专利名称：蝶翼叶潜水轮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水轮机，特别是使用自然流水力驱动的蝶翼叶潜水轮机，将该机装在桁架连接起来的两只船体间，锚定在有流水的水域，建成漂浮水力发电站。
背景技术：
在公知公用的水轮机应用技术中，水碓、水磨、水碾、水筒车、水涡轮机都有共同的技术方案一是水轮机的叶片都固定安装在一根主轴上，或是水轮机的叶片安装在轴的垂直辐射面上；二是水轮机都必须固定在河床、岸上、栏河大坝上；三是必须提高水位，增加水流速。特别是现代使用水涡轮机发电，更需要解决精确的地质堪探，水文资料搜集研究、抵御自然灾害、防止战争破坏、移民搬迁安置、大坝构筑、航运通道等等技术问题。需要巨大的资金投入和数年时间建筑，而且在平原和地质条件差的地方，只能让蕴藏着巨大流水力的流水空自流去。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是一根主轴上装两组蝶翼叶轮，每只蝶翼叶轮上的蝶翼叶在自然流水中灵活展开闭合，蝶翼叶轮作双向旋转，主轴则沿一个方向旋转，建成漂浮于水面上的水力发电站。
为了解决其技术问题，本实用新型采用的技术方案是主轴上间隔安装两组蝶翼叶轮，一组蝶翼叶轮用轴导键与主轴连接，螺杆固定；一组蝶翼叶轮用向心滑动轴承与主轴连接，确保蝶翼叶轮灵活绕主轴旋转，蝶翼叶轮心管的两个端面成圆锥齿盘，两只蝶翼叶轮之间安装改变旋转方向的圆锥齿柱环架，用向心球轴承与主轴连接，圆锥齿盘和圆锥齿柱的圆锥齿模数一致，装在主轴上后圆锥齿互相啮合。
蝶翼叶轮的管上垂直于管中心线的一个平面内辐射安装六根蝶翼叶轴，蝶翼叶轴两端为螺纹，一端与轮心管上螺孔坚固连接，另一端之间用椭圆型条相连接，螺母紧固，形成正六边形。每根蝶翼叶轴上安装两组蝶翼叶柄环，用向心滑动轴承与蝶翼叶轴连接，确保蝶翼叶柄环灵活转动，柄环上设置限位档块和柄把。两只蝶翼叶柄环之间装一只蝶翼叶限位环，环上设置冒头档块，用轴导键与蝶翼叶轴连接，螺杆固定，每组蝶翼叶柄把上装一张蝶翼叶。每根蝶翼叶轴上的左右两张蝶翼叶展开时，在限位档块的限制下，展开角度小于180°。两张蝶翼叶闭合时，把椭圆条夹在中间，形成一个人字形开口，以保障蝶翼叶在流水冲激中展开。
在主轴的两端安装单蝶翼叶的蝶翼叶轮，单蝶翼叶轮是在每根蝶翼叶轴上装一组蝶翼柄环，在柄把上装一张蝶翼叶，未装蝶翼叶柄环的位置，装加长蝶翼叶限位环。轮心管一端为圆锥齿盘，一端为平滑面。
当主轴上部件安装完整后，在主轴一端安装一只传动齿轮，用轴导键与主轴连接固定，在主轴两端安装向心球轴承，轴承装入方形轴承套，轴承套与升降杆连接，轴承套装入漂浮船体外侧的凹形槽内。在升降杆的控制下升降，完全降下时，水轮机整体潜入流水中，与船体内变速齿轮组穿出的齿轮配合。
漂浮船体是用桁架牢固连接在一起的两只船体形成，两只船头之间设置拦渣栅，船体内安装发电机与变速齿轮组匹配，设置变电配电输电设备，将漂浮船体锚定在河床或岸上，即可在自然流水力冲激下，蝶翼叶潜水轮机开始运行发电。
也可将装配完整的蝶翼叶潜水轮机垂直于河床。安装在漂浮物体上，锚定使用。
蝶翼叶潜水轮机漂浮发电，与现有水涡轮机发电相对照，具有不可替代的有益效果(1)、结构简单，现代工业设备制造方便；(2)、在平原、在地质条件差等一切不能建筑栏水大坝的江河、湖泊、海洋中，只需选择水域无涡流、河床较平坦、有固定流向、有流水力的一段较长距离水面，就可连续锚定若干只安装有2台以上水轮机的漂浮船体，形成规模性漂浮发电站，给自然流水力的广泛应用开辟了一种途径；(3)、该水轮机部件间均是动配合装配，控制维修方便，船体内安装其他需要动力的设备，可改变使用范围；(4)、只需掌握流水水域枯水季节的流水深度、宽度、流速，就可以设计出适合该水域的漂浮发电站规格，在投资小、时间短的情况下，获得使用流水力的巨大经济效益。
本实用新型有附图10幅，现作简略说明如下图1为本实用新型横剖面图。它包括主轴1、蝶翼叶轮2、蝶翼叶轮3、圆锥齿柱环架4、展开的双蝶翼叶5、闭合双蝶翼叶6、展开单蝶翼叶7、传动齿轮8、变速齿轮组9、发电机10、输电线路11、漂浮船体12、升降装置13。
图2为本实用新型中蝶翼叶轮2的俯视图，它包括轮心管两端的圆锥齿盘14、导键槽15、逐渐展开蝶翼叶5a、全展开蝶翼叶5a1、5a2，逐渐闭合蝶翼叶6a、全闭合蝶翼叶6a1、6a2、椭圆条17、轴上流水面19、轴下流水面20。
图3为本实用新型中蝶翼叶轮3的俯视图，它包括轮心管两端的圆锥齿盘14a、向心滑动轴承16、椭圆条18、逐渐展开蝶翼叶5b、全展开蝶翼叶5b1、5b2，逐渐闭合蝶翼叶6b，全闭合蝶翼叶6b1、6b2，轴上流水面19a，轴下流水面20a。
图4为本实用新型中圆锥齿柱环架4的俯视图，它包括四只圆锥齿柱4a、圆锥齿柱轴4a、外环架4a2、内环架4a3、向心球轴承4b。
图5为本实用新型中蝶翼叶轴上结构部件示意图，它包括蝶翼叶轴21、蝶翼叶柄环22、限位环23。
图6为本实用新型中限位环23的俯视图，它设置有冒头限位档块23a，导键槽23b。
图7为本实用新型中蝶翼叶柄环22的俯视图，它设置有限位档块22a1，柄把22a2，向心滑动轴承22a3。
图8为本实用新型中蝶翼叶俯视图。
图9为本实用新型中椭圆条17、18的俯视图，两端设置钻孔24。
图10为本实用新型中升降装置示意图，它包括升降杆13a、方型轴承套13b、向心球轴承1a。
具体实施方式
当漂浮船体锚定在水面上，蝶翼叶潜水轮机装配完整后，由升降装置13控制，方形轴承套13b沿漂浮船体外的凹形槽完全潜入流水中，主轴1将流水面分为轴上流水面19和19a，轴下流水面20和20a，现以一瞬时状态说明蝶翼叶潜水轮机的工作过程在轴上流水面19的不断冲激中，蝶翼叶轮2上的蝶翼叶6a逐渐闭合，蝶翼叶6a1、6a2完全闭合，并把椭圆条夹在两蝶翼叶间，使两张蝶翼叶形成一个人字形开口；同时也是在轴上流水面19a的不断冲激中，蝶翼叶轮3上的蝶翼叶5b逐渐展开，蝶翼叶5b1、5b2完全展开，两只蝶翼叶轮上的蝶翼叶完全展开时不紧靠在一起，而是留有一个距离，这个距离就是完全闭合蝶翼叶人字形开口的宽度。同时，主轴下流水面20也不断冲激蝶翼叶轮2上的蝶翼叶5a逐渐展开，蝶翼叶5a1、5a2完全展开，也是在轴下流水面20a的不断冲激中，蝶翼叶轮3上的蝶翼叶6b逐渐闭合，蝶翼叶6b1、6b2完全闭合。因为展开蝶翼叶的面积大于闭合蝶翼叶的面积若干倍，所以展开蝶翼叶受到的流水冲激力也大于闭合蝶翼叶受到的流水冲激力若干倍。这就迫使蝶翼叶2作顺时针方向旋转，蝶翼叶轮3作反时针方向旋转。又因为蝶翼叶轮2与主轴1是通过轴导键连接螺杆紧固的，蝶翼叶轮2作顺时针方向旋转时，主轴1也同步作顺时针方向旋转。再因为蝶翼叶轮3与主轴1是用向心滑动轴承灵活连接的，所以蝶翼叶轮3作反时针方向旋转时，对主轴1作顺时针方向旋转没有任何障碍。这时，蝶翼叶轮2和蝶翼叶轮3之间安装的改变旋转方向的圆锥齿柱环架4上的圆锥齿4a与啮合的蝶翼叶轮2和蝶翼叶轮3轮心管两端圆锥齿盘14、14a动作，蝶翼叶轮3作反时针方向旋转时，圆锥齿柱也作反时针方向旋转，把蝶翼叶轮3上展开蝶翼叶受到的流水冲激力传递给蝶翼叶轮2轮心管两端的圆锥齿盘，使蝶翼叶轮2在驱动主轴1作顺时针方向旋转时又使用了蝶翼叶轮3的驱动力。实现蝶翼叶潜水轮机潜入流水中后，主轴上下流水面的冲激力都作用于展开的全部蝶翼叶，总面积上，使主轴获得极大的驱动力驱动传动齿轮8与船体内变速齿轮组穿出的齿轮啮合，驱动发电机发电。或与其他需要动力的设备配合，改变蝶翼叶潜水轮机的使用范围。
权利要求1.一种蝶翼叶潜水轮机，它包括主轴及主轴上间隔安装两组蝶翼叶轮，一组蝶翼叶轮用轴导键与主轴连接；一组蝶翼叶轮用向心滑动轴承与主轴连接；主轴两端安装单蝶翼叶轮；两只蝶翼叶轮间装用向心球轴承与主轴连接的改变旋转方向的圆锥齿柱环架；主轴一端装传动齿轮，其特征是蝶翼叶轮心管两个端面、单蝶翼叶轮心管一个端面，制成圆锥齿盘，圆锥齿盘和圆锥齿柱的圆锥齿摸数一致，装在主轴上后圆锥齿互相啮合；蝶翼叶轮心管上有垂直于轮中心线的一个平面内6根辐射蝶翼叶轴，蝶翼叶轴两端为螺纹，一端与轮心管上螺孔配合，用椭圆条连接相邻两根轴的另一端，用螺母紧固，蝶翼叶轮成正六边形；蝶翼叶轴上安装两组蝶翼叶柄环，用向心滑动轴承与蝶翼叶轴连接，蝶翼叶柄环上设置限位档块和柄把；柄环之间设置限位环，限位环上设置冒头档块，限位环用轴导键连接螺杆固定；每组蝶翼叶柄把上装蝶翼叶一张；两张蝶翼叶闭合时把椭圆条夹在中间，形成一个人字型开口，两张蝶翼叶展开时，在限位档块限制下，展开角小于180°。
专利摘要本实用新型公开一种蝶翼叶潜水轮机，该机主轴上间隔装有用轴导键和轴承连接的两组蝶翼叶轮、蝶翼叶轮的每根辐射轴上安装两张灵活展开闭合的蝶翼叶，辐射轴端有椭圆条连接成正六边形，蝶翼叶轮心管两端设置圆锥齿盘，两只蝶翼叶轮间有圆锥齿模数一致，互相啮合的改变旋转方向的圆锥齿柱，在流水力冲激中，两组蝶翼叶轮作逆向旋转，主轴则在两组蝶翼叶展开总面积流水力冲激中沿一个方向旋转，该机安装在漂浮船体上，锚定在有固定流向流水力的江河、湖泊、海洋中，通过传动齿轮与发电机匹配发电，可经济、快捷地建立规模性的漂浮水力发电站。
文档编号F03B3/12GK2781025SQ0325011
公开日2006年5月17日 申请日期2003年8月28日 优先权日2003年8月28日
发明者杨洪烈 申请人:杨洪烈