CN109340028A - 一种传动比可变式水轮机 - Google Patents

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胡杰敏
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Abstract

本发明涉及水轮机发电技术领域，公开了一种传动比可变式水轮机，包括第一转动框，所述第一转动框右侧固定连接固定座，固定座固定连接第二转动框，固定座固定连接叶轮，所述第一转动框滑动连接转轴，转轴左侧固定连接套筒，套筒右侧固定连接第一外齿轮，套筒左侧固定连接第二外齿轮，第二外齿轮连接第二内齿轮。本发明可以用在水利发电的装置中，通过设置了第一内齿轮、第二内齿轮、第一外齿轮和第二外齿轮构成一个可以改变传动比的变化装置，通过该传动比变化装置调整整个发电装置的转动比，从而使得整个装置可以适用在不同水流量的流域中，根据不同水流量切换传动比，使得发电效率更高，值得推广使用。

Description

一种传动比可变式水轮机
技术领域
本发明涉及水轮机发电技术领域，具体是一种传动比可变式水轮机。
背景技术
水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力设备。
中国专利（公告号：CNU207939294U）公开了一种微型水轮发电机，包括发电机本体；与所述发电机本体连接的水轮机，所述发电机本体包括机座，固定安装在所述机座后侧的后罩，其与所述机座形成一定容置空间；经由所述机座其一端伸入所述容置空间内的发电机转轴；安装在所述发电机转轴一端用于承载转子的飞轮；固定安装在所述机座上并位于所述机座和飞轮之间的定子；所述飞轮上布置有用于向所述定子吹冷却风的散热组件；且在所述定子周围设置若干通风道，该装置通过定子的转动，从而进行发电，但是在水力发电时，由于水流的流量可能随着不同季节而改变，因此发电机的传动比需要根据水流量改变，从而进行更有效率的发电，该装置无法实现这点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传动比可变式水轮机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种传动比可变式水轮机，包括第一转动框，所述第一转动框右侧固定连接固定座，固定座固定连接第二转动框，固定座固定连接叶轮，所述第一转动框滑动连接转轴，转轴左侧固定连接套筒，套筒右侧固定连接第一外齿轮，套筒左侧固定连接第二外齿轮，第二外齿轮连接第二内齿轮，第二内齿轮固定连接固定座左侧，固定座右侧固定连接第一内齿轮，所述第二转动框右侧设有转动槽，转动槽转动连接固定框，固定框上部设有N极永磁铁，固定框下部设有S极永磁铁，所述转轴中部固定连接转子框，转子框内部设有绕线组，转子框上部固定连接第一滑环，转子框下部固定连接第二滑环，所述固定框右壁上部固定连接第一碳刷固定座，第一碳刷固定座下部固定连接第一碳刷，所述固定框右壁下部固定连接第二碳刷固定座，第二碳刷固定座固定连接第二碳刷。
作为本发明进一步的方案：所述第二转动框滑动连接转轴。
作为本发明再进一步的方案：所述转轴右侧固定连接控制把手。
作为本发明再进一步的方案：所述绕线组一端与第一滑环连接，绕线组另一端与第二滑环连接。
作为本发明再进一步的方案：所述第一碳刷固定座和第二碳刷固定座均连接输出导线。
作为本发明再进一步的方案：所述第一外齿轮与第二外齿轮之间设有齿轮连接件。
作为本发明再进一步的方案：所述第一转动框左侧固定连接导流罩。
作为本发明再进一步的方案：所述转轴左侧固定连接第一限位块。
作为本发明再进一步的方案：所述转轴位于固定框的部分固定连接第二限位块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以用在水利发电的装置中，通过设置了第一内齿轮、第二内齿轮、第一外齿轮和第二外齿轮构成一个可以改变传动比的变化装置，通过该传动比变化装置调整整个发电装置的转动比，从而使得整个装置可以适用在不同水流量的流域中，根据不同水流量切换传动比，使得发电效率更高，值得推广使用。
附图说明
图1为一种传动比可变式水轮机实施例一的结构示意图。
图2为一种传动比可变式水轮机实施例一中转子框的结构示意图。
图3为一种传动比可变式水轮机实施例二的结构示意图。
图中：1-叶轮、2-固定座、3-第一转动框、4-第一内齿轮、5-第二内齿轮、6-第二外齿轮、7-齿轮连接件、8-第一外齿轮、9-套筒、10-转轴、11-第二转动框、12-转动槽、13-固定框、14-N极永磁铁、15-转子框、16-输出导线、17-第一碳刷固定座、18-第一碳刷、19-第一滑环、20-控制把手、21-第二滑环、22-第二碳刷、23-第二碳刷固定座、24-S极永磁铁、25-绕线组、26-导流罩、27-第一限位块、28-第二限位块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一
请参阅图1和2，一种传动比可变式水轮机，包括第一转动框3，所述第一转动框3右侧固定连接固定座2，固定座2固定连接第二转动框11，固定座2固定连接叶轮1，所述第一转动框3滑动连接转轴10，所述第二转动框11滑动连接转轴10，转轴10右侧固定连接控制把手20，转轴10左侧固定连接套筒9，套筒9右侧固定连接第一外齿轮8，第一外齿轮8与第二外齿轮6之间设有齿轮连接件7，套筒9左侧固定连接第二外齿轮6，第二外齿轮6连接第二内齿轮5，第二内齿轮5固定连接固定座2左侧，固定座2右侧固定连接第一内齿轮4，所述第二转动框11右侧设有转动槽12，转动槽12转动连接固定框13，固定框13上部设有N极永磁铁14，固定框13下部设有S极永磁铁24，所述转轴10中部固定连接转子框15，转子框15内部设有绕线组25，绕线组25一端与第一滑环19连接，绕线组25另一端与第二滑环21连接，转子框15上部固定连接第一滑环19，转子框15下部固定连接第二滑环21，所述固定框13右壁上部固定连接第一碳刷固定座17，第一碳刷固定座17下部固定连接第一碳刷18，第一碳刷固定座17和第二碳刷固定座23均连接输出导线16，所述固定框13右壁下部固定连接第二碳刷固定座23，第二碳刷固定座23固定连接第二碳刷22。
实施例二
请参阅图3，实施例二在实施例一的基础上加以改进，所述第一转动框3左侧固定连接导流罩26，通过导流罩26可以减小本装置对于水流的阻力，将水流引导向叶轮1的方向，从而加强了叶轮1受到的水流冲击；所述转轴10左侧固定连接第一限位块27，所述转轴10位于固定框13的部分固定连接第二限位块28，在调节过程中，防止操作人员通过控制把手20拉动转轴10过分滑动，导致整个转轴10脱离装置，因此设置了两个限位块。当握住控制把手20将转轴10向右滑动时，滑动到极限位置，此时第一限位块27与第一转动框3接触，此时转轴10无法继续向右滑动，并且此时第一内齿轮4与第一外齿轮8相互连接，当握住控制把手20将转轴10向左滑动时，滑动到极限位置，此时第二限位块28与固定块13内壁接触，此时转轴10无法继续向左滑动，并且此时第二内齿轮5与第二外齿轮6连接，因此控制转轴10的左右滑动，使得相互连接的齿轮改变，从而达到改变传动比的效果。
本发明，在使用过程中，首先将本发明固定在需要进行水力发电的管道内部，让水流的流向与本发明的朝向相反，从而使得水流可以驱动叶轮发生转动，由于第一内齿轮4和第一外齿轮8的传动比与第二内齿轮5与第二外齿轮6的传动比不同，因此根据水流的大小选择适合的传动比，例如当夏季时，水流量充足，我们选择传动比更大的第二内齿轮5和第二外齿轮6啮合连接，此时只需要通过控制把手20将转轴10向右滑动，当第一限位块27与第一转动框3接触时，此时转轴10无法继续向右滑动，并且第二内齿轮5和第二外齿轮6啮合连接，此时水流驱动叶轮1发生转动，叶轮1通过固定座2驱动第二内齿轮5发生转动，第二内齿轮5驱动与之啮合连接的第二外齿轮6转动，第二外齿轮6通过套筒9驱动与之固定连接的转轴10转动，转轴10驱动转子框15发生转动，由于固定框13的上部设有N极永磁铁14，固定块13的下部设有S极永磁铁24，两个永磁铁之间形成磁场，转子框15的内部设有绕线组25，转子框15带动绕线组25在磁场内部发生转动时，绕线组25不断的切割两块永磁铁形成的磁感线，从而产生感应电流，感应电流通过第一滑环19和第二滑环21导出，并且由于第一碳刷18和第二碳刷22在两个滑环上滑动，从而通过碳刷得到直流电，直流电通过第一碳刷固定座17和第二碳刷固定座23上连接的输出导线输出，从而供给用电器工作需要的电量；本发明可以用在水利发电的装置中，通过设置了第一内齿轮4、第二内齿轮5、第一外齿轮8和第二外齿轮6构成一个可以改变传动比的变化装置，通过该传动比变化装置调整整个发电装置的转动比，从而使得整个装置可以适用在不同水流量的流域中，根据不同水流量切换传动比，使得发电效率更高，值得推广使用。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种传动比可变式水轮机，包括第一转动框（3），所述第一转动框（3）右侧固定连接固定座（2），固定座（2）固定连接第二转动框（11），固定座（2）固定连接叶轮（1），其特征在于，所述第一转动框（3）滑动连接转轴（10），转轴（10）左侧固定连接套筒（9），套筒（9）右侧固定连接第一外齿轮（8），套筒（9）左侧固定连接第二外齿轮（6），第二外齿轮（6）连接第二内齿轮（5），第二内齿轮（5）固定连接固定座（2）左侧，固定座（2）右侧固定连接第一内齿轮（4），所述第二转动框（11）右侧设有转动槽（12），转动槽（12）转动连接固定框（13），固定框（13）上部设有N极永磁铁（14），固定框（13）下部设有S极永磁铁（24），所述转轴（10）中部固定连接转子框（15），转子框（15）内部设有绕线组（25），转子框（15）上部固定连接第一滑环（19），转子框（15）下部固定连接第二滑环（21），所述固定框（13）右壁上部固定连接第一碳刷固定座（17），第一碳刷固定座（17）下部固定连接第一碳刷（18），所述固定框（13）右壁下部固定连接第二碳刷固定座（23），第二碳刷固定座（23）固定连接第二碳刷（22）。
2.根据权利要求1所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述第二转动框（11）滑动连接转轴（10）。
3.根据权利要求1或2所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述转轴（10）右侧固定连接控制把手（20）。
4.根据权利要求1所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述绕线组（25）一端与第一滑环（19）连接，绕线组（25）另一端与第二滑环（21）连接。
5.根据权利要求1所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述第一碳刷固定座（17）和第二碳刷固定座（23）均连接输出导线（16）。
6.根据权利要求1所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述第一外齿轮（8）与第二外齿轮（6）之间设有齿轮连接件（7）。
7.根据权利要求1所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述第一转动框（3）左侧固定连接导流罩（26）。
8.根据权利要求3所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述转轴（10）左侧固定连接第一限位块（27）。
9.根据权利要求1所述的一种传动比可变式水轮机，其特征在于，所述转轴（10）位于固定框（13）的部分固定连接第二限位块（28）。
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