CN111636993B - 一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法 - Google Patents

一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111636993B
CN111636993B CN202010507531.5A CN202010507531A CN111636993B CN 111636993 B CN111636993 B CN 111636993B CN 202010507531 A CN202010507531 A CN 202010507531A CN 111636993 B CN111636993 B CN 111636993B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaft
turbine
speed
inclined plane
rotating speed
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.)
Active
Application number
CN202010507531.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111636993A (zh
Inventor
洪占勇
郝成旭
李增亮
闫立强
胡朋
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.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
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 Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN202010507531.5A priority Critical patent/CN111636993B/zh
Publication of CN111636993A publication Critical patent/CN111636993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111636993B publication Critical patent/CN111636993B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • 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
    • F03B11/02—Casings
    • 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
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/121—Blades, their form or construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • 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

Abstract

本发明公开了一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法。该系统包括涡轮增速装置、稳速传动装置以及主从增速轮系。涡轮增速装置包括主涡轮、从涡轮以及涡轮轴结构，主涡轮、从涡轮同轴设置，并套装在涡轮轴结构的一端上。稳速传动装置包括空心轴组件一、空心轴组件二、动力传输带以及液压机构。空心轴组件一包括斜面相对设置的可动斜面轴一和固定斜面空心轴一，空心轴组件二包括斜面相对设置的可动斜面轴二和固定斜面空心轴二，液压机构包括液压泵和液压控制中心。主从增速轮系包括主齿轮以及多个从齿轮。本发明使得发电的电压更加稳定，在并网时无需进行稳压处理，可以降低并网成本。本发明采用多级增速，这样可以提高发电效率。

Description

一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法
技术领域
本发明涉及洋流发电设备技术领域的一种增速稳速系统，尤其涉及一种用于洋流发电系统增速稳速系统，还涉及该系统的用于洋流发电系统增速稳速方法。
背景技术
洋流发电指的是一项利用洋流来进行发电的技术。在海洋运动中，洋流则对地球的气候和生态平衡扮演着重要的角色。洋流循着一定的路线周而复始地运动着，其规模比起陆地上的大江大河则要大出成千上万倍。海水流动可以推动涡轮机发电，为人们输送绿色能源。中国的洋流能源也很丰富，沿海洋流的理论平均功率为1.4亿千瓦。
但是，现有的洋流发电系统在利用洋流发电时，由于洋流的流速变化非常快，这样所带动的涡轮转速极不稳定，因而发电机的转速忽快忽慢，发电效率变化比较大，使得最终发电的电压非常不稳定，并网需要进行额外的处理，处理成本较高，而且最终的发电效率也相对较低。
发明内容
为解决现有的洋流发电系统发电的电压不稳定，并网成本高的技术问题，本发明提供一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法。
本发明采用以下技术方案实现：一种用于洋流发电系统增速稳速系统，其包括：
涡轮增速装置，其包括主涡轮、从涡轮以及涡轮轴结构；主涡轮、从涡轮同轴设置，并套装在所述涡轮轴结构的一端上；
稳速传动装置，其包括空心轴组件一、空心轴组件二、动力传输带以及液压机构；所述空心轴组件一包括斜面相对设置的可动斜面轴一和固定斜面空心轴一；固定斜面空心轴一与所述涡轮轴结构的另一端轴连接，可动斜面轴一的一端沿轴向穿插在固定斜面空心轴一中；可动斜面轴一、固定斜面空心轴一的斜面之间的空间为一个可变径环形空间一；所述空心轴组件二包括斜面相对设置的可动斜面轴二和固定斜面空心轴二；可动斜面轴二的一端沿轴向穿插在固定斜面空心轴二中；可动斜面轴二和固定斜面空心轴二的斜面之间的空间为一个可变径环形空间二；动力传输带绕过可动斜面轴一、固定斜面空心轴一位于所述可变径环形空间一中的连接处，还绕过可动斜面轴二和固定斜面空心轴二位于所述可变径环形空间二中的连接处，并用于将所述空心轴组件一的动力传输至所述空心轴组件二；所述液压机构包括液压泵和液压控制中心；液压泵与可动斜面轴一、可动斜面轴二的另一端连接，并用于驱使可动斜面轴一相对固定斜面空心轴一运动，还用于驱使可动斜面轴二相对固定斜面空心轴二运动；以及
主从增速轮系，其包括主齿轮以及多个从齿轮；主齿轮与可动斜面轴二轴连接；多个从齿轮均与主齿轮啮合；
其中，所述液压控制中心用于判断从齿轮的实时转速是否小于一个预设转速一，还判断所述实时转速是否大于一个预设转速二；在所述实时转速小于所述预设转速一时，所述液压控制中心通过液压泵驱使可动斜面轴一向固定斜面空心轴一挤压以增大所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二远离固定斜面空心轴二以减小所述可变径环形空间二的内径；在所述实时转速大于所述预设转速二时，所述液压控制中心通过液压泵驱使可动斜面轴一远离固定斜面空心轴一以减小所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二向固定斜面空心轴二挤压以增大所述可变径环形空间二的内径。
本发明通过涡轮增速装置的主涡轮和从涡轮将洋流内能转化为机械能，并通过涡轮轴结构将动力传输至稳速传动装置，稳速传动装置对转速进行处理后得到稳定的转速并将相应动力传输至主从增速轮系的主齿轮，主齿轮带动多个从齿轮转动，多个从齿轮最终带动外部的多个发电机进行发电，实现增速和稳速的过程。液压控制中心会判断从齿轮的实时转速是否小于预设转速一，同时还判断其是否大于预设转速二。当实时转速小于预设转速一时，此时洋流的流速变小，发电的电压减小，液压控制中心就会通过液压泵驱使可动斜面轴一向固定斜面空心轴一挤压，这样可变径环形空间一的内径将增大，即增大了输入有效半径，同时驱使可动斜面轴二远离固定斜面空心轴二，这样可变径环形空间二的内径将减小，即减小了输出有效半径，这样稳速传动装置的传送比将明显增大，能够抵消流速减慢带来的影响，使发电的电压保持稳定。同样，在实时转速大于预设转速二时，此时洋流的流速变大，发电的电压会增大，液压控制中心则通过减小可变径环形空间一的内径且增大可变径环形空间二的方式来减小稳速传动装置的传送比，使最终发电的电压保持稳定。这样，无论是洋流的流速变大还是变小，最终发电的电压始终不会变化太大，这就解决了现有的洋流发电系统发电的电压不稳定，并网成本高的技术问题，得到了发电的电压稳定，降低并网成本，同时还能够提高发电效率的技术效果。
作为上述方案的进一步改进，所述涡轮增速装置还包括涡轮壳；涡轮壳的两端分别连接主涡轮和从涡轮。
进一步地，涡轮壳包括锥形壳和挡板；锥形壳与挡板围成一个封闭结构，且所述封闭结构中填充有液压油。
再进一步地，主涡轮和从涡轮分别为形状相同但尺寸不同的两个涡轮结构；所述涡轮结构包括旋转方向不同的内层扇叶和外层扇叶；锥形壳较细的一端与从涡轮的内层扇叶靠近，锥形壳较粗的一端与主涡轮的内层扇叶靠近。
作为上述方案的进一步改进，可动斜面轴一和可动斜面轴二远离所述液压机构的一端均为T形端；所述T形端包括相连接的圆柱部一和斜面部一；固定斜面空心轴一和固定斜面空心轴二均为开设有阶梯通孔的圆钉形结构，所述圆钉形结构包括圆柱部二和斜面部二；斜面部一朝向圆柱部一的一侧为第一斜面；圆柱部一从阶梯通孔的一端插入并活动安装在阶梯通孔中，所述涡轮轴结构的另一端从圆柱部二插入并固定在阶梯通孔的另一端中；斜面部二远离圆柱部二的一侧为第二斜面，所述第二斜面与所述第一斜面之间的空间为所述可变径环形空间一或所述可变径环形空间二。
作为上述方案的进一步改进，所述主从增速轮系还包括分别与多个从齿轮对应的多个发电机；每个发电机与对应的从齿轮轴连接。
进一步地，所述稳速传动装置还包括发电量统计模块、扭矩传感器以及转速计算模块；所述发电量统计模块用于统计一个预设时间T内所有发电机的发电量Qall，并计算每个发电机的发电功率P，且
Figure GDA0003127499730000041
式中，n为发电机的数量；所述扭矩传感器用于检测发电机的扭矩M；所述转速计算模块用于计算实时转速V。
作为上述方案的进一步改进，所述稳速传动装置还包括基座；所述空心轴组件一与所述空心轴组件二均转动安装在基座上，且轴向平行设置。
作为上述方案的进一步改进，所述涡轮轴结构包括同轴设置的主轴和从轴；主涡轮套装在主轴上，从涡轮套装在从轴上；从轴的一端与主轴连接，从轴的另一端与固定斜面空心轴一轴连接。
本发明还提供一种用于洋流发电系统增速稳速方法，其应用于上述任意所述的用于洋流发电系统增速稳速系统中，其包括以下步骤：
判断从齿轮的实时转速是否小于一个预设转速一，还判断所述实时转速是否大于一个预设转速二；
在所述实时转速小于所述预设转速一时，通过液压泵驱使可动斜面轴一向固定斜面空心轴一挤压以增大所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二远离固定斜面空心轴二以减小所述可变径环形空间二的内径；
在所述实时转速大于所述预设转速二时，通过液压泵驱使可动斜面轴一远离固定斜面空心轴一以减小所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二向固定斜面空心轴二挤压以增大所述可变径环形空间二的内径。
相较于现有的洋流发电系统，本发明的用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法具有以下有益效果：
1、该用于洋流发电系统增速稳速系统，其涡轮增速装置的主涡轮和从涡轮将洋流内能转化为机械能，并通过涡轮轴结构将动力传输至稳速传动装置，稳速传动装置对转速进行处理后得到稳定的转速并将相应动力传输至主从增速轮系的主齿轮，主齿轮带动多个从齿轮转动，多个从齿轮最终带动外部的多个发电机进行发电，实现增速和稳速的过程。其中，液压控制中心会判断从齿轮的实时转速是否小于预设转速一，同时还判断其是否大于预设转速二。当实时转速小于预设转速一时，此时洋流的流速变小，使得发电的电压将会减小，液压控制中心就会通过液压泵驱使可动斜面轴一向固定斜面空心轴一挤压，这样可变径环形空间一的内径将增大并使得动力传输带与空心轴组件一的套接半径增大，即增大了输入有效半径，同时驱使可动斜面轴二远离固定斜面空心轴二，这样可变径环形空间二的内径将减小并使得动力传输带与空心轴组件二的套接半径减小，即减小了输出有效半径，这样稳速传动装置的传送比将明显增大，增加主齿轮的转速，能够抵消流速减慢带来的影响，使发电的电压保持稳定。同样，在实时转速大于预设转速二时，此时洋流的流速变大，发电的电压会增大，液压控制中心则通过减小可变径环形空间一的内径且增大可变径环形空间二的方式来减小稳速传动装置的传送比，降低主齿轮的转速，使最终发电的电压保持稳定。这样，无论是洋流的流速变大还是变小，最终发电的电压始终不会变化太大，使得发电的电压更加稳定，在并网时无需进行稳压处理，可以降低并网成本。而且，由于采用多级增速，这样可以提高发电效率，提高对洋流资源的收集率。
2、该用于洋流发电系统增速稳速系统，其涡轮增速装置还设置涡轮壳，涡轮壳中填充有液压油。在主涡轮和从涡轮转动时，当液压油不断被离心力甩出来，且经过锥形壳的加压，不仅带动主从涡轮加速旋转，而且增大扭矩，带动下一级转动。而且，主涡轮和从涡轮均可以设置内层扇叶和外层扇叶。内层扇叶和外层扇叶的旋转方向不同，当液压油旋转至最边缘时，从涡轮的内层扇叶将液压油吸回并传送至主涡轮的内扇叶处，液压油在此受离心力迅速运动，以此循环，使液压油能在涡轮壳中循环运动起来，不断进行动力输出，从而提高洋流内能的收集率。
3、该用于洋流发电系统增速稳速系统，其稳速传动装置还设置发电量统计模块、扭矩传感器以及转速计算模块。发电量统计模块统计出预设时间内所有发电机的发电量，进而计算出每个发电机的发电功率。扭矩传感器能够检测发电机的扭矩，而转速计算模块则可以根据发电功率和扭矩计算出最终的转速，这样通过发电量和转矩间接获得转速的方式，可以精准地将实时转速计算出来，保证转速计算的准确度。而且，由于发电量是发电过程统计的常用量，这样就只需要测量扭矩就可以确定转速，方法更加简单，精确度更高。
4、该用于洋流发电系统增速稳速方法，其有益效果与上述用于洋流发电系统增速稳速系统的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
图1为本发明实施例1的用于洋流发电系统增速稳速系统的立体图。
图2为图1中的用于洋流发电系统增速稳速系统的涡轮增速装置的立体图。
图3为图2中的涡轮增速装置的涡轮结构的立体图。
图4为图2中的涡轮增速装置的涡轮结构的正视图。
图5为图1中的用于洋流发电系统增速稳速系统的涡轮增速装置的涡轮壳的立体图。
图6为图5中的涡轮壳的正视图。
图7为图5中的涡轮壳的侧视图。
图8为图2中的涡轮增速装置的主轴的立体图。
图9为图8中的主轴的正视图。
图10为图1中的用于洋流发电系统增速稳速系统的稳速传动装置的立体图。
图11为图10中的稳速传动装置的俯视图。
图12为图11中的稳速传动装置的B-B的剖视图。
图13为图1中的用于洋流发电系统增速稳速系统的主从增速轮系的立体图。
图14为图13中的主从增速轮系的正视图。
符号说明：
1 主涡轮 13 固定斜面空心轴二
2 主轴 14 液压泵
3 从涡轮 15 锥形壳
4 可动斜面轴一 16 内层扇叶
5 固定斜面空心轴一 17 外层扇叶
6 动力传输带 18 基座
7 主齿轮 19 圆柱部一
8 从齿轮 20 斜面部一
9 发电机 21 圆柱部二
10 从轴 22 斜面部二
11 涡轮壳 23 阶梯通孔
12 可动斜面轴二 24 挡板
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供了一种用于洋流发电系统增速稳速系统，该系统用于洋流发电设备中。该系统可以作为独立产品直接使用，也可以是其他洋流发电设备的配件，还可以是通过对现有的洋流发电设备进行更新后的系统。该系统能够直接设置在海洋洋流环境中以对洋流内能进行收集转化，也可以作为洋流实验设备使用在洋流模拟环境中，甚至在一些实施例中，该系统还可以作为非海洋水域的水流发电装置的增速稳速系统。其中，该系统主要包括三个部分，这三个部分分别为涡轮增速装置、稳速传动装置以及主从增速轮系。
请参阅图2-9，涡轮增速装置包括主涡轮1、从涡轮3以及涡轮轴结构，在本实施例中，其还包括涡轮壳11。主涡轮1、从涡轮3同轴设置，并套装在涡轮轴结构的一端上。涡轮壳11的两端分别连接主涡轮1和从涡轮3，即主涡轮1、从涡轮3、涡轮壳11可以看成一体结构，其目的在于收集洋流的能量资源。其中，涡轮壳11包括锥形壳15和挡板24。锥形壳15与挡板24围成一个封闭结构，且封闭结构中填充有液压油。在主涡轮1和从涡轮3转动时，当液压油不断被离心力甩出来，且经过锥形壳15的加压，不仅带动主从涡轮加速旋转，而且增大扭矩，带动下一级转动。
请继续参阅图3以及图4，在本实施例中，主涡轮1和从涡轮3分别为形状相同但尺寸不同的两个涡轮结构。涡轮结构包括内层扇叶16和外层扇叶17，内层扇叶16和外层扇叶17的旋转方向不同。锥形壳15较细的一端与从涡轮3的内层扇叶16靠近，锥形壳15较粗的一端与主涡轮1的内层扇叶16靠近。当液压油旋转至最边缘时，从涡轮3的内层扇叶16将液压油吸回并传送至主涡轮1的内扇叶16处，液压油在此受离心力迅速运动，以此循环，使液压油能在涡轮壳中循环运动起来，不断进行动力输出，从而提高洋流内能的收集率。
请继续参阅图8和图9，涡轮轴结构包括主轴2和从轴10，主轴2和从轴10同轴设置。主涡轮1套装在主轴2上，从涡轮3套装在从轴10上。在一些实施例中，从轴10的一端可以穿过涡轮壳11而与主轴2连接，在另外一些实施例中，主轴2和从轴10之间可以通过其他方式连接或者不连接，而主涡轮1与从涡轮3之间的连接则是通过涡轮壳11完成的。涡轮轴结构还可以采用一体式轴，其能够贯穿涡轮壳11而将主涡轮1与从涡轮3连接。
请参阅图10、图11以及图12，稳速传动装置包括空心轴组件一、空心轴组件二、动力传输带6以及液压机构，还可以包括基座18。空心轴组件一包括可动斜面轴一4和固定斜面空心轴一5，可动斜面轴一4和固定斜面空心轴一5的斜面相对设置。固定斜面空心轴一5与涡轮轴结构的另一端轴连接，即从轴10的另一端与固定斜面空心轴一5轴连接，可动斜面轴一4的一端沿轴向穿插在固定斜面空心轴一5中。可动斜面轴一4、固定斜面空心轴一5的斜面之间的空间为一个可变径环形空间一，该空间的半径越往内越小。在可动斜面轴一4与固定斜面空心轴一5相向运动时，由于斜面之间的距离减小，此时可变径环形空间一的内径就会变小。而在可动斜面轴一4与固定斜面空心轴一5反向运动时，由于斜面之间的距离增大，因此可变径环形空间一的内径会变大。
空心轴组件二包括斜面相对设置的可动斜面轴二12和固定斜面空心轴二13。可动斜面轴二12的一端沿轴向穿插在固定斜面空心轴二13中。可动斜面轴二12和固定斜面空心轴二13的斜面之间的空间为一个可变径环形空间二，该空间的半径越往内越小。可变径环形空间二的内径随着可动斜面轴二12和固定斜面空心轴二13的相对运动而变化，变化规律与可变径环形空间一的相同。空心轴组件一与空心轴组件二均转动安装在基座18上，而且轴向平行设置。空心轴组件二与空心轴组件一可以采用相同的结构，也可以采用形状相同而尺寸不同的结构，还可以采用形状和尺寸均不相同的结构。
在本实施例中，可动斜面轴一4和可动斜面轴二12远离液压机构的一端均为T形端。T形端包括相连接的圆柱部一19和斜面部一20。固定斜面空心轴一5和固定斜面空心轴二13均为开设有阶梯通孔23的圆钉形结构，圆钉形结构包括圆柱部二21和斜面部二22。斜面部一20朝向圆柱部一19的一侧为第一斜面。圆柱部一19从阶梯通孔23的一端插入并活动安装在阶梯通孔23中，涡轮轴结构的另一端从圆柱部二21插入并固定在阶梯通孔23的另一端中。斜面部二22远离圆柱部二21的一侧为第二斜面，第二斜面与第一斜面之间的空间为可变径环形空间一或可变径环形空间二。在T形端运动时，圆柱部一19会沿着阶梯通孔23的轴向运动，而第一斜面则会朝向或远离第二斜面，这时第一斜面与第二斜面之间的距离也会发生变化，尤其是第一斜面与第二斜面之间距离最近的两个点之间的距离，即可变径环形空间的内径会发生改变。
动力传输带6绕过可动斜面轴一4、固定斜面空心轴一5位于可变径环形空间一中的连接处，还绕过可动斜面轴二12和固定斜面空心轴二13位于可变径环形空间二中的连接处，并用于将空心轴组件一的动力传输至空心轴组件二。动力传输带6可以采用皮带或钢带，其横截面形状与可变径环形空间一、可变径环形空间二的截面形状相似，即无论可变径环形空间一和可变径环形空间二的内径怎么变化，动力传输带6都能恰好卡在空心轴组件一、空心轴组件二的凹陷处，空心轴组件一和空心轴组件二分别充当输入轮和输出轮的作用，完成传动和变速的功能。
液压机构包括液压泵14和液压控制中心。液压泵14与可动斜面轴一4、可动斜面轴二12的另一端连接，并用于驱使可动斜面轴一4相对固定斜面空心轴一5运动，还用于驱使可动斜面轴二12相对固定斜面空心轴二13运动。液压泵14的数量可以采用两个，并且设置在同一个壳体当中。液压泵14能够提供两种驱动作用力，这两种驱动作用力分别用于驱动可动斜面轴一4和固定斜面空心轴二13运动。当然，在其他一些实施例中，液压泵14可以替换成其他的伸缩件。液压控制中心用于对液压泵14进行控制，可以调节可变径环形空间一和可变径环形空间二的内径，改变稳速传动装置整体的传动比。
请参阅图13以及图14，主从增速轮系包括主齿轮7以及多个从齿轮8，还可以包括多个发电机9。主齿轮7与可动斜面轴二12轴连接，多个从齿轮8均与主齿轮7啮合。多个发电机9分别与多个从齿轮8对应，每个发电机9与对应的从齿轮8轴连接。在主涡轮1、从涡轮3受到洋流作用而转动时，涡轮轴结构的从轴10带动固定斜面空心轴一5转动，固定斜面空心轴一5与固定斜面空心轴一5配合后带动动力传输带6转动，动力传输带6进一步驱动可动斜面轴二12和固定斜面空心轴二13转动，使得主齿轮7被带动，主齿轮7进而带动多个从齿轮8，并最终驱使所有发电机9转动而发出电量，实现对洋流内能的收集转化。
其中，液压控制中心用于判断从齿轮8的实时转速是否小于一个预设转速一，还判断实时转速是否大于一个预设转速二。预设转速一小于预设转速二，位于这两者之间的转速为合适转速，无需调整。在实时转速小于预设转速一时，洋流的流速比较小，液压控制中心通过液压泵14驱使可动斜面轴一4向固定斜面空心轴一5挤压以增大可变径环形空间一的内径，即增大动力传输带6与空心轴组件一的套接直径，并驱使可动斜面轴二12远离固定斜面空心轴二13以减小可变径环形空间二的内径，即减小动力传输带6与空心轴组件二的套接直径，这样增大输入有效半径而减小输出有效半径，稳速传动装置总体的传动比将会增大。在实时转速大于预设转速二时，洋流的流速比较大，液压控制中心通过液压泵14驱使可动斜面轴一4远离固定斜面空心轴一5以减小可变径环形空间一的内径，即减小动力传输带6与空心轴组件一的套接直径，并驱使可动斜面轴二12向固定斜面空心轴二13挤压以增大可变径环形空间二的内径，即增大动力传输带6与空心轴组件二的套接直径，这样减小输入有效半径而增大输出有效半径，稳速传动装置总体的传动比将会减小。如此，主齿轮7的转速会保持稳定，无论是洋流的流速变大还是变小，最终发电的电压始终不会变化太大，使得发电的电压更加稳定，在并网时无需进行稳压处理，可以降低并网成本。
综上所述，相较于现有的洋流发电系统，本实施例的用于洋流发电系统增速稳速系统具有以下优点。
1、该用于洋流发电系统增速稳速系统，其涡轮增速装置的主涡轮1和从涡轮3将洋流内能转化为机械能，并通过涡轮轴结构将动力传输至稳速传动装置，稳速传动装置对转速进行处理后得到稳定的转速并将相应动力传输至主从增速轮系的主齿轮7，主齿轮7带动多个从齿轮8转动，多个从齿轮8最终带动外部的多个发电机进行发电，实现增速和稳速的过程。其中，液压控制中心会判断从齿轮8的实时转速是否小于预设转速一，同时还判断其是否大于预设转速二。当实时转速小于预设转速一时，此时洋流的流速变小，使得发电的电压将会减小，液压控制中心就会通过液压泵14驱使可动斜面轴一4向固定斜面空心轴一5挤压，这样可变径环形空间一的内径将增大并使得动力传输带6与空心轴组件一的套接半径增大，即增大了输入有效半径，同时驱使可动斜面轴二12远离固定斜面空心轴二13，这样可变径环形空间二的内径将减小并使得动力传输带6与空心轴组件二的套接半径减小，即减小了输出有效半径，这样稳速传动装置的传送比将明显增大，增加主齿轮7的转速，能够抵消流速减慢带来的影响，使发电的电压保持稳定。同样，在实时转速大于预设转速二时，此时洋流的流速变大，发电的电压会增大，液压控制中心则通过减小可变径环形空间一的内径且增大可变径环形空间二的方式来减小稳速传动装置的传送比，降低主齿轮7的转速，使最终发电的电压保持稳定。这样，无论是洋流的流速变大还是变小，最终发电的电压始终不会变化太大，使得发电的电压更加稳定，在并网时无需进行稳压处理，可以降低并网成本。而且，由于采用多级增速，这样可以提高发电效率，提高对洋流资源的收集率。
2、该用于洋流发电系统增速稳速系统，其涡轮增速装置还设置涡轮壳11，涡轮壳11中填充有液压油。在主涡轮1和从涡轮3转动时，当液压油不断被离心力甩出来，且经过锥形壳15的加压，不仅带动主从涡轮加速旋转，而且增大扭矩，带动下一级转动。而且，主涡轮1和从涡轮3均可以设置内层扇叶16和外层扇叶17。内层扇叶16和外层扇叶17的旋转方向不同，当液压油旋转至最边缘时，从涡轮3的内层扇叶16将液压油吸回并传送至主涡轮1的内扇叶16处，液压油在此受离心力迅速运动，以此循环，使液压油能在涡轮壳中循环运动起来，不断进行动力输出，从而提高洋流内能的收集率。
实施例2
本实施例提供了一种用于洋流发电系统增速稳速系统，该系统在实施例1的基础上增加了部分结构。其中，稳速传动装置还包括发电量统计模块、扭矩传感器以及转速计算模块。发电量统计模块用于统计一个预设时间T内所有发电机9的发电量Qall，并计算每个发电机9的发电功率P，且
Figure GDA0003127499730000131
式中，n为发电机9的数量。扭矩传感器用于检测发电机9的扭矩M。转速计算模块用于计算实时转速V。这样通过发电量和转矩间接获得转速的方式，可以精准地将实时转速计算出来，保证转速计算的准确度。而且，由于发电量是发电过程统计的常用量，这样就只需要测量扭矩就可以确定转速，方法更加简单，精确度更高。
实施例3
本实施例提供了一种用于洋流发电系统增速稳速系统，该系统在实施例1的基础上增加了部分结构。其中，稳速传动装置还包括转速检测模块。转速检测模块用于检测从齿轮8的转速，其可以采用现有的转速检测设备，还可以是嵌入在发电机9中的转速检测模块。转速检测模块所检测的转速信息可以通过无线传输的方式传输至液压控制中心，液压控制中心根据这些信息对液压泵14进行控制，使从齿轮8的转速得以调整，这样就形成了闭环控制结构，使最终产生的电压保持稳定。
实施例4
本实施例提供了一种用于洋流发电系统增速稳速方法，其应用于实施例1-3中所提供的任意一种用于洋流发电系统增速稳速系统中。其中，该增速稳速方法包括以下这些步骤。
步骤一、判断从齿轮8的实时转速是否小于一个预设转速一，还判断实时转速是否大于一个预设转速二。这两个判断的过程可以同时进行，也可以分先后进行，还可以将预设转速一和预设转速二合并为一个预设范围，这两个预设值分别作为下限值和上限值。当实时转速不在这个预设范围内时，再将该转速与上下限值进行比较。
步骤二、在实时转速小于预设转速一时，通过液压泵14驱使可动斜面轴一4向固定斜面空心轴一5挤压以增大可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二12远离固定斜面空心轴二13以减小可变径环形空间二的内径。
步骤三、在实时转速大于预设转速二时，通过液压泵14驱使可动斜面轴一4远离固定斜面空心轴一5以减小可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二12向固定斜面空心轴二13挤压以增大可变径环形空间二的内径。
实施例5
本实施例提供了一种洋流发电设备，该系统包括实施例1-3中所提供的任意一种用于洋流发电系统增速稳速系统，还包括蓄电池、逆变器以及深海配重安装结构。蓄电池通过逆变器接收各个发电机9所产生的电能，并且还能够为增速稳速系统中需要用电的结构提供电能。深海配重安装结构能够为其他结构提供支撑和定位作用，可以避免洋流将设备冲走，使发电有效持续进行。
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 (7)

1.一种用于洋流发电系统增速稳速系统，其特征在于，其包括：
涡轮增速装置，其包括主涡轮(1)、从涡轮(3)、涡轮轴结构以及涡轮壳(11)；主涡轮(1)、从涡轮(3)同轴设置，并套装在所述涡轮轴结构的一端上；涡轮壳(11)的两端分别连接主涡轮(1)和从涡轮(3)；涡轮壳(11)包括锥形壳(15)和挡板(24)；锥形壳(15)与挡板(24)围成一个封闭结构，且所述封闭结构中填充有液压油；主涡轮(1)和从涡轮(3)分别为形状相同但尺寸不同的两个涡轮结构；所述涡轮结构包括旋转方向不同的内层扇叶(16)和外层扇叶(17)；锥形壳(15)较细的一端与从涡轮(3)的内层扇叶(16)靠近，锥形壳(15)较粗的一端与主涡轮(1)的内层扇叶(16)靠近；
稳速传动装置，其包括空心轴组件一、空心轴组件二、动力传输带(6)以及液压机构；所述空心轴组件一包括斜面相对设置的可动斜面轴一(4)和固定斜面空心轴一(5)；固定斜面空心轴一(5)与所述涡轮轴结构的另一端轴连接，可动斜面轴一(4)的一端沿轴向穿插在固定斜面空心轴一(5)中；可动斜面轴一(4)、固定斜面空心轴一(5)的斜面之间的空间为一个可变径环形空间一；所述空心轴组件二包括斜面相对设置的可动斜面轴二(12)和固定斜面空心轴二(13)；可动斜面轴二(12)的一端沿轴向穿插在固定斜面空心轴二(13)中；可动斜面轴二(12)和固定斜面空心轴二(13)的斜面之间的空间为一个可变径环形空间二；动力传输带(6)绕过可动斜面轴一(4)、固定斜面空心轴一(5)位于所述可变径环形空间一中的连接处，还绕过可动斜面轴二(12)和固定斜面空心轴二(13)位于所述可变径环形空间二中的连接处，并用于将所述空心轴组件一的动力传输至所述空心轴组件二；所述液压机构包括液压泵(14)和液压控制中心；液压泵(14)与可动斜面轴一(4)、可动斜面轴二(12)的另一端连接，并用于驱使可动斜面轴一(4)相对固定斜面空心轴一(5)运动，还用于驱使可动斜面轴二(12)相对固定斜面空心轴二(13)运动；以及
主从增速轮系，其包括主齿轮(7)以及多个从齿轮(8)；主齿轮(7)与可动斜面轴二(12)轴连接；多个从齿轮(8)均与主齿轮(7)啮合；
其中，所述液压控制中心用于判断从齿轮(8)的实时转速是否小于一个预设转速一，还判断所述实时转速是否大于一个预设转速二；在所述实时转速小于所述预设转速一时，所述液压控制中心通过液压泵(14)驱使可动斜面轴一(4)向固定斜面空心轴一(5)挤压以增大所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二(12)远离固定斜面空心轴二(13)以减小所述可变径环形空间二的内径；在所述实时转速大于所述预设转速二时，所述液压控制中心通过液压泵(14)驱使可动斜面轴一(4)远离固定斜面空心轴一(5)以减小所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二(12)向固定斜面空心轴二(13)挤压以增大所述可变径环形空间二的内径。
2.如权利要求1所述的用于洋流发电系统增速稳速系统，其特征在于，可动斜面轴一(4)和可动斜面轴二(12)远离所述液压机构的一端均为T形端；所述T形端包括相连接的圆柱部一(19)和斜面部一(20)；固定斜面空心轴一(5)和固定斜面空心轴二(13)均为开设有阶梯通孔(23)的圆钉形结构，所述圆钉形结构包括圆柱部二(21)和斜面部二(22)；斜面部一(20)朝向圆柱部一(19)的一侧为第一斜面；圆柱部一(19)从阶梯通孔(23)的一端插入并活动安装在阶梯通孔(23)中，所述涡轮轴结构的另一端从圆柱部二(21)插入并固定在阶梯通孔(23)的另一端中；斜面部二(22)远离圆柱部二(21)的一侧为第二斜面，所述第二斜面与所述第一斜面之间的空间为所述可变径环形空间一或所述可变径环形空间二。
3.如权利要求1所述的用于洋流发电系统增速稳速系统，其特征在于，所述主从增速轮系还包括分别与多个从齿轮(8)对应的多个发电机(9)；每个发电机(9)与对应的从齿轮(8)轴连接。
4.如权利要求3所述的用于洋流发电系统增速稳速系统，其特征在于，所述稳速传动装置还包括发电量统计模块、扭矩传感器以及转速计算模块；所述发电量统计模块用于统计一个预设时间T内所有发电机(9)的发电量Qall，并计算每个发电机(9)的发电功率P，且
Figure FDA0003127499720000031
式中，n为发电机(9)的数量；所述扭矩传感器用于检测发电机(9)的扭矩M；所述转速计算模块用于计算实时转速V。
5.如权利要求1所述的用于洋流发电系统增速稳速系统，其特征在于，所述稳速传动装置还包括基座(18)；所述空心轴组件一与所述空心轴组件二均转动安装在基座(18)上，且轴向平行设置。
6.如权利要求1所述的用于洋流发电系统增速稳速系统，其特征在于，所述涡轮轴结构包括同轴设置的主轴(2)和从轴(10)；主涡轮(1)套装在主轴(2)上，从涡轮(3)套装在从轴(10)上；从轴(10)的一端与主轴(2)连接，从轴(10)的另一端与固定斜面空心轴一(5)轴连接。
7.一种用于洋流发电系统增速稳速方法，其应用于如权利要求1-6中任意一项所述的用于洋流发电系统增速稳速系统中，其特征在于，其包括以下步骤：
判断从齿轮(8)的实时转速是否小于一个预设转速一，还判断所述实时转速是否大于一个预设转速二；
在所述实时转速小于所述预设转速一时，通过液压泵(14)驱使可动斜面轴一(4)向固定斜面空心轴一(5)挤压以增大所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二(12)远离固定斜面空心轴二(13)以减小所述可变径环形空间二的内径；
在所述实时转速大于所述预设转速二时，通过液压泵(14)驱使可动斜面轴一(4)远离固定斜面空心轴一(5)以减小所述可变径环形空间一的内径，并驱使可动斜面轴二(12)向固定斜面空心轴二(13)挤压以增大所述可变径环形空间二的内径。
CN202010507531.5A 2020-06-05 2020-06-05 一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法 Active CN111636993B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010507531.5A CN111636993B (zh) 2020-06-05 2020-06-05 一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010507531.5A CN111636993B (zh) 2020-06-05 2020-06-05 一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111636993A CN111636993A (zh) 2020-09-08
CN111636993B true CN111636993B (zh) 2021-08-24

Family

ID=72330455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010507531.5A Active CN111636993B (zh) 2020-06-05 2020-06-05 一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111636993B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2158926Y (zh) * 1993-03-20 1994-03-16 向尧之 浮筒式流水发电装置
CN1137822A (zh) * 1993-12-20 1996-12-11 托罗特拉克(开发)有限公司 关于无级变速传动的改进
CN2675957Y (zh) * 2003-12-25 2005-02-02 李钢 自锁金属链式无级变速器
CN2733029Y (zh) * 2004-07-05 2005-10-12 申录华 一种水轮机发电装置
CN2781025Y (zh) * 2003-08-28 2006-05-17 杨洪烈 蝶翼叶潜水轮机
CN201081011Y (zh) * 2007-09-26 2008-07-02 南京汽车集团有限公司 金属带式无级变速器液压系统
CN201212550Y (zh) * 2008-07-01 2009-03-25 重庆工学院 无级变速器电动调速装置
CN110017235A (zh) * 2019-05-23 2019-07-16 袁帅 一种横卧式水轮系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2158926Y (zh) * 1993-03-20 1994-03-16 向尧之 浮筒式流水发电装置
CN1137822A (zh) * 1993-12-20 1996-12-11 托罗特拉克(开发)有限公司 关于无级变速传动的改进
CN2781025Y (zh) * 2003-08-28 2006-05-17 杨洪烈 蝶翼叶潜水轮机
CN2675957Y (zh) * 2003-12-25 2005-02-02 李钢 自锁金属链式无级变速器
CN2733029Y (zh) * 2004-07-05 2005-10-12 申录华 一种水轮机发电装置
CN201081011Y (zh) * 2007-09-26 2008-07-02 南京汽车集团有限公司 金属带式无级变速器液压系统
CN201212550Y (zh) * 2008-07-01 2009-03-25 重庆工学院 无级变速器电动调速装置
CN110017235A (zh) * 2019-05-23 2019-07-16 袁帅 一种横卧式水轮系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111636993A (zh) 2020-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3822100B2 (ja) 風力発電装置
AU2013327790B2 (en) Wave energy converter
JP2021509457A (ja) カプセルブイ型波力発電機
CN102384019B (zh) 嵌套式导流罩变桨水平轴潮流发电机组
CN102650255B (zh) 一种浮箱式海浪发电装置
US20090015018A1 (en) Flow Stream Momentum Conversion Device Power Rotor
CN114033618A (zh) 一种深远海浮式风-浪-流联合发电装置
CN203685496U (zh) 静压差动调速式风电机组主传动装置
CN111636993B (zh) 一种用于洋流发电系统增速稳速系统及其增速稳速方法
KR200408970Y1 (ko) 수평 및 수직 블레이드를 이용한 복합형 풍력발전 장치
JP2018040306A (ja) 風水力発電装置
CN104976031A (zh) 高压外传螺旋凹槽发电系统
JP2013130110A (ja) 流体機械および流体プラント
CN106704085A (zh) 波浪动力机构及具有该机构的海洋波浪能发电机
CN107956644B (zh) 无电控涡轮式中型离网风力发电机
BG66263B1 (bg) Понтонна водноелектрическа централа
CN202280567U (zh) 嵌套式导流罩变桨水平轴潮流发电机组
CN113217263A (zh) 新型聚能涵道式自变距直驱波浪能发电装置
CN205256621U (zh) 一种利用多能互补供电深度可调的海洋观测装置
KR20150121417A (ko) 유체의 유동에너지 수집 장치 및 이를 이용한 수력발전기와 무동력 펌프
CN207421283U (zh) 风力发电增速齿轮箱
CN103939263A (zh) 螺旋型永磁轴承容错结构洋流发电机组
JP2013137012A (ja) 水力発電用増速装置
CN107269467B (zh) 一种全液压风-潮汐混合发电设备的控制方法
CN2900844Y (zh) 一种流水表面发电装置

Legal Events

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