CN210660410U - 一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征是，所述打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组包括打桩型门闸式水能动力叶轮总成和装配在顶端的封闭式机电房，所述封闭式机电房内设有发电机和变速箱；所述打桩型门闸式水能动力叶轮总成包括海底基桩和所述海底基桩上的新型门闸式水能动力叶轮；所述新型门闸式水能动力叶轮包括中心传动机构和两个以上的新型门式叶片组件。本实用新型在机座平台上设密封机电房，提高了防水和防盐能力；对中心加固轴桩和加固中心传动轴套进行了加固，提高了抗水流冲击和抗台风危害能力，为建造大型海流发电机组奠定了扎实的技术基础。

Description

一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组

技术领域

本实用新型涉及一种发电机组，尤其涉及一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组。

背景技术

鉴于全球无海(洋)流能源的专门开发叶轮导致海流能源无法产业化开发利用，本人于 2015年10月份特研发了门闸式风能或水能动力叶轮，并申请了发明专利，专利证号201610411548.4。本叶轮经过长时间在风能环境中测试，动能采收率高，工作效果好。为了使门闸式水能动力叶轮发电技术付诸实施，针对海流冲击力强，台风危害大等复杂的海况环境对原门闸式水能动力叶轮进行了强化改造，提高了抗灾害能力和能量采收率。并在其传动基座平台上设密封机电房和变速箱大幅度提高了电能转化率形了本实用新型打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，现提供一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，在机座平台上设密封机电房，提高了防水和防盐能力；对中心加固轴桩和加固中心传动轴套进行了加固，提高了抗水流冲击和抗台风危害能力，为建造大型海流发电机组奠定了扎实的技术基础。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特点在于，所述打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组包括打桩型门闸式水能动力叶轮总成和装配在顶端的封闭式机电房，所述封闭式机电房内设有发电机和变速箱；其打桩型门闸式水能动力叶轮总成包括海底基桩和所述海底基桩上的新型门闸式水能动力叶轮；所述新型门闸式水能动力叶轮包括中心传动机构和两个以上的新型门式叶片组件；所述中心传动机构包括加固中心轴桩和转动套接在其外面的加固中心传动轴套；所述加固中心传动轴套外周固定连接两个以上的所述新型门式叶片组件；所述新型门式叶片组件由门框和新型门页铰连而成，所述门页铰连在所述门框的一侧。

优选地，所述海底基桩下部深嵌于海床岩层中，上部设有叶轮轴桩插接头，所述叶轮轴桩插接头为多棱型插接头或圆柱形插接头，所述圆柱形插接头下端设有钜齿状对接口。

优选地，所述加固中心轴桩为圆管型内框架加固轴桩，所述圆管型内框架加固轴桩的下部呈多棱插接口或圆管形插接口，所述圆管形插接口下端设有钜齿状对接面以便与所述海底基桩对接；所述圆管型内框架加固轴桩上部内孔有横竖交叉的横加强筋和竖加强筋，横加强筋呈环板状，竖加强筋呈条板状；所述圆管型内框架加固轴桩外侧的上部和下部设有轴承套接肩位以便与所述加固中心传动轴套转动连接。

优选地，所述加固中心传动轴套呈双壁中空圆管结构或预制中空管结构，所述加固中心传动轴套由外壁、内壁和其间的连接筋构成，连接筋由环形上横压板、环形下横压板和所述内壁与所述外壁之间的条形竖管固定连接而成；或所述加固中心传动轴套的外壁的内侧上下端设有轴承槽以便与所述加固中心轴桩转动连接，所述加固中心传动轴套的外壁上端外周设有传动齿圈和制动轮，所述加固中心传动轴套的中下段设有叶片连接基座以便连接所述新型门式叶片组。

优选地，所述加固中心传动轴套上端通过推力滚子轴承或伞形轴承与所述加固中心轴桩转动连接，下端通过导向轴承或防磨轴套与所述新型门页转动连接，所述新型门页通过轴承或轴套与所述门框转动连接。

优选地，所述门框由一根以上的横杆、一根以上的立柱及一根以上的斜拉杆固定连接而成，两根以上的所述横杆不平行或平行，所构成的所述门框呈梯形结构或矩形网状结构。

优选地，所述新型门页比所述门框外边略小，所述新型门页的板面边线呈梯形或矩形，其工作受力面呈非平面，所述新型门页的板材为中空结构，所述新型门页的材质为玻璃钢、塑料、金属或复合材料，所述新型门页与海水的比重为1.025，所述新型门页的一个竖边与叶片框架的靠外边的立柱转动铰接或与所述横杆转动连接。

优选地，所述新型门式叶片组件为多个，所述新型门式叶片组件的基部与所述加固中心传动轴套上的叶片基座连接，沿轴向呈上下多层布局，每层有两个以上的新型门式叶片组件，两个相邻的新型门式叶片组件之间于中部和尾部的上部的所述横杆和下部的所述横杆采用拉条连接。

优选地，所述封闭式机电房的底部设置有传动机座平台，所述封闭式机电房的侧墙为桶形，所述封闭式机电房的顶部为锥形或椭圆形，所述封闭式机电房的门边用皮垫密封，所述封闭式机电房的四周设置有若干个螺栓夹以紧固；所述新型门式叶片组件包括叶轮齿圈，所述叶轮齿圈与所述传动机座平台之间设置有制动装置，所述制动装置包括设置于所述叶轮齿圈内的所述制动轮和设置于所述传动机座平台下的制动阀，所述制动装置包括自动制动装置和手动制动装置。

本实用新型的积极进步效果在于：

1、对原发明的水能动力叶轮概念进行了大量的完善和补充在叶轮顶端的机座平台上设密封机电房提高了防水，防盐能力。并在其内部设变速箱大幅度提高了转速，提.高了电能转化率；

2、对中心轴桩和中心传动轴套进行了加固，提高了抗水流冲击和抗台风危害能力，为建造大型海流发电机组奠定了技术基础；

3、对叶片组件，特别是门页进行了改造，将工作受力面改为非平面，提高了能量采收率；

4对轴承使用方法进行了改进，将推力滚子轴承用在上端，提高了轴承使用寿命；

5、提高了工艺可操作性。中心传动轴桩和中心传动轴套高达30米到70米，直径4-8米显然难以一次铸造完成。采用本实用新型技术可实现多段拼接和内外拼接加固的形式实现制造此类大件的大体量高质量要求。

附图说明

图1为本实用新型的较优实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型的较优实施例的剖视结构示意图。

图3为本实用新型的较优实施例的加固中心轴桩的截面结构示意图。

图4为本实用新型的较优实施例的加固中心轴桩的剖面结构示意图。

图5为本实用新型的较优实施例的加固中心传动轴套的截面结构示意图。

图6为本实用新型的较优实施例的加固中心传动轴套的剖面结构示意图。

图7为本实用新型的较优实施例的预制中空管结构的加固中心传动轴套的截面结构示意图。

图8为本实用新型的较优实施例的新型门面的剖面结构示意图。

图9为本实用新型的第一较优实施例的叶轮的旋转俯视图。

图10为本实用新型的第二较优实施例的叶轮的旋转俯视图。

附图标记说明：1、海底基桩；2、中心传动机构；2-1、加固中心轴桩；2-11、轴桩钢管；2-12、轴桩加固竖条；2-13、加固横板；2-14、电缆穿插孔；2-15、下轴承肩位；2-16、上轴承肩位；2-17、海底基桩插接口；2-18、下轴承；2-19、上轴承；2-2、加固中心传动轴套；2-21、外管壁；2-22、内管壁；2-23、轴套加固竖条；2-24、环形盖板；2-25、上轴承槽； 2-26下轴承槽；2-27传动齿圈肩位；2-28制动机构；2-29、传动齿圈；3、新型门式叶片组件； 3-1、横杆；3-2、立柱；3-3、斜拉杆；3-4、新型门页；3-5、拉条；3-6、波浪面；3-8、钜齿面；3-9、中空结构；4、封闭式机电房；4-1、机座平台；4-2、侧墙；4-3、尖顶；4-4、机房门；4-5、变速箱；4-6、发电机；4-7传动轮与传动齿圈磨合连接结构。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

请参见图1～10，本实用新型一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其包括打桩型门闸式水能动力叶轮总成和装配在顶端的封闭式机电房4，所述封闭式机电房4内设置有发电机4-6、变速箱4-5、整流器和电缆线等机电设备，打桩型门闸式水能动力叶轮总成包括海底基桩1和所述海底基桩上1的新型门闸式水能动力叶轮，所述新型门闸式水能动力叶轮包括中心传动机构2和两个以上的新型门式叶片组件3；所述打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组包括海底基桩1、门闸式水能动力叶轮和设置在所述水能动力叶轮顶部的封闭式机电房4，所述海底基桩1的下部深嵌于海底岩层中，所述门闸式水能动力叶轮包括中心传动机构2和两个以上的新型门式叶片组件3，所述中心传动机构2包括加固中心轴桩2-1和转动地套接于所述加固中心轴桩2-1外侧的加固中心传动轴套2-2，加固中心轴桩2-1的外侧为轴桩钢管 2-11，其外侧和内侧之间设置有轴桩加固竖条2-12，加固中心轴桩2-1的下端设置有电缆穿插孔2-13。所述加固中心轴桩2-1固定地套接于所述海底基桩1上，所述加固中心传动轴套 2-2外周固定连接所述新型门式叶片组件3，所述新型门式叶片组件3由门框和新型门页铰连而成，所述门页铰连在所述门框的一侧。当加固中心轴桩2-1上端的内径够大可容纳变速箱 4-5和发电机4-6时可向上延伸做封闭式机电房4，这样省工省料又坚固，可一举多得。

本实用新型的海底基桩1下部深嵌于海床岩层中，上部设有叶轮轴桩插接头2-17，叶轮轴桩插接头为多棱型插接头或圆柱形插接头，圆柱形插接头下端设有钜齿状对接口。

本实用新型叶片组件3将采收到的海流动能传递给加固中心传动轴套2-2，加固中心传动轴套2-2通过上端的齿圈将动力传递给封闭式机电房4内的变速箱4-5，经变速箱4-5提速后传输给发电机4-6发电，再通过电海底电缆，将电流输向汇流站，再传向大陆。这样叶片组件转到顺水面时就会自动关闭开始做功，转到逆水面时就会自动打开减轻助力保证叶轮向一个方向旋转如图9和图10所示，将源源不断的海流能转化为机械动能通过加固中心传动轴套2-2顶端的齿圈2-29传动给加固中心轴桩顶端封闭式机电房中的变速箱4-5，经加速后传递给发电机4-6发电。变速箱前端设置有传动轮与传动齿圈2-29磨合连接4-7。

本实用新型结构简单，能量采收率高，可使用大规模的机型，产业化开发海(洋)流和潮汐流能源，变成了用之不尽的清洁电能，解决人类的用电问题。

优选地，所述加固中心轴桩2-1为圆管型内框架加固轴桩，所述圆管型内框架加固轴桩的下部呈多棱插接口或圆管形插接口所述圆管形插接口下端设有钜齿状对接面以便与所述海底基桩1对接，圆管型内框架加固轴桩的上部内孔设置有横竖交叉的横加强筋和竖加强筋，横加强筋呈环板状，竖加强筋呈条板状，所述横加强筋呈环板状，所述竖加强筋呈条板状；所述圆管型内框架加固轴桩外侧的上部和下部设有轴承套接肩位以便与所述加固中心传动轴套2-2转动连接。如图3所示，加固中心轴桩2-1用金属管制作而成，管内交叉焊接环形金属横板和条形竖板进行加固，基部有圆孔2-14供电缆牵出，外面上部和下部分别设置有上轴承肩位2-15和下轴承肩位2-16，上端有传动机座平台4-1和封闭式机电房4，封闭式机电房内有变速箱4-5和发电机4-6。加固中心传动轴套2-2两端有内有上轴承槽2-25和下轴承槽 2-26通过上轴承2-18和下轴承2-19与加固中心轴桩2-1转动连接，加固中心传动轴套2-2还包括环形盖板2-24、传动齿圈肩位2-27、制动机构2-28和传动齿圈2-29。

优选地，所述加固中心传动轴套2-2呈双壁中空圆管结构或预制中空管结构，如图5、图6和图7所示，所述加固中心传动轴套2-2由外壁2-21、内壁2-22和位于所述外壁2-21和所述内壁2-22之间的连接筋构成，连接筋由环形上横压板2-24、环形下横压板2-24和所述内壁2-22与所述外壁2-21之间的条形竖管2-23固定连接而成。所述加固中心传动轴套2-2 的外壁2-22的内侧的上端和下端分别设置有轴承槽2-25，2-26以便与所述加固中心轴桩2-1 转动连接，所述加固中心传动轴套2-2的所述外,2-21上端外周设置有传动齿圈2-29和制动轮，所述加固中心传动轴套2-2的中下段设有叶片连接基座3-6以便连接所述新型门式叶片组3。叶片连接基座3-6有多个平台，通过螺丝与与新型门式叶片组件3紧密固定连接。新型门式叶片组件3由门框和新型门页3-4铰连而成，门框由上下两根横杆3-|1与其间的多个立柱3-2 固定连接，还有斜拉杆3-3加固构成多个三角力体糸的网型门框十分牢固。门框立柱3-2的一侧转动连接多个新型门页3-4。

加固中心传动轴套2-2呈环形中空结构如图5和图6所示，由外管壁2-21、内管壁2-22 和其间的轴套加固竖条2-23焊结而成，上下两端用环形横板2-27压封防水，防气，防盐并能产生浮力减了轻重量。轴套加固竖条2-23可以是板状也可以是管状。加固中心传动轴套2-2 外周下部固定连接多个叶片组件3可多可少，可沿轴套竖向错位连接多层，这样可增加能量采收面积还可提高运转质量。

优选地，本实用新型多处采用转轴，所述加固中心传动轴套2-2上端通过推力滚子轴承 2-19或伞形轴承与所述加固中心轴桩2-1转动连接，下端通过导向轴承2-18、防磨轴套或套筒与所述新型门页转动连接，所述新型门页通过轴承或轴套与所述门框转动连接。新型门式叶片组件3上的门框与门页铰连轴可用轴承连接也可用套筒连接。凡与轴套接触的转轴都要经过强化处理以免摩损。

优选地，所述门框由一根以上的横杆3-1、一根以上的立柱3-2及一根以上的斜拉杆3-3 固定连接而成，两根以上横杆3-1之间可平行也可不平行，所述门框呈呈梯形结构或矩形网状结构。

优选地，如图8所示，所述新型门页3-4比所述门框外边略小，所述新型门页3-4的板面边线呈梯形或矩形，其工作受力面呈非平面，包括波浪面3-7钜齿面3-8和盘形面等，所述新型门页3-4的板材为中空结构3-9，内部有多个中空管，可呈圆形，当然也可成方形。所述新型门页3-4的材质为玻璃钢、塑料、金属或复合材料，所述新型门页3-4与海水的比重为1.025，所述新型门页3-4的竖边与叶片框架的靠外边的立柱3-2转动铰接或与所述横杆3-1转动连接。

优选地，所述新型门式叶片组件3为多个，所述新型门式叶片组件3的基部与所述加固中心传动轴套2-2上的叶片基座3-6连接，沿轴向呈上下多层布局，每层有两个以上的新型门式叶片组件3，两个相邻的新型门式叶片组件3之间于中部和尾部的所述上横杆3-1和所述下横杆3-1采用拉条连接拉紧，这样整个叶轮形成纵横交错的三角应力体系大大提高了抗海流冲击能力，为建设大海流发电机组奠定了良好的基础。门页3-4、门框、加固中心传动轴套 2-2都是中空结构，这样叶轮转子的比重大致与海水相等，即减轻了轴桩和各转轴负荷又提高了能量转化率延长了叶轮的使用寿命相对降低了生产成本。

优选地，封闭式机电房4的底部设置有传动机座平台，封闭式机电房4的侧墙为桶形，封闭式机电房4的尖顶4-3为锥形或椭圆形，封闭式机电房4房的门边用皮垫密封，封闭式机电房4房的四周设置有若干个螺栓夹以紧固，新型门式叶片组件3包括叶轮齿圈，叶轮齿圈与传动机座平台4-1之间设置有制动装置，制动装置包括设置于叶轮齿圈内的制动轮和设置于传动机座平台4-1下的制动阀，制动装置包括自动制动装置和手动制动装置，这样便于调速也便于安装、维修，有利于安全生产。

本实用新型对动力叶轮进行了加固改造和性能加强，诸如增设内加固中心轴桩2-1、加固中心传动轴套2-2、非平面门页，以及顶端的密封发电机房等，使门式水能动力叶轮更加实用化，提高了抗海流冲击力、台风破坏力、防盐能力和工艺可操作性等各种实际操作性能，为人类真正将海流转化为电能捉供了可靠的技术保障，为人类太规模开发海流能源奠定良好的技术基础，加固中心轴桩2-1和加固中心传动轴套2-2可高达30～70米，直径4～8米，显然难以一次铸造完成，采用多段拼接和内外拼接加固的形式，实现制造大体积高质量要求，克服了加固中心轴桩2-1和加固中心传动轴套2-2难以一次铸造完成的困难。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组包括打桩型门闸式水能动力叶轮总成和装配在顶端的封闭式机电房，所述封闭式机电房内设有发电机和变速箱；所述打桩型门闸式水能动力叶轮总成包括海底基桩和所述海底基桩上的新型门闸式水能动力叶轮；所述新型门闸式水能动力叶轮包括中心传动机构和两个以上的新型门式叶片组件；所述中心传动机构包括加固中心轴桩和转动套接在其外面的加固中心传动轴套；所述加固中心传动轴套外周固定连接两个以上的所述新型门式叶片组件；所述新型门式叶片组件由门框和新型门页铰连而成，所述门页铰连在所述门框的一侧。

2.根据权利要求1所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述海底基桩下部深嵌于海床岩层中，上部设有叶轮轴桩插接头，所述叶轮轴桩插接头为多棱型插接头或圆柱形插接头，所述圆柱形插接头下端设有钜齿状对接口。

3.根据权利要求1所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征是，所述加固中心轴桩为圆管型内框架加固轴桩，所述圆管型内框架加固轴桩的下部呈多棱插接口或圆管形插接口，所述圆管形插接口下端设有钜齿状对接面以便与所述海底基桩对接；所述圆管型内框架加固轴桩上部内孔有横竖交叉的横加强筋和竖加强筋，横加强筋呈环板状，竖加强筋呈条板状；所述圆管型内框架加固轴桩外侧的上部和下部设有轴承套接肩位以便与所述加固中心传动轴套转动连接。

4.根据权利要求1所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述加固中心传动轴套呈双壁中空圆管结构或预制中空管结构，所述加固中心传动轴套由外壁、内壁和其间的连接筋构成，连接筋由环形上横压板、环形下横压板和所述内壁与所述外壁之间的条形竖管固定连接而成；或所述加固中心传动轴套的外壁的内侧上下端设有轴承槽以便与所述加固中心轴桩转动连接，所述加固中心传动轴套的外壁上端外周设有传动齿圈和制动轮，所述加固中心传动轴套的中下段设有叶片连接基座以便连接所述新型门式叶片组。

5.根据权利要求1所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述加固中心传动轴套上端通过推力滚子轴承或伞形轴承与所述加固中心轴桩转动连接，下端通过导向轴承或防磨轴套与所述新型门页转动连接，所述新型门页通过轴承或轴套与所述门框转动连接。

6.根据权利要求1所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述门框由一根以上的横杆、一根以上的立柱及一根以上的斜拉杆固定连接而成，两根以上的所述横杆不平行或平行，所构成的所述门框呈梯形结构或矩形网状结构。

7.根据权利要求6所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述新型门页比所述门框外边略小，所述新型门页的板面边线呈梯形或矩形，其工作受力面呈非平面，所述新型门页的板材为中空结构，所述新型门页的材质为玻璃钢、塑料、金属或复合材料，所述新型门页与海水的比重为1.025，所述新型门页的一个竖边与叶片框架的靠外边的立柱转动铰接或与所述横杆转动连接。

8.根据权利要求6所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述新型门式叶片组件为多个，所述新型门式叶片组件的基部与所述加固中心传动轴套上的叶片基座连接，沿轴向呈上下多层布局，每层有两个以上的新型门式叶片组件，两个相邻的新型门式叶片组件之间于中部和尾部的上部的所述横杆和下部的所述横杆采用拉条连接。

9.根据权利要求4所述的打桩型门闸式水能动力叶轮发电机组，其特征在于，所述封闭式机电房的底部设置有传动机座平台，所述封闭式机电房的侧墙为桶形，所述封闭式机电房的顶部为锥形或椭圆形，所述封闭式机电房的门边用皮垫密封，所述封闭式机电房的四周设置有若干个螺栓夹以紧固；所述新型门式叶片组件包括叶轮齿圈，所述叶轮齿圈与所述传动机座平台之间设置有制动装置，所述制动装置包括设置于所述叶轮齿圈内的所述制动轮和设置于所述传动机座平台下的制动阀，所述制动装置包括自动制动装置和手动制动装置。

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