低速垂直軸水流發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及發(fā)電機，具體涉及低速垂直軸水流發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋、江河等的水流動，蘊含著巨大的能量，并且其流動時間的年時數(shù)較高。普通海域的海水流速，多在0.5?2m/s，其能量密度相當于4.7m/s?18.7m/s的風能，將其有效利用后，年可利用發(fā)電時間將遠大于風電。
[0003]目前海洋能的利用，大多集中在波浪、潮汐發(fā)電等，所利用的能量的能量密度低，且間歇性大。直接利用水流的動能發(fā)電，不僅能量密度大，而且可利用時間長，但目前其技術(shù)罕見且不成熟，少量已公開的利用水流能量發(fā)電裝置的設(shè)想，為阻力型水輪或類似于水平軸風機的水輪，在發(fā)電效率等方面有待改善。
[0004]如專利申請?zhí)枮镃N201320591649.6的專利文獻公開了一種水流發(fā)電機，包括浮標和發(fā)電機組，浮標通過繩索與發(fā)電機組的外置轉(zhuǎn)輪連接，兩個相同發(fā)電機組結(jié)構(gòu)相對放置，外面是防水罩，浮標通過繩索帶動外置轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機組里面還裝有一個螺旋彈性裝置和發(fā)電機。
[0005]上述專利文獻利用浮標帶動外置轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，該種方式水能利用率較低。而且現(xiàn)有的水力發(fā)電設(shè)備水下密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封效果不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對上述問題，克服至少一個不足，提出了一種低速垂直軸水流發(fā)電機。解決現(xiàn)有水力發(fā)電設(shè)備在低流速環(huán)境下效率較低的問題。
[0007]本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
[0008]—種低速垂直軸水流發(fā)電機，包括:
[0009]支架；
[0010]主軸，固定在所述支架上；
[0011]轉(zhuǎn)動套筒，與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合；
[0012]多個葉片，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行。
[0013]轉(zhuǎn)動套筒與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行，這種垂直軸水輪結(jié)構(gòu)，對水流方向無要求，發(fā)電效率較高；實際運用時可以采用升力型葉片，來進一步提高水輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電效率。
[0014]進一步的，所述轉(zhuǎn)動套筒一端封閉，一端開口，所述主軸的下部伸入所述轉(zhuǎn)動套筒中。
[0015]轉(zhuǎn)動套筒一端密封，這種結(jié)構(gòu)使得轉(zhuǎn)動套筒與主軸之間的傳動件完全位于密封空間中，無海水腐蝕影響。且安裝時轉(zhuǎn)動套筒的封閉端位于水位線下方，轉(zhuǎn)動套筒的開口端位于水位線上方。
[0016]進一步的，所述主軸上安裝有多個軸承，所述軸承外套在主軸上且軸承的內(nèi)圈與主軸相對固定；所述轉(zhuǎn)動套筒的內(nèi)側(cè)壁具有多個用于容納所述軸承的圓柱狀的限位空間。
[0017]通過軸承能夠有效減少摩擦，提高發(fā)電效率，使得轉(zhuǎn)動套筒能夠較好的相對主軸轉(zhuǎn)動。
[0018]進一步的，所述轉(zhuǎn)動套筒包括多個輪轂部，相鄰兩個輪轂部之間通過套管相對固定；各輪轂部的內(nèi)腔構(gòu)成所述限位空間，最上端的輪轂部的上端固定有向主軸上端延伸的套管，最下端的輪轂部固定有使轉(zhuǎn)動套筒下端閉合的密封件。
[0019]通過設(shè)置輪轂部能夠較好的形成限位空間，且多個輪轂部的設(shè)計能夠保證轉(zhuǎn)動套筒能夠較好的相對主軸轉(zhuǎn)動；相鄰兩個輪轂部之間通過套管相對固定，既傳遞扭矩也保證上下輪轂同步。最上端的輪轂部的上端固定有向主軸上端延伸的套管，通過該套管與發(fā)電機配合驅(qū)動相應(yīng)組件運動，密封件能夠保證轉(zhuǎn)動套筒下端閉合。
[0020]進一步的，還包括設(shè)置在主軸上的發(fā)電機；所述發(fā)電機包括與主軸相對固定的定子組件，以及與所述轉(zhuǎn)動套筒上端相對固定的轉(zhuǎn)子組件。
[0021]轉(zhuǎn)動套筒轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)子組件相對定子組件轉(zhuǎn)動，從而切割磁感線，完成發(fā)電工作。于實際運用時，發(fā)電機可以為外磁鋼轉(zhuǎn)子式。
[0022]進一步的，所述轉(zhuǎn)子組件遠離葉片的一側(cè)與主軸之間具有動密封結(jié)構(gòu)。
[0023]進一步的，還包括浮箱，所述支架固定在浮箱上，且葉片均位于浮箱的下方。
[0024]通過設(shè)置浮箱能夠自動調(diào)節(jié)水輪深度，保證動密封始終位于水位線上方，避免海水等從動密封結(jié)構(gòu)處滲入發(fā)電機和軸承等，引發(fā)故障；且采用浮箱作為基礎(chǔ)，能夠有效利用表層流。
[0025]進一步的，所述浮箱上固定與外部結(jié)構(gòu)相固定的限位桿。
[0026]浮箱可以通過限位桿限位，能夠有效降低浮箱及發(fā)電機的顛簸，實際運用時，限位桿可固定于海底，也可固定于從岸邊伸出的支架上。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:轉(zhuǎn)動套筒與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行，這種垂直軸水輪結(jié)構(gòu)，對水流方向無要求，發(fā)電效率較高；實際運用時可以采用升力型葉片，來進一步提高水輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電效率。
【附圖說明】
:
[0028]圖1是本發(fā)明低速垂直軸水流發(fā)電機的示意圖。
[0029]圖中各附圖標記為:
[0030]1、限位桿，2、浮箱，3、支架，4、轉(zhuǎn)子組件，5、定子組件，6、動密封結(jié)構(gòu)，7、主軸，8、水位線，9、轉(zhuǎn)動套筒，10、套管，11、葉片，12、支撐桿，13、輪轂部，14、限位空間，15、軸承，16、密封件。
【具體實施方式】
:
[0031]下面結(jié)合各附圖，對本發(fā)明做詳細描述。
[0032]如圖1所示，一種低速垂直軸水流發(fā)電機，包括:
[0033]支架3 ；
[0034]主軸7，固定在支架3上；
[0035]轉(zhuǎn)動套筒9，與主軸7轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒9的軸線與主軸的軸線重合；
[0036]多個葉片11，各葉片通過支撐桿12固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸7的軸線平行。
[0037]本實施例中，轉(zhuǎn)動套筒9 一端封閉，一端開口，主軸7的下部伸入轉(zhuǎn)動套筒中。轉(zhuǎn)動套筒一端密封，這種結(jié)構(gòu)使得轉(zhuǎn)動套筒與主軸之間的傳動件完全位于密封空間中，無海水腐蝕影響。且安裝時轉(zhuǎn)動套筒9的封閉端位于水位線8下方，轉(zhuǎn)動套筒的開口端位于水位線8上方。
[0038]本實施例中，主軸上安裝有多個軸承15，軸承外套在主軸上且軸承的內(nèi)圈與主軸相對固定；轉(zhuǎn)動套筒的內(nèi)側(cè)壁具有多個用于容納軸承的圓柱狀的限位空間14。通過軸承能夠有效減少摩擦，提高發(fā)電效率，使得轉(zhuǎn)動套筒能夠較好的相對主軸轉(zhuǎn)動。
[0039]本實施例中，轉(zhuǎn)動套筒9包括多個輪轂部13，相鄰兩個輪轂部13之間通過套管10相對固定；各輪轂部的內(nèi)腔構(gòu)成限位空間14，最上端的輪轂部的上端固定有向主軸上端延伸的套管10，最下端的輪轂部固定有使轉(zhuǎn)動套筒下端閉合的密封件16。通過設(shè)置輪轂部能夠較好的形成限位空間，且多個輪轂部的設(shè)計能夠保證轉(zhuǎn)動套筒能夠較好的相對主軸轉(zhuǎn)動；相鄰兩個輪轂部之間通過套管相對固定，既傳遞扭矩也保證上下輪轂同步。最上端的輪轂部的上端固定有向主軸上端延伸的套管，通過該套管與發(fā)電機配合驅(qū)動相應(yīng)組件運動，密封件能夠保證轉(zhuǎn)動套筒下端閉合。
[0040]低速垂直軸水流發(fā)電機還包括設(shè)置在主軸上的發(fā)電機；發(fā)電機包括與主軸7相對固定的定子組件5，以及與轉(zhuǎn)動套筒9上端相對固定的轉(zhuǎn)子組件4。轉(zhuǎn)動套筒轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)子組件相對定子組件轉(zhuǎn)動，從而切割磁感線，完成發(fā)電工作。于實際運用時，發(fā)電機可以為外磁鋼轉(zhuǎn)子式。
[0041]本實施例中，轉(zhuǎn)子組件4遠離葉片的一側(cè)與主軸之間具有動密封結(jié)構(gòu)6，如圖所示，動密封結(jié)構(gòu)為迷宮結(jié)構(gòu)，動密封采用非接觸式的迷宮結(jié)構(gòu)，能夠有效減小摩擦阻力，增加發(fā)電效率。
[0042]本實施例中，低速垂直軸水流發(fā)電機還包括還包括浮箱2，支架3固定在浮箱上，且葉片11均位于浮箱的下方；浮箱2上固定與外部結(jié)構(gòu)相固定的限位桿I。通過設(shè)置浮箱能夠自動調(diào)節(jié)水輪深度，保證動密封始終位于水位線上方，避免海水等從動密封結(jié)構(gòu)處滲入發(fā)電機和軸承等，引發(fā)故障；且采用浮箱作為基礎(chǔ)，能夠有效利用表層流。浮箱可以通過限位桿限位，能夠有效降低浮箱及發(fā)電機的顛簸，實際運用時，限位桿可固定于海底，也可固定于從岸邊伸出的支架上。
[0043]本實施例中，轉(zhuǎn)動套筒與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行，這種垂直軸水輪結(jié)構(gòu)，對水流方向無要求，發(fā)電效率較高；實際運用時可以采用升力型葉片，來進一步提高水輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電效率。
[0044]本實施例的低速垂直軸水流發(fā)電機也可用于船用，此時可省浮箱及限位桿(用船體替代)，只需將主軸伸長，并鉸連接于船體，以便行使時收起，停泊時通過鉸連接放下?’為方便維護，軸承加注孔及泄油孔在內(nèi)側(cè)，在主軸上預(yù)先接好相應(yīng)細管，就可在頂部利用油栗進行維護。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此即限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，包括: 支架； 主軸，固定在所述支架上； 轉(zhuǎn)動套筒，與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合； 多個葉片，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行。2.如權(quán)利要求1所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動套筒一端封閉，一端開口，所述主軸的下部伸入所述轉(zhuǎn)動套筒中。3.如權(quán)利要求2所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，所述主軸上安裝有多個軸承，所述軸承外套在主軸上且軸承的內(nèi)圈與主軸相對固定；所述轉(zhuǎn)動套筒的內(nèi)側(cè)壁具有多個用于容納所述軸承的圓柱狀的限位空間。4.如權(quán)利要求3所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動套筒包括多個輪轂部，相鄰兩個輪轂部之間通過套管相對固定；各輪轂部的內(nèi)腔構(gòu)成所述限位空間，最上端的輪轂部的上端固定有向主軸上端延伸的套管，最下端的輪轂部固定有使轉(zhuǎn)動套筒下端閉合的密封件。5.如權(quán)利要求1所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，還包括設(shè)置在主軸上的發(fā)電機；所述發(fā)電機包括與主軸相對固定的定子組件，以及與所述轉(zhuǎn)動套筒上端相對固定的轉(zhuǎn)子組件。6.如權(quán)利要求5所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子組件遠離葉片的一側(cè)與主軸之間具有動密封結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求6所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，還包括浮箱，所述支架固定在浮箱上，且葉片均位于浮箱的下方。8.如權(quán)利要求7所述的低速垂直軸水流發(fā)電機，其特征在于，所述浮箱上固定與外部結(jié)構(gòu)相固定的限位桿。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低速垂直軸水流發(fā)電機，包括：支架；主軸，固定在支架上；轉(zhuǎn)動套筒，與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合；多個葉片，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行。本發(fā)明的轉(zhuǎn)動套筒與主軸轉(zhuǎn)動配合且轉(zhuǎn)動套筒的軸線與主軸的軸線重合，各葉片通過支撐桿固定在轉(zhuǎn)動套筒上，且葉片的長度方向與主軸的軸線平行，這種垂直軸水輪結(jié)構(gòu)，對水流方向無要求，發(fā)電效率較高；實際運用時可以采用升力型葉片，來進一步提高水輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電效率。
【IPC分類】F03B13/00, F03B3/12
【公開號】CN105134454
【申請?zhí)枴緾N201510624287
【發(fā)明人】戴霓
【申請人】杭州恒龍新能源科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月25日