CN107664086A - 双向的灯泡贯流式水轮机 - Google Patents

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Abstract

双向的灯泡贯流式水轮机，转筒的右边有一对右离合器，左边有一对左离合器，两边靠外的一半离合器可绕主轴转动，两边靠内的一半离合器在转筒两端面，离合器可绕主轴转动；转筒的外圆绕轴线均布有螺旋叶片，转筒能绕主轴转动，能在主轴上来回滑动；轴承座的左端面有左传动机构，有离合器及行星轮系，中间有一个齿轮与主轴连接在一起并能同向旋转，为太阳轮；外圈有一个内齿轮与右离合器连接在一起并可同向旋转，为齿圈；太阳轮与齿圈之间的齿轮，为行星轮；本行星轮系的特点是，齿圈能转动，太阳轮能转动，行星轮及轮架不能环绕转动；而灯泡体的右端面也有一个行星轮系，不同的是在太阳轮与齿圈之间增加了一个惰轮，达到改变转动方向的作用。

Description

双向的灯泡贯流式水轮机
技术领域
本发明涉及贯流式水轮机，尤其是“双向的灯泡贯流式水轮机”，属于流体机械，主要用潮汐发电。
背景技术
中国专利申请号：201010255892.1，“一种利用潮汐能的双向发电装置”，还包括滑动装置、水流滑动板、水轮机轴和水轮，齿轮箱包括箱体、正向齿轮装置、反向齿轮装置和水轮机齿轮，正向齿轮装置和反向齿轮装置均用变速器输入轴与变速装置相连接，水轮机齿轮用水轮机轴与水轮相连接，发电机输入轴、变速器输入轴和水轮机轴相平行，水流滑动板用滑动装置与水轮机齿轮相连接，水流滑动板位于箱体的下方。本专利申请巧妙的使用了水流滑动换向，实现双个方向的水流都能使发电机保持同一个方向旋转，但是增加了一个滑动板的换向机构，使结构复杂了。中国专利申请号：200610057125.3 ，“可双向发电的对旋贯流式水轮机”，它含有两套沿水轮机中轴反向安装的转轮，所述两个转轮装有相同叶片数的S型叶片。本专利申请巧妙的使用了两个旋转方向相反的转轮，无需装配导叶，要安装S型叶片，但是总有一个转轮与主轴的旋转方向相反，会消耗掉一部分能量。
发明内容
为了完善贯流式水轮机系列，本发明力图提供一种双向的灯泡贯流式水轮机，水分别从正反两个方向流入都能获得同样的发电效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双向的灯泡贯流式水轮机，外壳内有灯泡体，灯泡体就是发电机部分，尾部伸出一个主轴，其它部位是密封的，主轴的另一端连接在轴承座，轴承座的外部与支撑连接，灯泡体的外部与支撑连接，支撑与外壳连接；转筒的右边有一对右离合器，左边有一对左离合器，两边靠外的一半离合器可绕主轴转动，两边靠内的一半离合器在转筒两端面，离合器可绕主轴转动；转筒的外圆绕轴线均布有螺旋叶片，转筒中间有与主轴配合的圆孔，转筒能绕主轴转动，能在主轴上来回滑动；只有一个转筒，螺旋叶片均布在转筒的圆周，螺旋叶片的数量大于1个，螺旋叶片以转筒的轴线为中心圆周均布，螺旋叶片绕转筒的轴线螺旋上升；转筒的叶片设置在灯泡体与外壳之间的环形面积内，环形面积设置为外壳长度内的最小过流截面，转筒的外径与灯泡体的外径相等，转筒的外径上面有螺旋叶片；轴承座的左端面有左传动机构，有离合器及行星轮系，中间有一个齿轮与主轴连接在一起并能同向旋转，为太阳轮；外圈有一个内齿轮与右离合器连接在一起并可同向旋转，为齿圈；太阳轮与齿圈之间的齿轮，为行星轮；本行星轮系的特点是，齿圈能转动，太阳轮能转动，行星轮及轮架不能环绕转动；而灯泡体的右端面也有一个行星轮系，不同的是在太阳轮与齿圈之间增加了一个惰轮，达到改变转动方向的作用。
双向的灯泡贯流式水轮机，工作方法是，第一种流水方向，当外壳内的水从左边向右边流动时，作用在螺旋叶片上轴向分力推动转筒，沿主轴向右边滑动，使得转筒右边的离合器啮合，同时流水在螺旋叶片上切向分力推动转筒旋转，旋转的转筒通过离合器带动齿圈转动，齿圈带动行星轮，行星轮带动太阳轮，主轴开始转动；第二种流水方向，当外壳内的水从右边向左边流动时，作用在螺旋叶片上轴向分力推动转筒，沿主轴向左边滑动，使得转筒左边的离合器啮合；同时流水在螺旋叶片上切向分力推动转筒旋转，不同的是转筒的转向与第一种流水方向相反，而左边的行星轮系在惰轮的作用下，使得主轴的转向与第一种流水方向相相同；转筒的叶片设置在灯泡体与外壳之间的环形面积内，环形面积设置为小于外壳的最小截面面积，同样的外壳流量，这个部位水流最快，而这个部位螺旋叶片的外径较大，当水的推力作用在螺旋叶片上时，获得的力矩也较大。
本发明的有益效果是，双向的灯泡贯流式水轮机的进水管和出水管都不拐弯，形状简单，过流通道的水力损失减少，进出水流道没有急转弯，能获得较好的水力性能，适合综合开发利用潮汐的低水头水力资源。采用了行星齿轮系，其传动的主要特点是体积小，承载能力大，工作平稳。提高了传动比，低转速的发电机体积大价格高，转速提高发电机的体积可缩小，对水库有限的空间能提高装机台数，降低制造成本。转筒上连接了离合器，能根据水流方向自动换档，无论水流是从那个方向运动，发电机的主轴总沿在同一方向转动。
附图说明
图1双向的灯泡贯流式水轮机示意图。
图2转筒的示意图。
图3除去转筒后右传动机构示意图。
图4除去转筒后左传动机构示意图。
在图中，1.转筒、2.螺旋叶片、3.右离合器、4.左离合器、5.灯泡体、6.轴承座、7.支撑、8.外壳。
具体实施方式
在图中，双向的灯泡贯流式水轮机，外壳8内有灯泡体5，灯泡体5就是发电机部分，尾部伸出一个主轴，其它部位是密封的，主轴的另一端连接在轴承座6，轴承座6的外部与支撑7连接，灯泡体5的外部与支撑7连接，支撑7与外壳8连接；转筒1的右边有一对右离合器3，左边有一对左离合器4，两边靠外的一半离合器可绕主轴转动，两边靠内的一半离合器在转筒1两端面，离合器可绕主轴转动；转筒1的外圆绕轴线均布有螺旋叶片2，转筒1中间有与主轴配合的圆孔，转筒1能绕主轴转动，能在主轴上来回滑动；螺旋叶片2均布在转筒1的圆周，螺旋叶片2的数量大于1个，螺旋叶片2以转筒1的轴线为中心圆周均布，螺旋叶片2绕转筒1的轴线螺旋上升；转筒的叶片设置在灯泡体5与外壳8之间的环形面积内，环形面积设置为外壳8长度内的最小过流截面，转筒1的外径与灯泡体5的外径相等，转筒1的外径上面有螺旋叶片2；轴承座6的左端面有左传动机构，有离合器及行星轮系，中间有一个齿轮与主轴连接在一起并能同向旋转，为太阳轮；外圈有一个内齿轮与右离合器3连接在一起并可同向旋转，为齿圈；太阳轮与齿圈之间的齿轮，为行星轮；本行星轮系的特点是，齿圈能转动，太阳轮能转动，行星轮及轮架不能环绕转动；而灯泡体5的右端面也有一个行星轮系，不同的是在太阳轮与齿圈之间增加了一个惰轮，达到改变转动方向的作用。
双向的灯泡贯流式水轮机，工作方法是，第一种流水方向，当外壳8内的水从左边向右边流动时，作用在螺旋叶片2上轴向分力推动转筒1，沿主轴向右边滑动，使得转筒1右边的离合器啮合，同时流水在螺旋叶片2上切向分力推动转筒1旋转，旋转的转筒1通过离合器带动齿圈转动，齿圈带动行星轮，行星轮带动太阳轮，主轴开始转动；第二种流水方向，当外壳8内的水从右边向左边流动时，作用在螺旋叶片2上轴向分力推动转筒1，沿主轴向左边滑动，使得转筒1左边的离合器啮合；同时流水在螺旋叶片2上切向分力推动转筒1旋转，不同的是转筒1的转向与第一种流水方向相反，而左边的行星轮系在惰轮的作用下，使得主轴的转向与第一种流水方向相相同；转筒的叶片设置在灯泡体5与外壳8之间的环形面积内，环形面积设置为小于外壳8的最小截面面积，同样的外壳8流量，这个部位水流最快，而这个部位螺旋叶片2的外径较大，当水的推力作用在螺旋叶片2上时，获得的力矩也较大。另外，为了图能看清楚传动结构，离合器外面的保护套图中没有给出。本例中用的是牙嵌离合器，牙嵌式离合器由两个端面上有牙的半离合器组成，也可采用其它离合器。

Claims (3)

1.双向的灯泡贯流式水轮机，有转轮，其特征是：外壳内有灯泡体，尾部伸出一个主轴，其它部位是密封的，主轴的另一端连接在轴承座，轴承座的外部与支撑连接，灯泡体的外部与支撑连接，支撑与外壳连接；转筒的右边有一对右离合器，左边有一对左离合器，两边靠外的一半离合器可绕主轴转动，两边靠内的一半离合器在转筒两端面，离合器可绕主轴转动；转筒的外圆绕轴线均布有螺旋叶片，转筒中间有与主轴配合的圆孔，转筒能绕主轴转动，能在主轴上来回滑动；
螺旋叶片均布在转筒的圆周，只有一个转筒。
2.根据权利要求所述的双向的灯泡贯流式水轮机，其特征是：轴承座的左端面有左传动机构，有离合器及行星轮系，中间有一个齿轮与主轴连接在一起并能同向旋转，为太阳轮；外圈有一个内齿轮与右离合器连接在一起并可同向旋转，为齿圈；太阳轮与齿圈之间的齿轮，为行星轮；本行星轮系的特点是，齿圈能转动，太阳轮能转动，行星轮及轮架不能环绕转动；而灯泡体的右端面也有一个行星轮系，不同的是在太阳轮与齿圈之间增加了一个惰轮，达到改变转动方向的作用。
3.双向的灯泡贯流式水轮机，工作方法是，其特征是：第一种流水方向，当外壳内的水从左边向右边流动时，作用在螺旋叶片上轴向分力推动转筒，沿主轴向右边滑动，使得转筒右边的离合器啮合，同时流水在螺旋叶片上切向分力推动转筒旋转，旋转的转筒通过离合器带动齿圈转动，齿圈带动行星轮，行星轮带动太阳轮，主轴开始转动；第二种流水方向，当外壳内的水从右边向左边流动时，作用在螺旋叶片上轴向分力推动转筒，沿主轴向左边滑动，使得转筒左边的离合器啮合；同时流水在螺旋叶片上切向分力推动转筒旋转，不同的是转筒的转向与第一种流水方向相反，而左边的行星轮系在惰轮的作用下，使得主轴的转向与第一种流水方向相相同。
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Applicant after: Tangshan Iron & Steel (Group) Co., Ltd.

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Applicant before: Xu Changyi

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