一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置制造方法及图纸

一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置，属于流体机械领域，包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机两类，通过在装置中设置加速装置，增加启动转动扭矩，进而增大启动转动加速度。垂直轴水轮机中的悬臂轴为空心结构，三个悬臂轴的一端通过轮毂A固定在主轴A上，相邻悬臂轴之间的角度为120度；三个悬臂轴的另一端分别与叶片A连接。水平轴水轮机中的叶片B为空心结构，三个叶片B的一端通过轮毂B固定在主轴B上，相邻的叶片B之间的角度为120度。本发明专利技术装置结构简单，易于制作，能起到明显的加速效果；并且当水轮机转速很高时，改变转速装置不影响水轮机工作。

Device for changing rotating inertia of hydraulic turbine according to rotation speed

A speed change device according to the inertia of the turbine, belongs to the field of fluid machinery, including vertical axis turbine and horizontal axis turbine two, by means of acceleration setting in the device, increase the starting rotation torque, thereby increasing the starting rotation acceleration. The vertical axis turbine in cantilever shaft is a hollow structure, one end of a cantilever shaft three is fixed on the main shaft through the A hub A between adjacent cantilever shaft angle of 120 degrees; the other end of the three cantilever shaft are respectively connected with the blade A. The blade B of the horizontal shaft water turbine is a hollow structure, and one end of the three blade B is fixed on the main shaft B through a hub B, and the angle between the adjacent blade B is 120 degrees. The device has the advantages of simple structure, easy fabrication and obvious acceleration effect; and when the speed of the water turbine is very high, the rotating speed device is not changed, and the hydraulic turbine work is not affected.

【技术实现步骤摘要】
一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置
本专利技术属于流体机械领域，涉及到一种潮流能发电装置，具体是涉及到一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置。
技术介绍
能源是社会发展和经济增长的基本动力，是人类赖以生存的基础。当今社会主要依赖于传统的化石能源，而随着经济的增长和人口的增加，能源消耗大幅增加，化石能源日益耗尽。并且，过多使用化石能源地球的环境也越来越恶化。而海洋能源被认为是最后的资源宝库，开发利用潮流能越来越成为趋势。潮流能水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械。由于水轮机初始状态不同，并且存在摩擦、水流阻力等外界影响，使水轮机启动速度相对缓慢，因此改善水轮机启动速度至关重要。本专利技术为了减少水轮机的启动时间，提出根据转速改变水轮机转动惯量的装置。
技术实现思路
针对现有技术中水轮机启动时间较长的问题，本专利技术提供一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置，该装置通过转速改变水轮机的转动惯量，从而增大水轮机启动扭矩，减少水轮机的启动时间。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置，包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机两类。通过在装置中设置加速装置，增加启动转动扭矩，进而增大启动转动加速度。所述的垂直轴水轮机包括主轴A1、轮毂A2、悬臂轴3、叶片A4、加速装置。通过在垂直轴水轮机中设置加速装置，增加启动转动扭矩，增大启动转动加速度。所述的悬臂轴3为空心结构，三个悬臂轴3的一端通过轮毂A2固定在主轴A1上，相邻悬臂轴3之间的角度为120度；三个悬臂轴3的另一端分别与叶片A4连接。所述的加速装置设置于悬臂轴3中，包括两种：一种是依靠离心力被动加速的弹簧和小球8；另一种是主动人为控制加速的丝杠装置9。当所述的加速装置为弹簧和小球8时，弹簧一端与主轴A1上的轮毂A2连接，弹簧另一端与小球连接，在外力作用下，小球能够压缩或拉伸弹簧，在悬臂轴3中做往复运动；水轮机在海水或潮流作用下开始旋转，由于离心力作用，小球在悬臂轴中往复运动，增大水轮机启动转动扭矩，缩短水轮机启动时间。当所述的加速装置为丝杠装置9时，丝杠装置9一端与主轴A1上的轮毂A2连接，另一端水平固定在悬臂轴3中；水轮机在海水或潮流作用下开始旋转，启动丝杠装置9开关，丝杠装置9中的钢球能够在螺杆13上回旋运动，而钢球运动的速度，可以改变垂直轴水轮机的速度，增大转动扭矩。所述的丝杠装置9结构如图4(b)，丝杠装置包括电机10、外部结构11、钢球12，螺杆13；所述的电机10位于丝杠装置9的一端，通过遥控开关，让电机齿轮旋转，从而带动螺杆13运动，让钢球12在螺杆13上做直线运动，改变开关上的调速器，可以控制电机加减速运动；丝杠装置9的另一端与主轴A1上的轮毂A2连接。所述的钢球12套在螺杆13上；所述的螺杆13固定在外部结构11上。所述的水平轴水轮机包括主轴B5，轮毂B6，空心叶片B7和加速装置。所述的空心叶片B7为空心结构，三个空心叶片B7的一端通过轮毂B6固定在主轴B5上，相邻的空心叶片B7之间的角度为120度。所述的加速装置包括两种：一种是依靠离心力被动加速的弹簧和小球8；另一种是主动人为控制加速的丝杠装置9。水平轴的加速装置结构与垂直轴水轮机相同，安装在叶片B7的内部。采用上述技术方案，水轮机放置于海里或者河流当中，水轮机在海水或潮流的作用下开始旋转。而水轮机的启动时间长短主要与转动加速度的大小有关。水轮机的的转动是一定的。根据(α为转动加速度，M为转动扭矩，J为转动惯量)。为了增大启动转动加速度，有两种方案，第一种方案是需要减小J转动惯量，而水轮机J转动惯量与水轮机的叶片位置有关，以及与叶片质量相对于转轴的分布情况有关，这样则需要改变悬臂轴的长短或者改变叶片的大小，增加了成本，因此不可取。第二种方案是增加启动转动扭矩，这样启动转动加速度就能增大。本专利技术的有益效果：首先改变转速装置易于制作，结构简单，能起到明显的加速效果。并且当水轮机转速很高时，改变转速装置不影响水轮机工作。附图说明图命名图1为一种根据转速改变垂直轴水轮机转动惯量的装置的结构图；图2为一种根据转速改变水平轴水轮机转动惯量的装置的结构图；图3(a)为垂直轴水轮机俯视图；图3(b)为水平轴水轮机主视图；图4(a)为弹簧和小球结构图；图4(b)为丝杠装置结构图；图5为改变转速的局部图；图中：1主轴A；2轮毂A；3悬臂轴；4叶片A；5主轴B；6轮毂B；7空心叶片B；8弹簧和弹簧振子；9丝杠装置；10电机，11外部结构，12钢球；13螺杆。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一下说明。装置包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机两类，通过在装置中设置加速装置，增加水轮机启动转动扭矩，进而增大水轮机启动转动加速度。垂直轴水轮机包括主轴A1、轮毂A2、悬臂轴3、叶片A4、加速装置；所述的悬臂轴3为空心结构，三个悬臂轴3的一端通过轮毂A2固定在主轴A1上，相邻悬臂轴3之间的角度为120度；三个悬臂轴3的另一端分别与叶片A4连接；所述的加速装置位于悬臂轴3中。水平轴水轮机包括主轴B5，轮毂B6，空心叶片B7和加速装置。所述的空心叶片B7为空心结构，三个空心叶片B7通过轮毂B6固定在主轴B5上，相邻的叶片B7之间的角度为120度。所述的加速装置位于空心叶片B7中。垂直轴水轮机和水平轴水轮机的加速装置包括两种：一种是依靠离心力被动加速的弹簧和小球8；另一种是主动人为控制加速的丝杠装置9。当所述的加速装置为弹簧和小球8时，垂直轴水轮机中弹簧一端与主轴A1上的轮毂A2连接，弹簧另一端与小球连接；水平轴水轮机中弹簧一端与主轴B5上的轮毂B6连接，弹簧另一端与小球连接。在外力作用下，小球能够压缩或拉伸弹簧，在悬臂轴3或三个空心叶片B7中做往复运动；当所述的加速装置为丝杠装置9时，垂直轴水轮机中丝杠装置9与主轴A1上的轮毂A2连接，并固定在悬臂轴3上；水平轴水轮机中丝杠装置9与主轴B5上的轮毂B6连接，并固定在三个空心叶片B7上；水轮机在海水或潮流作用下开始旋转，启动丝杠装置9开关，丝杠装置9中的钢球能够在螺杆13上回旋运动，钢球运动带动改变垂直轴水轮机的速度，增加水轮机启动转动扭矩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置，其特征在于，所述的装置包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机两类，通过在装置中设置加速装置，增加水轮机启动转动扭矩，进而增大水轮机启动转动加速度；所述的垂直轴水轮机包括主轴A(1)、轮毂A(2)、悬臂轴(3)、叶片A(4)、加速装置；所述的悬臂轴(3)为空心结构，三个悬臂轴(3)的一端通过轮毂A(2)固定在主轴A(1)上，相邻悬臂轴(3)之间的角度为120度；三个悬臂轴(3)的另一端分别与叶片A(4)连接；所述的加速装置位于悬臂轴(3)中；所述的水平轴水轮机包括主轴B(5)、轮毂B(6)、空心叶片B(7)和加速装置；所述的空心叶片B(7)为空心结构，三个空心叶片B(7)通过轮毂B(6)固定在主轴B(5)上，相邻的空心叶片B(7)之间的角度为120度；所述的加速装置位于空心叶片B(7)中；所述的垂直轴水轮机和水平轴水轮机的加速装置包括两种：一种是依靠离心力被动加速的弹簧和小球(8)；另一种是主动人为控制加速的丝杠装置(9)；当所述的加速装置为弹簧和小球8时，垂直轴水轮机中弹簧一端与主轴A(1)上的轮毂A(2)连接，弹簧另一端与小球连接；水平轴水轮机中弹簧一端与主轴B(5)上的轮毂B(6)连接，弹簧另一端与小球连接；在外力作用下，小球能够压缩或拉伸弹簧，在悬臂轴(3)或三个空心叶片B(7)中做往复运动；当所述的加速装置为丝杠装置(9)时，垂直轴水轮机中丝杠装置(9)与主轴A(1)上的轮毂A(2)连接，并固定在悬臂轴3上；水平轴水轮机中丝杠装置(9)与主轴B(5)上的轮毂B(6)连接，并固定在三个空心叶片B(7)上。...

【技术特征摘要】
1.一种根据转速改变水轮机转动惯量的装置，其特征在于，所述的装置包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机两类，通过在装置中设置加速装置，增加水轮机启动转动扭矩，进而增大水轮机启动转动加速度；所述的垂直轴水轮机包括主轴A(1)、轮毂A(2)、悬臂轴(3)、叶片A(4)、加速装置；所述的悬臂轴(3)为空心结构，三个悬臂轴(3)的一端通过轮毂A(2)固定在主轴A(1)上，相邻悬臂轴(3)之间的角度为120度；三个悬臂轴(3)的另一端分别与叶片A(4)连接；所述的加速装置位于悬臂轴(3)中；所述的水平轴水轮机包括主轴B(5)、轮毂B(6)、空心叶片B(7)和加速装置；所述的空心叶片B(7)为空心结构，三个空心叶片B(7)通过轮毂B(6)固定在主轴B(5)上，相邻的空心叶片B(7)之间的角度为120度；所述的加速装置位于空心叶片B(7)中；所述的垂直轴水轮机和水平轴水轮机的加速装置包括两种：一种是依靠离心力被动加速的弹簧和小球(8)；另一种是主动人为控制加速的丝杠装置(9)；当所述的加速装置为弹簧和小球8时，垂直轴水轮机中弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，王利东，苏少帅，刘清照，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21