CN208396862U - 一种半直驱式潮流能机组传动链及包括其的潮流能机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半直驱式潮流能机组传动链及包括其的潮流能机组，属于潮流能机组设备领域。包括依次连接的轮毂、齿轮箱、连接舱、发电机和尾舱，所述轮毂和齿轮箱之间通过主轴连接并在连接处设置有动密封，所述齿轮箱为半直驱式齿轮箱，所述轮毂上安装有变桨机构，所述变桨机构可实现变桨角度为0°～270°。本实用新型提供一种半直驱式潮流能发电机组传动链，满足潮流能发电的要求，并且精确控制变桨，确保准确和安全，有效降低机组失效风险并精确控制变桨，实现机组安全可靠运转。

Description

一种半直驱式潮流能机组传动链及包括其的潮流能机组

技术领域

本实用新型涉及潮流能机组设备领域，特别是涉及一种半直驱式潮流能机组传动链及包括其的潮流能机组。

背景技术

我国海域辽阔，海洋中蕴藏着巨大的能量，潮流能属于其中的一种能量，可以通过海流计等进行测量和预测，所以开发和利用潮流能机组来发电逐渐兴起并成为趋势。流速驱动叶轮旋转，通过齿轮箱增速机构将潮流能转化为机械能，在经过发电机转化为电能，目前半直驱式的结构已经在类似潮流能的风能领域得到相当的检验和应用。

目前针对潮流能机组，大部分厂家采用的是多个小型机组集中使用来发电，无形中增加了失效环节。有的厂家采用双叶轮结构来间接实现偏航，虽然可以接受双向水流的能量，但是增加了叶轮和叶片的成本。目前尚没有一个整体的集中应用解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无需偏航、精确变桨并能有效降低失效风险并实现机组安全可靠运转的半直驱式潮流能机组传动链及包括其的潮流能机组。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种半直驱式潮流能机组传动链，包括依次连接的轮毂、齿轮箱、连接舱、发电机和尾舱，所述轮毂和齿轮箱之间通过主轴连接并在连接处设置有动密封，所述齿轮箱为半直驱式齿轮箱，所述轮毂上安装有变桨机构，所述变桨机构可实现变桨角度为0°～270°。

进一步地，所述半直驱式齿轮箱包括两级行星轮系传动机构。

进一步地，所述连接舱连接前部的轮毂、齿轮箱以及后部的发电机和尾舱，所述连接舱中还设置有振动传感器和温度传感器。

进一步地，还包括安装在所述轮毂和尾舱之间的分段式穿线管轴。

进一步地，所述穿线管轴为分段式穿线管轴，所述穿线管轴包括轴向的十字花键式连接的前管轴和后管轴，所述前管轴和后管轴靠近连接处分别连接有支撑轴承。

进一步地，所述前管轴的后端设置有两个缺口，所述后管轴的前端设置有两个凸起用于与所述缺口配合连接，配合连接处设有0.5mm的公差间隙。

进一步地，所述齿轮箱中，主轴上连接有主轴轴承，所述主轴轴承通过设置在连接舱中的润滑系统进行强制喷油润滑。

进一步地，所述发电机为中速发电机。

进一步地，所述动密封处的主轴外侧周向设置有防护罩，所述防护罩的一端与所述齿轮箱连接，所述防护罩上设置有通孔。

进一步地，所述防护罩为三个周向相连的弧形瓣体结构连接而成，连接方式为螺栓连接。

另一方面，提供一种潮流能发电机组，包括所述的半直驱式潮流能机组传动链，还包括用于支撑和安装所述半直驱式潮流能机组传动链的支撑机构，所述支撑机构包括双柱龙门结构和能在双柱龙门结构两侧立柱上上下移动的升降机构，所述升降机构为T型结构，所述升降机构包括与两侧立柱可移动连接的横杆和连接在横杆中部的竖杆，所述竖杆的另一端用于与所述半直驱式潮流能机组传动链连接。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型提供一种半直驱式潮流能发电机组传动链，满足潮流能发电的要求，并且精确控制变桨，确保准确和安全，有效降低机组失效风险并精确控制变桨，实现机组安全可靠运转。

(2)本实用新型采用旋转动密封机构解决密封问题；采用专用升降和变桨机构来保证机组安全。

(3)本实用新型采用分段式穿线管轴来解决细长轴挠曲变形的问题，并能传递适当的扭矩并便于视觉盲区装配，同时连接处预留公差间隙避免过定位因为的干涉风险，并在前管轴和后管轴靠近连接处安装支撑轴承保证轴段刚度。

(4)本实用新型在主轴的动密封处的外周设置防护罩，既保证水流进出，又能防止浮游生物进入或附着动密封部件造成橡胶件损坏，同时又可实现定期拆卸清理内外部污物，解决了在旋转轴和固定座之间防止浮游生物进入破坏密封结构的问题；而优选采用三个弧形瓣式结构组成的管状的防护罩，三个弧形瓣式结构作为一个整体借助螺栓连接到齿轮箱箱体上，使其在紧凑的空间内便于拆卸。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的半直驱式潮流能机组传动链的结构示意图；

图2是本实用新型的半直驱式潮流能机组传动链的剖视结构示意图；

图3是本实用新型的穿线管轴的前管轴的结构示意图；

图4是本实用新型的防护罩部分结构放大示意图；

图5是本实用新型的半直驱式潮流能机组传动链的安装结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种半直驱式潮流能机组传动链的实施例，如图1至图5所示，本实用新型提供一种半直驱式潮流能机组传动链，包括依次连接的轮毂1、齿轮箱2、连接舱3、发电机4和尾舱5，轮毂1和齿轮箱2之间通过主轴连接并在连接处设置有动密封8，齿轮箱2为半直驱式齿轮箱，轮毂1上安装有变桨机构，变桨机构可实现变桨角度为0°～270°。

本实用新型在使用时，轮毂1承担安装变桨机构和连接叶片6与主轴的作用，变桨机构可以实现的变桨角度为0°～270°，可以适应一天中正反两个方向流动的潮流，可不必设置偏航结构，半直驱式齿轮箱是机组的核心部件，除含有主轴、齿轮、轴承等起增速功能的部件，还有动密封、联轴器等组件，用于确保机组的平稳运行，动密封设计可以实现可靠密封满足潮流能机组发电的基本要求。尾舱用于存放电控柜以及设置机组的海缆出线等。本实用新型不仅可以通过单个大型机组实现发电，而且具备无需偏航结构、精确变桨、可靠密封的特点，有效降低机组失效风险并精确控制变桨，实现机组安全可靠运转。

变桨机构的所有部件都安装在轮毂1上，变桨机构通过控制叶片的角度来控制轮毂的转速，进而控制机组的输出功率，并能够通过水流动力制动的方式使风机安全停机。

现有技术中的变桨机构一般的变桨角度为0～89°，本发明的变桨角度为0°～270°，且无需偏航，变桨更准确。

为了实现较大的传动比，半直驱式齿轮箱包括两级行星轮系传动机构。采用两级行星轮系传动机构，实现了较大的传动比并且具有很好的强度，半直驱式齿轮箱既避免了易于损坏的高速旋转级部件，又可以实现增速。

用以承前启后，连接舱3连接前部的轮毂1、齿轮箱2以及后部的发电机4和尾舱5，连接舱中还设置有振动传感器和温度传感器。振动传感器和温度传感器用于检测设备本身。

进一步地，连接舱3内设置有穿线管轴40，穿线管轴40的前段连接在齿轮箱2中，穿线管轴40的后段连接在发电机4中。

为了解决细长轴挠曲变形的问题，穿线管轴40为分段式穿线管轴，穿线管轴40包括轴向的十字花键式连接的前管轴401和后管轴，前管轴401和后管轴靠近连接处分别连接有支撑轴承。分段式设计不仅解决细长轴挠曲变形的问题还可以解决干涉问题，同时前管轴和后管轴靠近连接处的支撑轴承保证轴段刚度。

进一步地，前管轴401的后端设置有两个缺口4010，后管轴的前端设置有两个凸起用于与缺口配合连接，配合连接处设有0.5mm的公差间隙。前管轴401的两个缺口4010使前管轴401的后端形成两个凸缘，凸缘和后管轴的凸起配合连接，形成十字花键式连接。该种结构既使得在视觉盲区便于装配，又可以传递适当的扭矩，设计时凸起和缺口的配合中间预留有0.5mm的间隙公差，防止过定位引起干涉。

进一步地，主轴上连接有主轴轴承，主轴与主轴轴承之间设置有润滑系统。主轴轴承采用强制喷油润滑。

为了更好的适用于潮流能机组，发电机4为中速发电机。中速发电机与半直驱式齿轮箱配合，既避免了易于损坏的高速旋转级部件，又可以实现增速。发电机用于转化机械能为电能。

为了防止浮游生物寄生，动密封8处的主轴外侧周向设置有防护罩7，防护罩7的一端与齿轮箱连接，防护罩7上设置有通孔。防护罩既可以防止浮游生物寄生，既能保护生物安全，又可防止动密封的结构被损坏。

为了方便拆卸和维修动密封处，防护罩7为三个周向相连的弧形瓣体结构70连接而成，连接方式为螺栓连接。

本实用新型在使用时，轮毂1承担安装变桨机构和连接叶片6与主轴的作用，变桨机构可以实现的变桨角度为0°～270°，可以适应一天中正反两个方向流动的潮流，可不必设置偏航结构；半直驱式齿轮箱是机组的核心部件，采用两级行星轮系传动机构，实现了较大的传动比并且具有很好的强度，半直驱式齿轮箱既避免了易于损坏的高速旋转级部件，又可以实现增速。半直驱式齿轮箱除含有主轴、齿轮、轴承等起增速功能的部件，还有动密封、联轴器等组件，用于确保机组的平稳运行；分段式穿线管轴设计不仅解决细长轴挠曲变形的问题还可以解决干涉问题；动密封设计可以实现可靠密封，满足潮流能机组的水下运转；在动密封处的管轴外侧设置防护罩，既可以防止浮游生物寄生，既能保护生物安全，又可防止动密封的结构被损坏。尾舱用于存放电控柜以及设置机组的海缆出线等。本实用新型不仅可以通过单个大型机组实现发电，而且具备无需偏航结构、精确变桨、可靠密封的特点，有效降低机组失效风险并精确控制变桨，实现机组安全可靠运转。

另一方面，提供一种潮流能发电机组，包括上述的半直驱式潮流能机组传动链，还包括用于支撑和安装半直驱式潮流能机组传动链的支撑机构，支撑机构包括双柱龙门结构30和能在双柱龙门结构30两侧立柱上上下移动的升降机构20，升降机构为T型结构，升降机构包括与两侧立柱可移动连接的横杆和连接在横杆中部的竖杆，竖杆的另一端用于与半直驱式潮流能机组传动链10连接。

双柱龙门结构的下方为海水，用于固定和支撑整个机组，并作为机组的基础方便机组升降。T型升降机构，在双柱龙门结构的两侧立柱上上下移动以使得潮流能机组沉入海中发电或浮出水面检修。

本实用新型可以实现变桨功能，更加精确控制来保证机组安全，避免发生安全事故，并能全面实现机组整体的密封和升降等功能，而且更加实用，能满足潮流能发电的要求，并且精确控制变桨，确保准确和安全，不会对海域产生危害。采用旋转动密封机构解决密封问题；采用专用升降和变桨机构来保证机组安全。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种半直驱式潮流能机组传动链，包括依次连接的轮毂、齿轮箱、连接舱、发电机和尾舱，其特征在于，所述轮毂和齿轮箱之间通过主轴连接并在连接处设置有动密封，所述齿轮箱为半直驱式齿轮箱，所述轮毂上安装有变桨机构，所述变桨机构可实现变桨角度为0°～270°。

2.根据权利要求1所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述半直驱式齿轮箱包括两级行星轮系传动机构。

3.根据权利要求1所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述连接舱连接前部的轮毂、齿轮箱以及后部的发电机和尾舱，所述连接舱中还设置有振动传感器和温度传感器。

4.根据权利要求1所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，还包括安装在所述轮毂和尾舱之间的分段式穿线管轴，所述穿线管轴包括轴向的十字花键式连接的前管轴和后管轴，所述前管轴和后管轴靠近连接处分别连接有支撑轴承。

5.根据权利要求4所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述前管轴的后端设置有两个缺口，所述后管轴的前端设置有两个凸起用于与所述缺口配合连接，配合连接处设有0.5mm的公差间隙。

6.根据权利要求1所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述齿轮箱中，主轴上连接有主轴轴承，所述主轴轴承通过设置在连接舱中的润滑系统进行强制喷油润滑。

7.根据权利要求1所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述发电机为中速发电机。

8.根据权利要求1至7任一所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述动密封处的主轴外侧周向设置有防护罩，所述防护罩的一端与所述齿轮箱连接，所述防护罩上设置有通孔。

9.根据权利要求8所述的半直驱式潮流能机组传动链，其特征在于，所述防护罩为三个周向相连的弧形瓣体结构连接而成，连接方式为螺栓连接。

10.一种潮流能发电机组，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的半直驱式潮流能机组传动链，还包括用于支撑和安装所述半直驱式潮流能机组传动链的支撑机构，所述支撑机构包括双柱龙门结构和能在双柱龙门结构两侧立柱上上下移动的升降机构，所述升降机构为T型结构，所述升降机构包括与两侧立柱可移动连接的横杆和连接在横杆中部的竖杆，所述竖杆的另一端用于与所述半直驱式潮流能机组传动链连接。