带增速机构的垂直轴水流发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水流发电机，具体涉及带增速机构的垂直轴水流发电机。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]如专利申请号为CN201320591649.6的专利文献公开了一种水流发电机，包括浮标和发电机组，浮标通过绳索与发电机组的外置转轮连接，两个相同发电机组结构相对放置，外面是防水罩，浮标通过绳索带动外置转轮转动，带动发电机发电，发电机组里面还装有一个螺旋弹性装置和发电机。
[0004]上述专利文献利用浮标带动外置转轮转动，该种方式水能利用率较低，而且对于水流速相对较小的工作情况下，会导致转轮转速较低，尤其是低流速段，转轮转速只有每分钟数十转，而当转轮做大时，转速将更低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型针对上述问题，提出了一种带增速机构的垂直轴水流发电机。解决现有技术在水流速相对较小情况下转轮速度低，发电效率不理想的问题。
[0006]本实用新型采取的技术方案如下:
[0007]—种带增速机构的垂直轴水流发电机，包括:
[0008]支架；
[0009]主轴，固定在所述支架上；
[0010]水轮叶片，包括与主轴同轴线的转动套筒，以及多个通过支撑杆固定在转动套筒上的叶片，所述转动套筒转动安装在主轴上；
[0011]定子组件，与主轴相对固定的；
[0012]转子组件，受所述水轮叶片驱动与所述定子组件相对转动配合；
[0013]所述增速机构包括:
[0014]齿圈，与所述转动套筒相对固定；
[0015]多个限位轴，固定在支架上；
[0016]多个传动齿轮，各传动齿轮转动安装在对应的限位轴上，且传动齿轮与所述齿圈的内圈啮合；
[0017]驱动齿轮，与所述转子组件相对固定，且驱动齿轮的外圈与各传动齿轮啮合。
[0018]定子组件和转子组件构成发动组件，且定子组件、转子组件、主轴以及转动套筒的轴线重合，齿圈和驱动齿轮的轴线与转动套筒的轴线重合，即增速前后的转动是同轴的，便于简化发电机的设计，且结构对称，利于保持水流发电机整体的平衡。工作时，水流驱动叶片，使转动套筒转动，从而带动齿圈转动，且在传动齿轮的作用下，带动驱动齿轮以及与驱动齿轮固定的转子组件转动，从而转子组件和定子组件相对运动，切割磁感线，完成发电工作。本申请的这种结构，可以紧凑地实现两级传动，达到较大的增速比；且传动齿轮转动安装在限位轴上，不是行星齿轮，这种结构有利于提高运行平稳性。
[0019]进一步的，所述转动套筒的上端具有一扩径段，所述扩径段与齿圈相对固定；所述扩径段与主轴之间具有动密封结构。
[0020]进一步的，所述动密封结构将转动套筒的内部空间分为密闭腔和润滑腔，且所述润滑腔靠近所述齿圈。
[0021]由于各齿轮需要油脂润滑等维护，通过设置动密封结构避免残余油脂进入密闭空腔。
[0022]进一步的，所述扩径段的侧壁设有排泄孔，排泄孔上安装有塞子。
[0023]通过设置排泄孔，可以方便地将维护齿轮工作的油脂等排出。
[0024]进一步的，所述传动齿轮的数量均为3，且各传动齿轮沿驱动齿轮的周向均匀分布。
[0025]进一步的，还包括浮箱，所述支架固定在浮箱上，且多个叶片均位于浮箱的下方。
[0026]通过设置浮箱能够自动调节水轮叶片深度，防止海水等从开口端进入结构内部，引发故障；且采用浮箱作为基础，能够有效利用表层流。
[0027]进一步的，所述浮箱上固定与外部结构相固定的限位杆。
[0028]浮箱可以通过限位杆限位，能够有效降低浮箱及发电机的颠簸，实际运用时，限位杆可固定于海底，也可固定于从岸边伸出的支架上。
[0029]本实用新型的有益效果是:增速前后的转动是同轴的，便于简化发电机的设计，且结构对称，利于保持水流发电机整体的平衡；齿圈、传动齿轮以及驱动齿轮的配合，紧凑地实现两级传动，达到较大的增速比；传动齿轮转动安装在限位轴上，不是行星齿轮，这种结构有利于提高运行平稳性。
【附图说明】
:
[0030]图1是垂直轴水流发电机省略发电机组件和带增速机构后的示意图；
[0031]图2是增速机构以及垂直轴水流发电机局部结构示意图。
[0032]图中各附图标记为:
[0033]1、限位杆，2、浮箱，3、支架，4、主轴，5、转动套筒，6、叶片，7、支撑杆，8、排泄孔，9、扩径段，10、齿圈，11、传动齿轮，12、限位轴，13、驱动齿轮，14、转子组件，15、定子组件，16、动密封结构，17、润滑腔，18、密闭腔。
【具体实施方式】
:
[0034]下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。
[0035]如图1和2所示，一种带增速机构的垂直轴水流发电机，包括:
[0036]支架3 ；
[0037]主轴4，固定在支架3上；
[0038]水轮叶片，包括与主轴4同轴线的转动套筒5，以及多个通过支撑杆7固定在转动套筒上的叶片6，转动套筒5转动安装在主轴上；
[0039]定子组件15，与主轴4相对固定的；
[0040]转子组件14，受水轮叶片驱动与定子组件相对转动配合；
[0041]增速机构包括:
[0042]齿圈10，与转动套筒5相对固定；
[0043]多个限位轴12，固定在支架3上，本实施例中，限位轴12伸入齿圈的内部空间中；
[0044]多个传动齿轮11，各传动齿轮11转动安装在对应的限位轴12上，且传动齿轮11与齿圈10的内圈啮合；
[0045]驱动齿轮13，与转子组件14相对固定，且驱动齿轮13的外圈与各传动齿轮啮合。
[0046]本实施例中，转动套筒5的上端具有一扩径段9，扩径段9与齿圈10相对固定；扩径段9与主轴4之间具有动密封结构16，动密封结构16将转动套筒的内部空间分为密闭腔18和润滑腔17，且润滑腔靠近齿圈。由于各齿轮需要油脂润滑等维护，通过设置动密封结构避免残余油脂进入密闭空腔，本实施例中动密封结构为迷宫结构，动密封采用非接触式的迷宫结构，能够有效减小摩擦阻力，增加发电效率。
[0047]如图2所示，扩径段9的侧壁设有排泄孔8，排泄孔上安装有塞子。通过设置排泄孔，可以方便地将维护齿轮工作的油脂等排出。
[0048]本实施例中，传动齿轮的数量均为3，且各传动齿轮沿驱动齿轮的周向均勾分布。
[0049]带增速机构的垂直轴水流发电机还包括浮箱2，支架3固定在浮箱上，且多个叶片均位于浮箱的下方；浮箱上固定与外部结构相固定的限位杆1。通过设置浮箱能够自动调节水轮叶片深度，防止海水等从开口端进入结构内部，引发故障；且采用浮箱作为基础，能够有效利用表层流。浮箱可以通过限位杆限位，能够有效降低浮箱及发电机的颠簸，实际运用时，限位杆可固定于海底，也可固定于从岸边伸出的支架上。
[0050]本实施例中，定子组件和转子组件构成发动组件，且定子组件、转子组件、主轴以及转动套筒的轴线重合，齿圈和驱动齿轮的轴线与转动套筒的轴线重合，即增速前后的转动是同轴的，便于简化发电机的设计，且结构对称，利于保持水流发电机整体的平衡。工作时，水流驱动叶片，使转动套筒转动，从而带动齿圈转动，且在传动齿轮的作用下，带动驱动齿轮以及与驱动齿轮固定的转子组件转动，从而转子组件和定子组件相对运动，切割磁感线，完成发电工作。本申请的这种结构，可以紧凑地实现两级传动，达到较大的增速比；且传动齿轮转动安装在限位轴上，不是行星齿轮，这种结构有利于提高运行平稳性。
[0051]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种带增速机构的垂直轴水流发电机，包括: 支架； 主轴，固定在所述支架上； 水轮叶片，包括与主轴同轴线的转动套筒，以及多个通过支撑杆固定在转动套筒上的叶片，所述转动套筒转动安装在主轴上； 定子组件，与主轴相对固定的； 转子组件，受所述水轮叶片驱动与所述定子组件相对转动配合； 其特征在于，所述增速机构包括: 齿圈，与所述转动套筒相对固定； 多个限位轴，固定在支架上； 多个传动齿轮，各传动齿轮转动安装在对应的限位轴上，且传动齿轮与所述齿圈的内圈啮合； 驱动齿轮，与所述转子组件相对固定，且驱动齿轮的外圈与各传动齿轮啮合。2.如权利要求1所述的带增速机构的垂直轴水流发电机，其特征在于，所述转动套筒的上端具有一扩径段，所述扩径段与齿圈相对固定；所述扩径段与主轴之间具有动密封结构。3.如权利要求2所述的带增速机构的垂直轴水流发电机，其特征在于，所述动密封结构将转动套筒的内部空间分为密闭腔和润滑腔，且所述润滑腔靠近所述齿圈。4.如权利要求3所述的带增速机构的垂直轴水流发电机，其特征在于，所述扩径段的侧壁设有排泄孔，排泄孔上安装有塞子。5.如权利要求1所述的带增速机构的垂直轴水流发电机，其特征在于，所述传动齿轮的数量均为3，且各传动齿轮沿驱动齿轮的周向均匀分布。6.如权利要求1所述的带增速机构的垂直轴水流发电机，其特征在于，还包括浮箱，所述支架固定在浮箱上，且多个叶片均位于浮箱的下方。7.如权利要求6所述的带增速机构的垂直轴水流发电机，其特征在于，所述浮箱上固定与外部结构相固定的限位杆。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带增速机构的垂直轴水流发电机，包括：支架；主轴；水轮叶片，包括转动套筒，以及叶片；定子组件，与主轴相对固定的；转子组件；增速机构包括：齿圈，与转动套筒相对固定；限位轴，固定在支架上；传动齿轮，安装在对应的限位轴上，且传动齿轮与齿圈的内圈啮合；驱动齿轮，与转子组件相对固定，且驱动齿轮的外圈与各传动齿轮啮合。本实用新型增速前后的转动是同轴的，便于简化发电机的设计，且结构对称，利于保持发电机整体的平衡；齿圈、传动齿轮以及驱动齿轮的配合，紧凑地实现两级传动，达到较大的增速比；传动齿轮转动安装在限位轴上，不是行星齿轮，这种结构有利于提高运行平稳性。
【IPC分类】F03B13/00
【公开号】CN205078392
【申请号】CN201520752791
【发明人】戴霓
【申请人】杭州恒龙新能源科技有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月25日