CN102705137A - Xhl-600立轴活页桨冰下水利发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明的XHL-600立轴活页桨冰下水利发电机，充分利用冰层固定机组支架，为水下作功支架作支撑。采用立轴活页桨设计解决了冰下水桨回轮受阻难题，采用立轴外套筒随轴转动成功的解决了对冰层下机组隔冰操控、并拓扩冰洞确保立轴在冰层转动不被冰封卡住的难题。采用冰上水下结合，设专用工具，为冰下机组开冰洞注油。成功解决了冰下发电维护难题。通过以上措施本发明成功的解决了冰下水利发电存在的五大难题。并将冰层的天然大障碍变为优势，使机组设计结抅变为简单、实用制造成本低。活页桨的应用克服了传统理念局限使回轮受阻面降至最低，提高了功效增大了单机装机容量。

Description

XHL-600立轴活页桨冰下水利发电机组

技术领域

本发明涉极一种：XHL-600立轴活页桨冰下水利发电机组 

技术背景

一般代替能源很少有顾及冰层下的水利资源。而我国北方三省及内蒙孕有大量冰下一米深以上丰富的水利资源。长达半年的冰封期水下资源且难以开发利用。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种，在冰层中设有机组固定支架，支撑冰下桨轮旋转，在经防冰冻立轴带动冰上发电机作功的，XHL-600型活页桨冰下水利发电机组。XHL意为小黑龙、600意为对冰厚度要求。 

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案： 

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点： 

冰下发电有以下优势1河流被冰封后，水流受压力大，水流冲击力强。2水面稳定性好，虽有一定副度的涨落，其冰层也会随之起伏，对冰上发电无不利影响。3，水质好，由于冰封，水中很少有杂质树木漂流影响机组运行。4，其600mm-1200mm厚度的冰层也为机组为安装固定提供了，得天独厚的优势。本设计充分利用特定环境的特定优势，设计巧妙结构简练、将机组框架结冻于坚固的冻层中，障碍变优势，因此机组运行平稳，省钱省力，效果极好。由其利用冰下水流被冰层压迫，产生高压强力水流的优势，机组装机容量同比增大，低成本高效益，易推广利用。由于冰下资源在特定地区十分广阔，覆盖面大，一条黑龙江就是上千公里，封冻期可达6个月。如被广泛利用，不但可以解决该地区的节能，无污染，低成本的用电问题，并可解决北方高寒区，因取暖耗费大量能源的大问题。 

本发明优点是： 

1、冰上水利发电无先期费用，无成本运行。不占土地及陆地空间，可不受限止的设置冰上发电站规模。将冰下水利发电大型化变为可能的优点。 

2、由于采用上双层四点加圆纲梁，封冻于冰层做机组支撑，冰层下水流作功部分采用迎流敞开式后三角钢梁支撑支架。成功突破了冰下发电的笫一大难题，变障碍为优势。有结构简单、设计合理适用的优点。 

3、由于采用活页式桨叶，成功的解决了，桨叶在冰下水流中旋转规辟逆水受阻问题。大大提高了机组功效。为冰下发电突破了笫二大难题。有能源利用率高，单位装机容量大的优点。 

4、由于本设计充分考虑到机组长期在冰下水中运转，人员无法正常维护检修的特殊问题。凡旋转部件均采用轴承设计，并全部轴承座内腔采用双油封式封闭，(即防水进入防油漏出)延长其使用寿命，半年内免检修。为使机组在冰下正常运行，专门设计了冰上，及冰下水中注油二种方式。并设有专用维护工具如：电动凿冰钻筒，几分钟内便可钻透300mm×1200mm的冰洞。并用装有水下照明灯的多功能注油器加注黄油，并设有拆装黄油咀的专用工具。此成功突破了冰下发电的第三道难题。其具有维护筒单、快捷、充分的维护保障的优点。 

5、本设计的机组防冻轴设施、解决了立轴运转中不被冰冻封卡，或因冰层因受压力不同，产生的偏向挤压立轴造成的故障。此设计成功的突破解决了冰下发电笫四道难题。具有功能完备专业化设施，有效保障了机组的平稳运行的优点。 

6、本设计的冰下停车，冰上操作***结构。成功的突破解决了穿冰层操纵，冰下发电第五道难题。使机组操纵趋于简单化的优点。 

附图说明

图1是；XHL-600立轴活页桨冰下水利发电机组侧剖示意图 

图2是：机组活页桨轮结构府视及侧视剖图 

图3是：机组停车操纵***结构剖面剖视图(图3机组停车操纵***侧面剖视图) 

图4是：机组操纵结构及冰层防冻轴结构及水下轴承润滑点侧剖图(图4机组操纵结构及冰层防冻轴结构及冰下轴承润滑点侧剖图) 

图5是：机组冰下注油操纵法侧剖示意图 

图6是：机组上四点圆架下三点三角支撑构架侧剖图 

图7是：机组冰下注油专用凿冰电钻筒及黄油咀拆装工具侧剖图 

具体实施方式

下面具体结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。 

如图1所示，本发明包括：如图1及图6所示，采取的是利用冰层如图1/1所示封冻上双层十字钢梁如图1/2所示加外圆如图6/3所示的，机组上四点圆架如图6/6所示，并设有加强梁如图6/2所示。冰下水流作功部分为，迎水流面敞开式的后三角支撑支架如图6/4-5所示。此种设计充分利用冰层固定机组支架，为冰下作功部分做有力、牢固的支撑。此为冰层支架支撑***。 

立轴活页桨轮作功***。 

冰下发电不比明水，因其桨轮不能于水上回转，因此本机组设计了立轴如图1/3及图2/10所示活页式桨叶如图2/1所示，解决了桨叶冰下回轮受阻问题。其结构是：立轴安装于机组支架图1/4所示的三道轴承上如图1/5所示。桨叶轮轱如图1/6及图2/2-9所示同轮圏如图1/7所示，分上下安装于冰下立轴上如图1/3所示。轮轱如图2/3所示与立轴之间设有方键如图3/9所示相联动。活动桨叶轴如图2/6及图1/8所示安装于轮圈如图2/4所示上设有的六个轴承座的轴承上图2/7所示。活动桨叶如图2/8所示安装于活动浆叶轴上。其作功原理是：水流如图2/5所示推动已关合的桨叶旋转，带动立轴及冰上安装的发电机作功，桨叶行至后止点前约30度时，因已失去水流的推力，在活动桨轴的牵引下进行回转，并在水流作用下，桨叶以桨轴为点打开于桨轴迎水面后侧，躲避水流对桨叶扳的正面冲击。行至前止点约30度时受水流冲击桨叶遂渐向内关合。当桨叶越过前止点时，在水流的作用下完全关闭，并靠在双轮轱上设有的操纵挡块如图3/2所示上，形成完整的桨翼接受水流冲击推动立轴作功。(桨叶与操纵挡块的关合是随动而动间完成的，加上水流的缓冲，所以不会产生明显的关合冲撞问题，造成相关部件损坏，影响机组正常运行的) 

机组冰下操纵及立轴拓冰*** 

操纵冰层下的机组本身就是一道难题，任何部件在冰层中只能是靜止的。将无法实施操纵功能。为解决此难题，本发明设计了随轴转套筒式操纵***。其结构是：在桨叶轮轱支臂如图3/1所示上设挡块凹槽如图3/12所示，挡块如图3/2所示***凹槽中，挡块操纵支臂如图3/4所示安装在轮轱支臂及挡块分别二个点如图3/3所示上，并与活动执行框架如图3/5所示相连结，(执行框架为套立轴，设六只爪自轮轱支臂夾挡向下方伸出，与下方圆框相连结。其下轮轱执行框架与此相同，但其无下端圆框支撑)执行框架套于立轴上并由定位弹簧如图/6所示将其弹起定位，此时的挡块处于作功壮态，因挡块伸出高于轮轱支臂，活页桨叶如图3/11所示转到此处时被挡住从事作工功能。上下执行框架之间由随轴如图3/7所示转套筒如图3/8/所示相连结用以同步执行操纵指令。机组下层十字钢架如图4/7所示延立轴也设静止(此框架不随轴旋转)随动框架如图4/8所示，下方与桨叶上支臂执行框架相对如图3/10所示。(此随动框架位于冰下水中不被冻结，框架上下二端设有压力轴承，在执行操作时受压于随动套简，并压推下方执行框架的功能)此随动框架上方安装有随轴转动的带有铰冰功能的，冰层操纵执行套筒如图4/3所示，此执行套筒内侧俩端设有双层油封如图4/9所示，内腔加注防冻机油如图4/10所示为加注孔塞。上下二端设有可方便执行筒如图4/7所示上下移动的，活动框内驱动肖如图4/11所示。以便立轴带动执行筒旋转，而执行筒可上下移动。操纵手柄如图四/1所示位于冰面以上，经支点安装于机组支架上，其前方呈叉型***执行套筒上端的拨叉座如图4/2所示中。此执行套筒外侧设有螺旋绞刀如图4/8所示，在执行机组操纵任务外，同时有旋转铰冰拓洞保护立轴免受冰层挤压甚至被冰冻卡住的危险。其工作原理是：当人为拉动操 纵杆时拨叉向下推动执行套筒，其下方随动框架如图4/8所示受压后克服弹簧的阻力，推动下方的执行机构如图4/5所示推动档块各自收缩至轮轱凹槽内，桨叶因无挡块卡住，被水流冲至其桨轴迎流面后端，机组失去水流冲击动力即停车。反之机组重新回复工作。执行套筒因内腔注满机油，经转动发生澎涨并产生一定压力，阻止外部水向内的侵入，(执行套筒下端必须越过冰层***水中50MM以上，以防止其下部无拓冰功能被冰冻住)保持了与轴的不结冻的可操作性。其外侧螺旋铰刀如一只永远转动的钻杆，不断刮掉***侵入的冰层，注：(由于水流受冰层压迫，凿冰后冰洞内的水面与上冰面持平。)使立轴与冰层永远保持相等的距离。从而实现穿越冰层操纵并防止冰层侵入的多功能操纵、拓冰***，使机组获可操纵性、自动除冰障性能。 

机组冰下维护设计及维护 

因其为冰下发电机组的特殊性，没有相应的冰下维护***，机组将无法正常运转。如立轴水中运转的二只轴承，及桨叶轴上下端的共12只轴承。虽设有双效油水封，但由于在水中有压力，润滑轴承的黄甘油经日久磨损会减少、遂渐失去润滑功能，而润滑腔内压力减退，水油封与轴运动表面失去起封闭作用的润滑油膜，外部有压力水会渗入造成轴承损坏。因此本发明设计了针对性能及强的维护***。具体实施办法是：1、实行冰上注油如图4/4-6所示，在二个轴承座处延钢梁铺设高压注油管路，引出冰层进行按时加注黄油。2、在无法实施冰上注油的12个桨轮轴轴承，实施冰层开洞水中注油的办法如图5/3所示。实施办法是：利用电动钻机安装本设计的专用凿冰电钻筒如图7/1所示，此钻筒顶部设有供电机卡住的圆栓如图7/2所示，设有根据冰层厚度任意加长或缩短的活节如图7/3所示，其转筒下端加工有切冰齿如图7/4所示。在冰层上按划定的位置及角度钻开一个300MM直径的冰洞如图5/4所示。利用专用冰下多功能注油器如图7/5所示，为水下轴承座如图5/1-2所示注油，此注油器有以下功能：水下照明如图7/9所示为内照明图7/11所示为外照明。注油功能如图7/8为油咀卡辨。黄油咀拆卸功能、其功能头如图7/6所示前端内侧为内六角如图7/7所示套筒，转动手柄可将油咀如图7/10卸掉。因功能头内的卡辨卡住油咀上部细腰处，可将油咀堤出水面，反之可同样将好用的油咀安装上。因此处轴承只转动约90度，正常运转时每隔30天注油一次，即可保障机组正常运行。 

Claims (1)

1. 本发明的技术特征是：利用冰下水利资源发电，充分利用冰层设计了将冰下机组支架封冻于冰层中做支撑，采用活页桨成功的解决了冰下发电桨叶回轮受阻影响功率的难题，本发明设计的随立轴旋转套筒具有穿冰层操控机组、又具拓扩冰层阻止冰层封冻卡轴的双功能设计，解决了冰下机组操控及冰封卡轴的难题，本发明的机组维护***以冰上水下相结合，设专用工具对机组实施开冰洞注油，成功解决了冰下维护难题。

   1.利用冰下水利资源发电，及利用冰层固定机组支架、及采用的立轴活页桨构造、利用随轴旋转套筒实现的对冰下机组操控，及拓扩冰层保护立轴不被冰冻卡住功能结构、及为冰下机组维护设计的注油、拆装、照明专用多功能注油器，及凿冰筒，及开冰洞注油维护的全部的设计理念及设计构造。

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