述的驱动装置7为液压马达，所述的驱动装置7通过液压管10与液压油通道连接；液压油通道设置在零件内部，可以省去复杂的油路管道，减少油路管道缠绕等问题。
作为优选，所述的连接轴2和壳体3之间设有密封圈；所述的整流罩9和壳体3之间设有密封垫片；密封片的设置确保壳体3内密封，防止海水进入壳体3，延长整个结构的使用寿命。
在工作时，当海水流速达到启动速度后，叶片1开始在海流的作用下转动，海流能发电机开始工作，此时的桨距角可以很小；当海流速度增大时，为了获得最佳的叶尖速比，以达到更高的能量转换效率，桨距角调节机构开始工作，液压油通过壳体3内的液压油通道到达液压马达，液压马达转动；液压马达带动与其连接的小锥齿轮一8转动，小锥齿轮一8分别与两个大锥齿轮4啮合，大锥齿轮4随之转动，大锥齿轮4和叶片1同时与连接轴一和连接轴二分别连接，叶片1的桨距角在整个桨距角调节机构的作用下开始增大，直到达到最佳值附近，液压马达停止转动，整个桨距角调节过程完成；与两个大锥齿轮4啮合的小锥齿轮二6上的齿轮轴二伸出壳体3，这样叶片1的转动会传递到壳体3之外，通过测量齿轮轴二的转动角度即可计算出桨距角的变化角度。
实施例二
如实施例所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，所述的叶片1至少为3，所述的壳体3内设有中间连接体5，如图3所示，所述的中间连接体5包括若干一端设有凹槽的圆柱体，所述圆柱体的另一端连接在一起，圆柱体数量与叶片1数量相同。所述的连接轴2远离叶片1的一端伸入中间连接体5的凹槽内，连接轴2和中间连接体5之间设有滚珠；中间连接体5的设置，能将连接轴2一和连接轴2二直接连接成一体，减小轴承上受到的载荷，同时能实现两轴之间的相互转动，叶片1设置为3个或3个以上，能更好的捕获海流能，提高捕获能量的效率；且能避免当海流方向与两叶片1所在直线的方向平行时，出现无法捕获海流能的情况。
上述一种海流能发电机组的轮毂结构实现了桨距角的调节，且能准确测量出桨距角的调节角度，实现精确控制。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海流能发电机组的轮毂结构，包括至少两个叶片（1）、与叶片一一对应的连接轴（2）和壳体（3），叶片（1）与连接轴（2）的一端固定连接，所述的壳体（3）上连接有整流罩（9），其特征在于：所述的海流能发电机组的轮毂结构还包括桨距角调节机构；所述的桨距角调节机构包括大锥齿轮（4）、驱动装置（7）和小锥齿轮一（8）；所述的大锥齿轮（4）的数量和叶片（1）相同并且一一对应；所述的大锥齿轮（4）分别与对应的连接轴（2）伸入壳体（3）的部分固定连接；所述的小锥齿轮一（8）与所有的大锥齿轮（4）分别啮合，小锥齿轮一（8）设有齿轮轴一，齿轮轴一与驱动装置（7）连接。
2.根据权利要求1所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：还包括变桨距角测量机构，所述的变桨距角测量机构包括小锥齿轮二（6），小锥齿轮二（6）与至少一个大锥齿轮（4）啮合；小锥齿轮二（6）设有齿轮轴二，所述的齿轮轴二伸出壳体（3）。
3.根据权利要求1或2所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：所述的叶片（1）数量为2，所述的壳体（3）内设有中间连接体（5），中间连接体（5）为一端设有凹槽的圆柱体，中间连接体（5）的另一端设有螺纹孔；所述的中间连接体（5）位于两个大锥齿轮（4）之间。
4.根据权利要求3所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：所述的连接轴（2）包括连接轴一和连接轴二，所述的连接轴一远离叶片（1）的一端设有螺纹，连接轴一与中间连接体（5）之间螺纹连接；所述的连接轴二远离叶片（1）的一端伸入中间连接体（5）的凹槽内，连接轴二和中间连接体（5）之间设有滚珠。
5.根据权利要求1或2所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：所述的叶片（1）数量至少为3，所述的壳体（3）内设有中间连接体（5），所述的中间连接体（5）包括若干一端设有凹槽的圆柱体，所述圆柱体的另一端连接在一起，圆柱体数量与叶片（1）数量相同。
6.根据权利要求5所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：所述的连接轴（2）远离叶片（1）的一端伸入中间连接体（5）的凹槽内，连接轴（2）和中间连接体（5）之间设有滚珠。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：所述的壳体（3）壳壁内设有液压油通道，所述的驱动装置（7）为液压马达，所述的驱动装置（7）通过液压管（10）与液压油通道连接。
8.根据权利要求5所述的一种海流能发电机组的轮毂结构，其特征在于：所述的连接轴（2）和壳体（3）之间设有密封圈；所述的整流罩（9）和壳体（3）之间设有密封垫片。
CN201610444554.XA 2016-06-21 2016-06-21 一种海流能发电机组的轮毂结构 Active CN105888924B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610444554.XA CN105888924B (zh) 2016-06-21 2016-06-21 一种海流能发电机组的轮毂结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610444554.XA CN105888924B (zh) 2016-06-21 2016-06-21 一种海流能发电机组的轮毂结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105888924A true CN105888924A (zh) 2016-08-24
CN105888924B CN105888924B (zh) 2018-12-07

Family

ID=56731213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610444554.XA Active CN105888924B (zh) 2016-06-21 2016-06-21 一种海流能发电机组的轮毂结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105888924B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111237113A (zh) * 2020-01-08 2020-06-05 浙江大学 一种海流能发电机组变桨距机构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB496824A (en) * 1937-07-27 1938-12-07 Genji Asakura Improvements in propeller pitch changing devices
GB679004A (en) * 1950-01-16 1952-09-10 Stork Koninklijke Maschf Improvements in or relating to blade-or vane-adjusting devices for impellers or propellers
US2870848A (en) * 1954-04-13 1959-01-27 Liaaen Nils Johannes Pitch adjusting gear for controllable pitch propellers
CN101520016A (zh) * 2009-03-30 2009-09-02 浙江大学 一种潮流发电机组的变桨毂
CN102392775A (zh) * 2011-09-14 2012-03-28 浙江大学 一种水平轴海流能发电装置的变桨距机构
US20120243991A1 (en) * 2010-07-20 2012-09-27 Kyung Soo Han Infinitely variable motion control (ivmc) for generators, transmissions and pumps/compressors
CN103397980A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 中国海洋石油总公司 潮流能发电水轮机的变桨距机构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB496824A (en) * 1937-07-27 1938-12-07 Genji Asakura Improvements in propeller pitch changing devices
GB679004A (en) * 1950-01-16 1952-09-10 Stork Koninklijke Maschf Improvements in or relating to blade-or vane-adjusting devices for impellers or propellers
US2870848A (en) * 1954-04-13 1959-01-27 Liaaen Nils Johannes Pitch adjusting gear for controllable pitch propellers
CN101520016A (zh) * 2009-03-30 2009-09-02 浙江大学 一种潮流发电机组的变桨毂
US20120243991A1 (en) * 2010-07-20 2012-09-27 Kyung Soo Han Infinitely variable motion control (ivmc) for generators, transmissions and pumps/compressors
CN102392775A (zh) * 2011-09-14 2012-03-28 浙江大学 一种水平轴海流能发电装置的变桨距机构
CN103397980A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 中国海洋石油总公司 潮流能发电水轮机的变桨距机构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111237113A (zh) * 2020-01-08 2020-06-05 浙江大学 一种海流能发电机组变桨距机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN105888924B (zh) 2018-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7986054B2 (en) Magnus force fluid flow energy harvester
CN101520016B (zh) 一种潮流发电机组的变桨毂
KR101080323B1 (ko) 수직축 풍력 발전기용 회전 블레이드의 방향 조절장치 및 이를 이용한 회전력 발생장치
US20100290908A1 (en) A blade pitch control mechanism
CN102869881A (zh) 再生能量型发电装置
US8492921B2 (en) Rotary magnus energy harvester
US20100187829A1 (en) Fluid flow energy harvester
CN103470437B (zh) 一种流体能量收集转换装置和能量传递输出装置及发电设备
CN103397980A (zh) 潮流能发电水轮机的变桨距机构
AU2007344495A1 (en) Rotatable energy generation unit for generating electric energy from a water flow
CN109098917A (zh) 一种海洋能发电装置
JP2016500417A (ja) ガイドされるか又は制限されていない水流のエネルギーを利用するための水力発電プラント
CN101571093A (zh) 离心式水轮机
CN113217264B (zh) 一种塔筒尾涡能量捕获装置
CN105888924A (zh) 一种海流能发电机组的轮毂结构
CN105065192A (zh) 一种水轮机叶片变桨无线控制系统
JP2010223207A (ja) 垂直型反動風車発電機
CN201650590U (zh) 风力发电机联动变桨结构
CN205977529U (zh) 一种仿生鱼形发电装置
CN103043199A (zh) 轮缘式差动端面齿调距推进装置
CN205315201U (zh) 一种新型潮流能水轮机
CN203532154U (zh) 流体能量收集转换装置和能量传递输出装置及发电设备
CN105626349A (zh) 襟翼型垂直轴水轮机
KR20120099893A (ko) 수직축 터빈 시스템의 토크 증대 장치
CN204253266U (zh) 一种桩基立轴集成半直驱式潮流发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant