CN114753959B

CN114753959B - 一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置

Info

Publication number: CN114753959B
Application number: CN202210538652.5A
Authority: CN
Inventors: 罗卫平; 孙科; 姜劲
Original assignee: Jinling Institute of Technology
Current assignee: Jinling Institute of Technology
Priority date: 2022-05-17
Filing date: 2022-05-17
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2042-05-17
Also published as: CN114753959A

Abstract

本发明公开了一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，包括：防波堤，所述防波堤中心设有月池，外边缘底部设有锚链，所述月池内设有发电机构，所述发电机构包括机架、水轮机、润滑机构、密封罩、连接轴、发电机、传感器和电机罩，所述机架固定设置于月池的内壁上；所述电机罩将发电机和传感器罩设于机架上方，所述密封罩将润滑机构罩设于机架下方；所述连接轴贯穿密封罩和机架并通过轴承固定设置于机架上。本发明通过润滑机构使得水轮机的轴承避免海水侵袭后生锈点蚀，使发电装置的寿命增加，提高了发电效率；通过给润滑机构增加调节装置，根据不同的工况，调节润滑机构的供油速度，使轴承达到最佳的润滑状态，进一步地提高了发电效率。

Description

一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置

技术领域

本发明涉及水轮发电技术领域，具体为一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置。

背景技术

防波堤是人工掩护的沿海港口的重要组成部分，可以阻断波浪的冲击力，维持水面的平稳。将水轮机发电装置安装在防波堤的月池之内，在海浪的作用下，水轮机不断地转动，因此固定水轮机的轴承极易发生磨损而失效，导致水轮机不能正常运转，影响发电效率；因此定期给水轮机的轴承加润滑油非常重要，由于该水轮机发电装置用于海上，不便于人工给轴承定期加润滑油。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，可以不间断地给轴承提供润滑油，克服人工作业耗时多，周期长，成本高的问题，提高了轴承的寿命，保证了水轮机正常运转，增加了水轮机的发电效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征在于：包括：防波提，所述防波堤中心设有月池，外边缘底部设有锚链，所述月池内设有发电机构，所述发电机构包括机架、水轮机、润滑机构、密封罩、连接轴、发电机、传感器和电机罩，所述机架固定设置于月池的内壁上；所述电机罩将发电机和传感器罩设于机架上方，所述密封罩将润滑机构罩设于机架下方；所述连接轴贯穿密封罩和机架并通过轴承固定设置于机架上，其从上到下依次固定有中心锥齿轮和中心齿轮，所述发电机的轴端设有左锥齿轮，所述传感器轴端设有右锥齿轮，所述左锥齿轮与中心锥齿轮为齿轮副啮合，所述右锥齿轮与中心锥齿轮为齿轮副啮合；所述水轮机的主轴和连接轴底端连接，所述水轮机在水流作用下可沿轴线自由转动。

进一步的，所述润滑机构包括右螺旋齿滚轴、左螺旋齿滚轴、轴套、上扇形齿套、下扇形齿套和油管，所述轴套数量为4个，分别固定在密封罩底面和机架底部，所述右螺旋齿滚轴和左螺旋齿滚轴两端分别插入对应的上下轴套内并可自由转动；

所述上扇形齿套和下扇形齿套均包含扇形齿轮，所述扇形齿轮同轴方向固定设有轴，垂直方向设有管套，所述上扇形齿套和下扇形齿套的轴分别插入上下两个轴套中，并与轴套形成转动副；所述油管下端插入到下扇形齿的管套中并固定，上端穿过上扇形齿的管套且固定在水轮机的轴承上方，中间部位位于右螺旋齿滚轴和左螺旋齿滚轴之间，并受右螺旋齿滚轴和左螺旋齿滚轴的螺旋齿同步挤压；

所述右螺旋齿滚轴和左螺旋齿滚轴的顶部分别固定设有左齿轮和右齿轮，所述左齿轮分别和连接轴上的中心齿轮及右齿轮均和相啮合形成齿轮副。

进一步的，所述左齿轮和右齿轮的齿数相同，旋转方向相反。

进一步的，所述润滑机构还包括调节机构，所述调节机构包括丝杠、光轴和齿条块，所述齿条块数量为2个，分别和上扇形齿套和下扇形齿套啮合；所述齿条块内部设有两个孔，分别为光孔和螺纹孔，所述光轴贯穿于2个齿条块的光孔中，所述丝杠贯穿于2个齿条块的螺纹孔中，所述丝杠的螺纹分为上下两段，上段螺纹为左旋，下段螺纹为右旋；所述光轴、丝杠和密封罩底面、机架接触的位置均设有座套，所述光轴和丝杠的两端分别插入座套中；所述丝杠顶部伸出机架并设有手柄。

进一步的，所述水轮机的主轴和连接轴底端通过法兰连接。

进一步的，所述密封罩底部和连接轴接触处有密封圈。

进一步的，所述轴套和密封罩、机架通过螺栓固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过润滑机构使得水轮机的轴承避免海水侵袭后生锈点蚀，使发电装置的寿命增加，提高了发电效率；通过给润滑机构增加调节装置，根据不同的工况，调节润滑机构的供油速度，使轴承达到最佳的润滑状态，进一步地提高了发电效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明水轮机发电装置爆炸图；

图3为本发明发电机构结构示意图；

图4为本发明润滑机构结构示意图；

图5为本发明扇形齿轴套结构示意图；

图6为本发明丝杆结构示意图；

图7为本发明连接轴结构示意图；

图8为本发明齿条块结构示意图；

图9为本发明轴套结构示意图；

图10为本发明左螺旋齿滚轴结构示意图；

图11为本发明左、右螺旋齿滚轴挤压状态示意图；

图12为本发明油管处于最大给油状态示意图

图13为本发明油管偏离中心面状态示意图。

图中：1、防波堤；2、月池；3、锚链；4、发电机构；

41、机架；42、水轮机；43、密封罩；44、发电机；45、传感器；46、连接轴；47、润滑机构；48、电机罩；

4401、左锥齿轮；4501、右锥齿轮；

4601、中心锥齿轮；4602、中心齿轮；4603、轴承；4604、密封圈；

4701、右螺旋齿滚轴；4702、左螺旋齿滚轴；4703、轴套；4704、上扇形齿套；4705、下扇形齿套；4706、齿条块；4707、丝杠、4708、光轴；4709、左齿轮；4710、右齿轮；4711、座套；4712、油管；

4704a、扇形齿轮；4704b、轴；4704c、管套；

4706a、螺纹孔、4706b、光孔；

4707a、手柄；4707b、左旋螺纹；4707c、右旋螺纹。

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。

本发明提供一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，可以不间断地给轴承提供润滑油，提高了轴承的寿命，保证了水轮机正常运转，增加了水轮机的发电效率。

如图1所示，一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，包括：防波堤1，所述防波堤1中心设有月池2，外边缘底部设有锚链3，所述月池2内设有发电机构4。

如图2和图3所示，所述发电机构4包括机架41、水轮机42、润滑机构47、密封罩43、连接轴46、发电机44、传感器45和电机罩48，所述机架41固定设置于月池2的内壁上且距离水线上2米左右；所述电机罩48将发电机44和传感器45罩设于机架41上方，所述密封罩43将润滑机构47罩设于机架41下方。如图4和图7所示，所述连接轴46贯穿密封罩43和机架41并通过轴承4603固定设置于机架41上，其从上到下依次固定有中心锥齿轮4601和中心齿轮4602，所述密封罩43底部和连接轴46接触处有密封圈4604。所述发电机44的轴端设有左锥齿轮4401，所述传感器45轴端设有右锥齿轮4501，所述左锥齿轮4401与中心锥齿轮4601为齿轮副啮合，所述右锥齿轮4501与中心锥齿轮4601为齿轮副啮合；所述水轮机42的主轴和连接轴46底端通过法兰连接，所述水轮机42在水流的作用下可沿轴线自由转动。

如图4和图9所示，所述润滑机构47包括右螺旋齿滚轴4701、左螺旋齿滚轴4702、轴套4703、上扇形齿套4704、下扇形齿套4705和油管4712。所述轴套4703数量为4个，分别通过螺栓固定连接在密封罩43底面和机架41底部，所述右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702两端分别插入对应的上下轴套4703内并可自由转动。

如图5所示，所述上扇形齿套4704和下扇形齿套4705均包含扇形齿轮4704a，所述扇形齿轮4704a同轴方向固定设有轴4704b，垂直方向设有管套4704c，所述上扇形齿套4704和下扇形齿套4705的轴4704b分别插入上下两个轴套4703中，并与轴套4703形成转动副；所述油管4712下端插入到下扇形齿的管套4704c中并固定，上端穿过上扇形齿套4704的管套4704c且固定在水轮机42的轴承4603上方，中间部位位于右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702之间，并受右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702的螺旋齿同步挤压。

如图4和图10所示，所述右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702的顶部分别固定设有左齿轮4709和右齿轮4710，所述左齿轮4709分别和连接轴46上的中心齿轮4602及右齿轮4710相啮合形成齿轮副；所述左齿轮4709和右齿轮4710的齿数相同，旋转方向相反。

当所述水轮机42转动时带动连接轴46上的中心齿轮4602转动，通过中心齿轮4602与左齿轮4709的啮合以及左齿轮4709与右齿轮4710的啮合，使所述右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702做同速反向转动；所述油管4712在同一位置高度受右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702的螺旋齿同步挤压；随着右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702的转动，完成对油管4712从下到上的连续挤压，并周期性反复，从而将所述密封罩43底部油池内的润滑油吸入到油管4712并滴入轴承4603内，实现对轴承4603的连续润滑。

为了达到轴承4603润滑的最佳效果，需要调节润滑油滴入轴承4603的速度，因此本润滑机构47中还设有调节机构，通过调节右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702对油管4712的挤压力达到控制润滑油的供给速度。所述调节机构包括丝杠4707、光轴4708和齿条块4706，所述齿条块4706数量为2个，分别和上扇形齿套4704和下扇形齿套4705啮合；如图8所示，所述齿条块4706内部设有两个孔，分别为光孔4706b和螺纹孔4706a，所述光轴4708贯穿于2个齿条块4706的光孔4706b中，所述丝杠4707贯穿于2个齿条块4706的螺纹孔4706a中。如图6所示，所述丝杠4707的螺纹分为上下两段，上段螺纹为左旋螺纹4707b，下段螺纹为左旋螺纹4707c；所述光轴4708、丝杠4707和密封罩43底面、机架41接触的位置均设有座套4711，所述光轴4708和丝杠4707的两端分别插入座套4711中；所述丝杠4707顶部伸出机架41并设有手柄4707a。

如图4、图11-13所示，当需要调节润滑油的给油速度时，顺时针转动丝杠4707的手柄4707a，上端齿条块4706在丝杠4707的作用下向下移动，带动上扇形齿套4704顺时针转动；下端齿条块4706在丝杠4707的作用下向上移动，带动下扇形齿套4705逆时针转动；所述油管4712在上扇形齿套4704和下扇形齿套4705的作用下逐渐偏离中心面，所述右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702对油管4712的挤压力逐渐变小，降低了润滑油的给油速度；如需增加润滑油的给油速度，再反向旋转手柄4707a，上端齿条块4706在丝杠4707的作用下向上移动，带动上扇形轴套4703逆时针转动；下端齿条块4706在丝杠4707的作用下向下移动，带动下扇形齿套4705顺时针转动；所述油管4712在上下扇形齿套4705的作用下逐渐靠近中心面，所述右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702对油管4712的挤压力逐渐变大，增加了润滑油的给油速度。

工作原理：在水流的作用下，所述水轮机42转动，再通过锥齿轮组的传动带动发电机44发电，将水能转化为电能；同时通过齿轮组及右螺旋齿滚轴4701和左螺旋齿滚轴4702的结构，可将密封罩43底部油池内的润滑油不断输送到轴承4603中，实现对水轮机42的轴承4603进行润滑，保证水轮机42运转顺畅，提高了发电效率；通过所述齿条块4706、上扇形齿套4704和下扇形齿套4705的设计可以调节润滑油的供油速度，从而保证最佳润滑效果，进一步提高了发电效率。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征在于：包括：防波堤（1），所述防波堤（1）中心设有月池（2），外边缘底部设有锚链（3），所述月池（2）内设有发电机构（4），所述发电机构（4）包括机架（41）、水轮机（42）、润滑机构（47）、密封罩（43）、连接轴（46）、发电机（44）、传感器（45）和电机罩（48），所述机架（41）固定设置于月池（2）的内壁上；所述电机罩（48）将发电机（44）和传感器（45）罩设于机架（41）上方，所述密封罩（43）将润滑机构（47）罩设于机架（41）下方；所述连接轴（46）贯穿密封罩（43）和机架（41）并通过轴承（4603）固定设置于机架（41）上，其从上到下依次固定有中心锥齿轮（4601）和中心齿轮（4602），所述发电机（44）的轴端设有左锥齿轮（4401），所述传感器（45）轴端设有右锥齿轮（4501），所述左锥齿轮（4401）与中心锥齿轮（4601）为齿轮副啮合，所述右锥齿轮（4501）与中心锥齿轮（4601）为齿轮副啮合；所述水轮机（42）的主轴和连接轴（46）底端连接，所述水轮机（42）可沿轴线自由转动；

所述润滑机构（47）包括右螺旋齿滚轴（4701）、左螺旋齿滚轴（4702）、轴套（4703）、上扇形齿套（4704）、下扇形齿套（4705）和油管（4712），所述轴套（4703）数量为4个，分别固定在密封罩（43）底面和机架（41）底部，所述右螺旋齿滚轴（4701）和左螺旋齿滚轴（4702）两端分别插入对应的上下轴套（4703）内并可自由转动；

所述上扇形齿套（4704）和下扇形齿套（4705）均包含扇形齿轮（4704a），所述扇形齿轮（4704a）同轴方向固定设有轴（4704b），垂直方向设有管套（4704c），所述上扇形齿套（4704）和下扇形齿套（4705）的轴（4704b）分别插入上下两个轴套（4703）中，并与轴套（4703）形成转动副；所述油管（4712）下端插入到下扇形齿套（4705）的管套（4704c）中并固定，上端穿过上扇形齿套（4704）的管套（4704c）且固定在水轮机（42）的轴承（4603）上方，中间部位位于右螺旋齿滚轴（4701）和左螺旋齿滚轴（4702）之间，并受右螺旋齿滚轴（4701）和左螺旋齿滚轴（4702）的螺旋齿同步挤压；

所述右螺旋齿滚轴（4701）和左螺旋齿滚轴（4702）的顶部分别固定设有左齿轮（4709）和右齿轮（4710），所述左齿轮（4709）分别和连接轴（46）上的中心齿轮（4602）及右齿轮（4710）均和相啮合形成齿轮副。

2.根据权利要求1所述的一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征是：所述左齿轮（4709）和右齿轮（4710）的齿数相同，旋转方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征是：所述润滑机构（47）还包括调节机构，所述调节机构包括丝杠（4707）、光轴（4708）和齿条块（4706），所述齿条块（4706）数量为2个，分别和上扇形齿套（4704）和下扇形齿套（4705）啮合；所述齿条块（4706）内部设有两个孔，分别为光孔（4706b）和螺纹孔（4706a），所述光轴（4708）贯穿于2个齿条块（4706）的光孔（4706b）中，所述丝杠（4707）贯穿于2个齿条块（4706）的螺纹孔（4706a）中，所述丝杠（4707）的螺纹分为上下两段，上段螺纹为左旋螺纹（4707b），下段螺纹为右旋螺纹（4707c）；所述光轴（4708）、丝杠（4707）和密封罩（43）底面、机架（41）接触的位置均设有座套（4711），所述光轴（4708）和丝杠（4707）的两端分别插入座套（4711）中；所述丝杠（4707）顶部伸出机架（41）并设有手柄（4707a）。

4.根据权利要求1所述的一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征是：所述水轮机（42）的主轴和连接轴（46）底端通过法兰连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征是：所述密封罩（43）底部和连接轴（46）接触处有密封圈（4604）。

6.根据权利要求2所述的一种基于防波堤的自润滑水轮机发电装置，其特征是：所述轴套（4703）和密封罩（43）、机架（41）通过螺栓固定连接。