CN111120183B - 一种低速垂直轴水流发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低速垂直轴水流发电机，包括支架，所述支架的底部安装有浮箱，所述支架上安装有壳体，所述壳体的内部设有变速箱，所述变速箱的输出轴通过联轴器与发电机的输出轴相连接，所述第一齿轮的一侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮键接于转轴的上端，所述转轴插接于密封轴承的内环中，所述密封轴承嵌装于箱体的底部。在转轴的外部通过轴承安装第一套管和第二套管，通过在第一套管和第二套管的外部安装两组相反设置的叶片，在水流从一面流过时，其中一组叶片转动，由棘齿、棘轮的配合带动转轴转动，另外一组叶片不转动，减少了流水的阻力，增强了流水的利用率，提高发电效率。

Description

一种低速垂直轴水流发电机
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，具体为一种低速垂直轴水流发电机。
背景技术
海洋、江河等的水流动，蕴含着巨大的能量，并且其流动时间的年时数较高。普通海域的海水流速，多在0.5～2m/s，其能量密度相当于4.7m/s～18.7m/s的风能，将其有效利用后，年可利用发电时间将远大于风电。
目前海洋能的利用，大多集中在波浪、潮汐发电等，大多是在转轴上设置一组叶片，但是水流的方向是不定的，在带动叶片转动的时候，叶片也会产生相应的阻力，降低了水流的利用率，在发电效率等方面有待改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低速垂直轴水流发电机，在转轴的外部通过轴承安装第一套管和第二套管，通过在第一套管和第二套管的外部安装两组相反设置的叶片，在水流从一面流过时，其中一组叶片转动，由棘齿、棘轮的配合带动转轴转动，另外一组叶片不转动，减少了流水的阻力，增强了流水的利用率，提高发电效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低速垂直轴水流发电机，包括支架和水管，所述水管的底部连通有圆管形基架，所述圆管形基架的轴线呈水平状与水管的轴线交错垂直，所述圆管形基架的内部配装有转轴a，所述转轴a的上方母线与基架内壁上圆弧段内切，所述转轴a的一端安装有直线轴承，所述直线轴承的内部插接有滑板，所述圆管形基架的端面分别安装有轴端盖和密封板，所述转轴a的一端贯穿密封板，且转轴a的一端安装有转子，所述转子的外圈为固定在发电机支撑架中的定子；
所述支架的底部安装有浮箱，所述支架上安装有壳体，所述壳体的内部设有变速箱，所述变速箱的输出轴通过联轴器与发电机的输出轴相连接，所述变速箱的驱动轴外部套接有套管，所述套管的下端连通有箱体，所述变速箱的驱动轴上键接有第一齿轮，所述第一齿轮的一侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮键接于转轴的上端，所述转轴插接于密封轴承的内环中，所述密封轴承嵌装于箱体的底部；
所述转轴的外部套接有轴承，两组所述轴承的外环分别套接有第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管的内部均安装有棘齿，所述棘齿的端部活动连接有棘轮，所述棘轮键接于转轴的外部，所述第一套管和第二套管的外部均焊接有连接杆，所述连接杆的端部焊接有叶片。
优选的，所述壳体的两侧均开设有散热孔，所述散热孔的内部安装有呼吸纸。
优选的，所述支架上焊接有铁链，所述铁链的下端安装有锚。
优选的，所述箱体的底部安装有引流管，所述引流管的两端均设置为喇叭口结构。
优选的，所述叶片设置为倾斜结构，所述叶片的倾斜角度为45°，且第一套管和第二套管外部的叶片倾斜角度相反。
优选的，所述支架的顶部焊接有竖杆，所述竖杆上安装有警示旗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明主要由浮箱、发电机、叶片等部件构成，浮箱将支架悬浮在水面上，使得叶片插入到水中，在水流动的时候，带动叶片转动，从而通过转轴带动发电机转动，进行发电；在变速箱的输出轴安装第一齿轮、转轴的上端设置第二齿轮，第二齿轮的直径大于第一齿轮，大齿轮带动小齿轮，有利于提高发电机的转速，提高发电效果，同时减轻转轴的扭力，提高转轴的使用寿命；在转轴的外部通过轴承安装第一套管和第二套管，通过在第一套管和第二套管的外部安装两组相反设置的叶片，在水流从一面流过时，其中一组叶片转动，由棘齿、棘轮的配合带动转轴转动，另外一组叶片不转动，减少了流水的阻力，增强了流水的利用率，提高发电效率；水流从圆管形基架的一侧冲击矩形滑板，带动转轴进行转动，转轴通过伸出密封板的转子转动，与发电机定子之间的相对转动，实现单叶片式水流发电机的发电效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明转轴的立体结构示意图；
图3为本发明转轴的俯视结构示意图；
图4为本发明水管的主视剖面结构示意图；
图5为本发明水管的侧视结构示意图。
图中：1、支架；2、浮箱；3、壳体；4、变速箱；5、发电机；6、套管；7、密封轴承；8、转轴；9、箱体；10、第一齿轮；11、第二齿轮；12、轴承；13、第一套管；14、棘齿；15、棘轮；16、连接杆；17、叶片；18、第二套管；19、散热孔；20、呼吸纸；21、铁链；22、锚；23、引流管；24、竖杆；25、警示旗；26、水管；27、圆管形基架；28、转轴a；29、滑板；30、轴端盖；31、密封板；32、发电机支撑架；33、直线轴承；34、转子；35、定子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～5，本发明提供一种技术方案：一种低速垂直轴水流发电机，包括支架1和水管26所述水管26的底部连通有圆管形基架27，所述圆管形基架27的轴线呈水平状与水管26的轴线交错垂直，所述圆管形基架27的内部配装有转轴28a，所述转轴28a的上方母线与圆管形基架27内壁上圆弧段内切，所述转轴28a的一端安装有直线轴承33，所述直线轴承33的内部插接有滑板29，所述圆管形基架27的端面分别安装有轴端盖30和密封板31，所述转轴28a的一端贯穿密封板31，且转轴28a的一端安装有转子34，所述转子34的外圈为固定在发电机支撑架32中的定子35；
所述支架1的底部安装有浮箱2，所述支架1上安装有壳体3，在所述壳体3的两侧均开设有散热孔19，便于发电机5的散热，在所述散热孔19的内部安装有呼吸纸20，可以防止水、灰尘进入到壳体3中，造成发电机5的损坏，所述壳体3的内部设有变速箱4，所述变速箱4的输出轴通过联轴器与发电机5的输出轴相连接，在所述支架1上焊接有铁链21，所述铁链21的下端安装有锚22，该锚22便于将支架1固定在水平上，在所述支架1的顶部焊接有竖杆24，所述竖杆24上安装有警示旗25，该警示旗25便于警示过往船只绕行；
在所述变速箱4的驱动轴外部套接有套管6，该套管6为不锈钢管，便于变速箱4的驱动轴插入到箱体9中，所述套管6的下端连通有箱体9，所述变速箱4的驱动轴上键接有第一齿轮10，所述第一齿轮10的一侧啮合有第二齿轮11，第二齿轮11的直径大于第一齿轮10，大齿轮带动小齿轮，有利于提高发电机5的转速，所述第二齿轮11键接于转轴8的上端，所述转轴8插接于密封轴承7的内环中，所述密封轴承7嵌装于箱体9的底部；
所述转轴8的外部套接有轴承12，两组所述轴承12的外环分别套接有第一套管13和第二套管18，所述第一套管13和第二套管18的内部均安装有棘齿14，所述棘齿14的端部活动连接有棘轮15，第一套管13和第二套管18内部的棘齿14安装方向相反，与叶片17的倾斜方向相匹配，所述棘轮15键接于转轴8的外部，所述第一套管13和第二套管18的外部均焊接有连接杆16，所述连接杆16的端部焊接有叶片17，将所述叶片17设置为倾斜结构，所述叶片17的倾斜角度为45°，且第一套管13和第二套管18外部的叶片17倾斜角度相反，在水流从一面流过时，其中一组叶片17转动，由棘齿14、棘轮15的配合带动转轴8转动，另外一组叶片17不转动，减少了流水的阻力，增强了流水的利用率，提高发电效率。在所述箱体9的底部安装有引流管23，所述引流管23的两端均设置为喇叭口结构，该引流管23将叶片17罩住，使得水流从引流管23中穿过。
工作原理：浮箱2将支架1悬浮在水面上，使得叶片17插入到水中，在水流动的时候，带动叶片17转动，从而通过转轴8带动发电机5转动，进行发电，转轴8上端的第二齿轮11带动变速箱4的输出轴的第一齿轮10，大齿轮带动小齿轮，有利于提高发电机5的转速，提高发电效果，同时减轻转轴8的扭力，提高转轴8的使用寿命；
在水流从引流管23的一端涌入时，其中一组叶片17转动，由棘齿14、棘轮15的配合带动转轴8转动，另外一组叶片17不转动，减少了流水的阻力，增强了流水的利用率，提高发电效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种低速垂直轴水流发电机，包括支架和水管，所述支架的底部安装有浮箱，其特征在于：所述水管的底部连通有圆管形基架，所述圆管形基架的轴线呈水平状与水管的轴线交错垂直，所述圆管形基架的内部配装有转轴a，所述转轴a的上方母线与基架内壁上圆弧段内切，所述转轴a的一端安装有直线轴承，所述直线轴承的内部插接有滑板，所述圆管形基架的端面分别安装有轴端盖和密封板，所述转轴a的一端贯穿密封板，且转轴a的一端安装有转子，所述转子的外圈为固定在发电机支撑架中的定子；
所述支架上安装有壳体，所述壳体的内部设有变速箱，所述变速箱的输出轴通过联轴器与发电机的输出轴相连接，所述变速箱的驱动轴外部套接有套管，所述套管的下端连通有箱体，所述变速箱的驱动轴上键接有第一齿轮，所述第一齿轮的一侧啮合有第二齿轮，所述第二齿轮键接于转轴的上端，所述转轴插接于密封轴承的内环中，所述密封轴承嵌装于箱体的底部；
所述转轴的外部套接有轴承，两组所述轴承的外环分别套接有第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管的内部均安装有棘齿，所述棘齿的端部活动连接有棘轮，所述棘轮键接于转轴的外部，所述第一套管和第二套管的外部均焊接有连接杆，所述连接杆的端部焊接有叶片；所述壳体的两侧均开设有散热孔，所述散热孔的内部安装有呼吸纸；所述支架上焊接有铁链，所述铁链的下端安装有锚；所述箱体的底部安装有引流管，所述引流管的两端均设置为喇叭口结构。
2.根据权利要求1所述的一种低速垂直轴水流发电机，其特征在于：所述叶片设置为倾斜结构，所述叶片的倾斜角度为45°，且第一套管和第二套管外部的叶片倾斜角度相反。
3.根据权利要求1所述的一种低速垂直轴水流发电机，其特征在于：所述支架的顶部焊接有竖杆，所述竖杆上安装有警示旗。
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