一种门闸式风能或水能动力叶轮制造技术

本实用新型专利技术公开了一种门闸式风能或水能动力叶轮，涉及风能或水能发电技术领域，包括中心传动机构和两个以上的叶片组件，中心传动机构包括中心轴桩和中心传动轴套，中心传动轴套转动套设在中心轴桩上，中心传动轴套与中心轴桩之间设有制动机构，叶片组件固定在中心传动轴套的外侧，叶片组件包括门框和门页，门页与门框转动连接，且门框与门页之间设有限位机构，限位机构使门页只在门框的一侧转动。本实用新型专利技术能够捕获最大能量，具有提高风能、水能利用率，结构简单，安全性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风能或水能发电
，具体涉及一种门闸式风能或水能动力叶轮。
技术介绍
针对目前能源领域石油已近枯竭，只能开采五十年了，煤炭也只能再开采一百五十年，核能不安全，太阳能太昂贵，现有的风能采收技术较差的局面，利用风能与水能的主要方法是采用带中心动力输出件的叶轮(即风扇式叶轮)活动安装在架子上，叶轮上外周均布有多个叶片，叶片与中心动力输出件成一定斜角(一般会在10度以上)；使用时该叶轮整体处于风流或者水流中，风流或者水流与中心动力输出件的中轴线基本平行的方向作用在叶片上，从力学分解的角度分析可知，风力或者水力作用在叶片上的力会分解出一部分垂直于中心动力输出件力的中轴线的推力，分解出的另外一个分力推动整个叶轮旋转；这种叶轮虽然可以收集一定的风能或者水能，但由于流动的风流或者水流与中心动力输出件基本平行，与旋转方向相垂直，其转换成垂直的旋转方向后，风力或者水力只能利用一部分，使得叶轮转速大打折扣，且能量也只利用一部分，无法充分利用能量，效率低。当然还有一种是叶轮部分处于风流或者水流中的叶轮，这样需要限制风流或者水流路径，风流或者水流只作用在叶轮一边的叶片上，从而推动叶轮旋转，这种情况虽然风流或者水流与中心动力输出件的中轴线不是平行的，可以提高一定效率，这种叶轮需要对风向、水流方向有限制，从而也难以适应自然界中随时可能变化的风向或水向，同时需要遮挡一半的风流与水流，利用效率反而更加低，且适应性差、设备结构复杂。现有的叶轮还存在一个问题是安全性差，恶劣天气容易对叶轮、发电机造成危害，目前的叶轮都没有解决该问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种门闸式风能或水能动力叶轮，用以解决现有叶轮利用效率低，适应性差、设备结构复杂、安全性差的问题。为实现上述目的，本技术门闸式风能或水能动力叶轮的门页就像一扇风门或水闸能实现顺风顺水时自动关闭、做功，逆风逆水时自动打开减轻阻力，且能垂直切割风力或水流线，捕获最大能量，提高风能、水能利用率，其制动机构有利于叶轮安装和检修时保障人身安全，提高叶轮运行质量，防止恶劣天气对叶轮和发电机造成损害，结构简单。具体地，该门闸式风能或水能动力叶轮，包括中心传动机构和两个以上的叶片组件,中心传动机构包括中心轴桩和中心传动轴套，中心传动轴套转动套设在中心轴桩上，中心传动轴套与中心轴桩之间设有制动机构，叶片组件固定在中心传动轴套的外侧，叶片组件包括门框和门页，门框一端与中心传动轴套固定连接，门页与门框转动连接，且门框与门页之间设有限位机构，限位机构使门页只在门框的一侧转动。所述中心传动轴套上端与中心轴桩之间设有第一轴承，中心传动轴套下端与中心轴桩之间设有第二轴承，中心轴桩包括由上至下直径依次增大的第一级轴桩、第二级轴桩和第三级轴桩，第一轴承固定在第一级轴桩与第二级轴桩的交接处，第二轴承固定在第二级轴桩和第三级轴桩的交接处，第二轴承为推力圆柱滚子轴承。所述中心传动轴套为圆管形，两端内侧设有分别安装第一轴承和第二轴承的轴承槽。作为大型门闸式动力叶轮，所述第二轴承的直径大于中心传动轴套中部的直径，中心传动轴套下端连接有一轴承碗形成喇叭状，第二轴承位于轴承碗内。所述制动机构包括制动轮、制动皮圈和制动阀，制动轮固定在中心传动轴套的端部，制动皮圈通过制动阀固定在中心轴桩的机座平台上，制动阀带动制动皮圈与制动轮接触实现对中心传动轴套的制动。所述中心轴桩为空心结构，中心轴桩的下端设有电缆插孔，在中心轴桩的下部与中心传动轴套之间设有气压水封装置。所述气压水封装置包括电动空压机、输气管和高压气封防水仓，电动空压机固定在中心轴桩的机座平台上，高压气封防水仓设置在中心轴桩的下部与中心传动轴套之间，中心轴桩的壁上开设有连通高压气封防水仓的高压防水气封输气管插孔，输气管设置在中心轴桩的内侧并连通电动空压机与高压防水气封输气管插孔。在所述中心轴桩外侧焊接有上气压水封仓座板和下气压水封仓座板，上气压水封仓座板、下气压水封仓座板、中心轴桩和中心传动轴套合围形成高压气封防水仓。所述上气压水封仓座板与下气压水封仓座板的内面设有槽形密封皮圈，上气压水封仓座板与下气压水封仓座板间隔20～30cm。所述的叶片组件为多个，多个叶片组件在中心动力输出件上沿轴向呈一层以上布置，每层为两个以上叶片组件。同一层的各叶片组件均布在中心传动轴套的外周；各叶片组件与中心传动轴套外侧的叶片连接基座固定连接。所述叶片组件为二个以上，每个叶片组件包括1至60个门页。所述门框包括上横杆、下横杆和立柱，立柱竖向固定在上横杆与下横杆之间，相邻两个立柱之间构成一个门框单元，每个门框单元内设有一个门页，门框单元内还设有用于加固的斜拉杆，下横杆的外端向上倾斜，构成直角梯形网格状门框，门页靠近门框外端的竖边与相应的立柱铰接。所述限位机构为设置在门页上下边以及门页靠近门框内端的一个竖边外侧的裙边，裙边与门框相配合对门页进行限位。所述叶片组件有三个以上，相邻两个叶片组件之间连接有拉条。所述门页为充气门页，呈直角梯形，门页由泡沫骨架和朦皮构成，朦皮固定在泡沫骨架的外部，泡沫骨架内设有空腔，空腔内充入密度小于空气的隋性气体后，门页与空气的密度相等。所述门页由泡沫骨架和朦皮构成，朦皮固定在泡沫骨架的外部，门页的密度为1至1.025g/cm3。所述门框为一根横杆，横杆上设置两个以上的门页，横杆上设有竖轴与门页铰接。本技术具有如下优点：1、制动机构有利于叶轮安装和检修时保障人身安全，提高叶轮运行质量，防止恶劣天气对叶轮和发电机造成损害；门页就像一扇风门或水闸能实现顺风顺水时自动关闭，做功，逆风逆水时自动打开减轻阻力，且能垂直切割风力或水流线，捕获最大能量(能量采收值为单叶面积的62.5％)，实际执行采收率大于50％，约大于其他机型2倍以上。2、抗风和抗水流冲击能力强，适合建设大规模电站，能将风流式水流的动力完全转化为机械动能，减轻了基桩和叶片及轴子的压力，不会将基桩吹倒，叶片吹烂。根据目前的材料许可限度，最大风能采收面积可提高到300平方米，综合装机容量可提高6倍。3、动能输出机构科学灵活，采用中心传动轴套输出动能，使其产生上下两个动能输出端，从而解决了本叶轮用于海流发电问题，拓宽了能源开发范围和领域，从而产生一种新能源，海流(洋流)能源，为人类能源开发劈出新路径。4、门页密度与相应能源的密度相近，结构优化，克服了同类叶轮，叶片门页重量过大，其贯性力和离心力破坏叶轮运转稳定性和能量采收降低的缺点。叶片框架也用斜拉杆加固，为建设大规模发电机组或带动其他大型机械奠定了基础，大大提高了能量采收率。附图说明图1是该门闸式风能或水能动力叶轮实施例1的结构示意图。图2是图1中门闸式风能或水能动力叶轮的剖面图。图3是图2中A处的局部放大图。图4为圆管形中心传动轴套示意图。图5为喇叭形中心传动轴套示意图。图6是门页的结构示意图。图7是图6的B-B处剖视图。图8是该门闸式风能或水能动力叶轮的旋转示意图。图9是该门闸式风能或水能动力叶轮的旋转示意图。图10是该门闸式风能或水能动力叶轮实施例2的结构示意图。图11是实施例2中门闸式风能或水能动力叶轮的剖面图。图12是图11中C处的局部放大。图13为简易门闸式风能或水能动力叶轮的结构示意图。图14是三叶片四门页风能动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种门闸式风能或水能动力叶轮,其特征是，所述叶轮包括中心传动机构和两个以上的叶片组件，中心传动机构包括中心轴桩和中心传动轴套，中心传动轴套转动套设在中心轴桩上，中心传动轴套与中心轴桩之间设有制动机构，叶片组件固定在中心传动轴套的外侧，叶片组件包括门框和门页，门框一端与中心传动轴套固定连接，门页与门框转动连接，且门框与门页之间设有限位机构，限位机构使门页只在门框的一侧转动。

【技术特征摘要】
2015.11.09 CN 20151081060851.一种门闸式风能或水能动力叶轮,其特征是，所述叶轮包括中心传动机构和两个以上的叶片组件，中心传动机构包括中心轴桩和中心传动轴套，中心传动轴套转动套设在中心轴桩上，中心传动轴套与中心轴桩之间设有制动机构，叶片组件固定在中心传动轴套的外侧，叶片组件包括门框和门页，门框一端与中心传动轴套固定连接，门页与门框转动连接，且门框与门页之间设有限位机构，限位机构使门页只在门框的一侧转动。2.根据权利要求1所述的门闸式风能或水能动力叶轮，其特征是，所述中心传动轴套上端与中心轴桩之间设有第一轴承，中心传动轴套下端与中心轴桩之间设有第二轴承，中心轴桩包括由上至下直径依次增大的第一级轴桩、第二级轴桩和第三级轴桩，第一轴承固定在第一级轴桩与第二级轴桩的交接处，第二轴承固定在第二级轴桩和第三级轴桩的交接处，第二轴承为推力圆柱滚子轴承。3.根据权利要求1或2所述的门闸式风能或水能动力叶轮，其特征是，所述中心传动轴套为圆管形，两端内侧设有分别安装第一轴承和第二轴承的轴承槽。4.根据权利要求3所述的门闸式风能或水能动力叶轮，其特征是，所述第二轴承的直径大于中心传动轴套中部的直径，中心传动轴套下端连接有一轴承碗形成喇叭状，第二轴承位于轴承碗内。5.根据权利要求1所述的门闸式风能或水能动力叶轮，其特征是，所述制动机构包括制动轮、制动皮圈和制动阀，制动轮固定在中心传动轴套的端部，制动皮圈通过制动阀固定在中心轴桩的机座平台上，制动阀带动制动皮圈与制动轮接触实现对中心传动轴套的制动。6.根据权利要求1所述的门闸式风能或水能动力叶轮，其特征是，所述中心轴桩为空心结构，中心轴桩的下端设有电缆插孔，在中心轴桩的下部与中心传动轴套之间设有气压水封装置。7.根据权利要求6所述的门闸式风能或水能动力叶轮，其特征是，所述气压水封装置包括电动空压机、输气管和高压气封防水仓，电动空压机固定在中心轴桩的机座平台上，高压气封防水仓设置在中心轴桩的下部与中心传动轴套之间，中心轴桩的壁上开设有连通高压气封防水仓的高压防水气封输气管插孔，输气管...

【专利技术属性】
技术研发人员：于保琼，
申请(专利权)人：于保琼，
类型：新型
国别省市：湖南;43