一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构制造技术

本实用新型专利技术涉及潮流能水轮机技术领域，特别是指一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构，包括固定支撑板、叶片、上叶片支架、下叶片支架，所述固定支撑板是固定不动的，所述固定支撑板上方依次设有下叶片支架、叶片和上叶片支架，所述下叶片支架和上叶片支架的基体均为一个圆盘，圆盘中心开孔，圆盘四周均匀分布着三个分支杆，所述下叶片支架和上叶片支架的圆盘中心通过主轴固定相连，三个所述分支杆上下分别对齐，并分别连有叶片。与现有技术相比，本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术解决了主动式变偏角机构需要额外消耗电能、且整体机构偏向复、长期运行可靠性低和被动式机构无法准确调节叶片偏角规律、能量利用率提高不显著的问题。

A variable angle mechanism of power flow turbine with controllable deflection angle

The utility model relates to the technical field of tidal current energy turbine, in particular to a variable angle mechanism of a skew angle controllable tidal current energy turbine, which comprises a fixed support plate, a blade, an upper blade bracket and a lower blade bracket. The fixed support plate is fixed, and the upper side of the fixed support plate is successively provided with a lower blade bracket, a blade and an upper blade bracket, and the lower blade bracket and the upper blade bracket The base body of the support is a disk, the center of the disk is perforated, and three branches are evenly distributed around the disk. The center of the disk of the lower blade support and the upper blade support is fixedly connected by the main shaft, and the three branches are aligned up and down respectively, and are respectively connected with blades. Compared with the prior art, the beneficial effect of the utility model is: the utility model solves the problems that the active variable deflection angle mechanism needs additional power consumption, the overall mechanism is biased and complex, the long-term operation reliability is low, the passive mechanism cannot accurately adjust the blade deflection angle law, and the energy utilization rate is not significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构
本技术涉及潮流能水轮机
，特别是指一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构。
技术介绍
海洋潮流能作为一种储量巨大的可再生能源，近些年来引起各国专家学者的关注。与此同时，各国政府也加大对潮流电站及其关键技术的研发力度。而潮流能水轮机作为一种将海洋潮流能转换为电能的中间装置，其转换效率的高低无疑成为衡量轮机工作性能的重要指标。目前，竖轴潮流水轮机有两种结构形式，即固定偏角潮流能水轮机和变偏角潮流能水轮机。前者由于无法根据来流方向调节叶片受力，从而导致能量转换效率普遍偏低。因此，近些年来人们纷纷将目光投向叶片偏角可变的潮流能水轮机。而根据叶片偏角调节方式的不同，又将变偏角潮流能水轮机的叶片控制机构分为主动式和被动式。主动式变偏角机构需要提供额外的动力来实现叶片变桨。虽然可以实现精确地角度范围的调节，但是一方面需要额外消耗电能，另一方面其结构过于复杂，不仅增加了制造和使用成本，而且随着调浆机构复杂度的提高，使用的寿命和可靠性又会相应降低。主动式变偏角机构一般可分为直接驱动式和机械结构调整式。直接驱动式变偏角机构是通过电机或液压系统直接驱动叶片转动，实现叶片变桨。这种变偏角机构对电机或液压系统的要求比较高；机械结构调整式变偏角机构通过机械结构实现对叶片偏角的控制，其结构比较复杂，对加工、装配精度要求较高，并且由于受到具体机械结构的限制，对偏角规律的控制具有一定的局限性。被动式变偏角机构主要通过限制叶片旋转范围来实现变桨。被动式结构的特点是偏角变化不可控，即仅仅通过限位装置或阻尼装置限定了角度偏转的范围，不能准确控制叶片偏角变化的规律，这样在潮流流速较快时，叶片的无规律偏转既对整个机构产生冲击从而降低机构使用寿命，又不能保证叶片的瞬时姿态总是处于最佳受力位置。常见的被动式变偏角机构有摆动挡块式，弹簧控制式和连杆控制式。摆动挡块式变偏角机构通过螺栓来限制叶片的摆动范围，在水流作用下，叶片会在限制的范围内自由摆动。弹簧控制式变偏角机构依靠水流的冲击实现叶片的偏转，利用一组弹簧机构来提供恢复力矩，控制叶片偏转的幅度。连杆控制式变偏角机构参照了摆线推进器的叶片调距原理，是一种可做周转运动的多杆机构。
技术实现思路
本技术公开了一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构，解决了主动式变偏角机构需要额外消耗电能、且整体机构偏向复、长期运行可靠性低和被动式机构无法准确调节叶片偏角规律、能量利用率提高不显著的问题。本技术是通过以下技术方案实现的：一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构，包括固定支撑板、叶片、上叶片支架、下叶片支架，所述固定支撑板是固定不动的，所述固定支撑板上方依次设有下叶片支架、叶片和上叶片支架，所述下叶片支架和上叶片支架的基体均为一个圆盘，圆盘中心开孔，圆盘四周均匀分布着三个分支杆，所述下叶片支架和上叶片支架的圆盘中心通过主轴固定相连，三个所述分支杆上下分别对齐，并分别连有叶片，所述叶片端面上设有上下贯通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔中穿设有叶片支架轴，所述叶片支架轴上下端固定连接上叶片支架和下叶片支架，所述下叶片支架下端面圆盘上设有三个圆柱凸台，所述圆柱凸台上分别设有行星齿轮，中心处设有固定中心齿轮，所述中心齿轮与行星齿轮相互啮合，所述下叶片支架的三个分支杆上均开设有直槽口，所述叶片的第二通孔中穿设有调浆轴，所述调浆轴的下端与定长连杆相连，所述定长连杆另一端与调节连杆的第三通孔相连，且相连处铰接有滑块，所述滑块设于下叶片支架分支杆上的直槽口内，所述调节连杆的另一端与偏心距螺纹调节杆相连，所述偏心距螺纹调节杆通过托架与行星齿轮相连。进一步的，所述调节连杆包括基体杆、螺纹连接件、滑杆，所述基体杆一端开有第三通孔，所述基体杆在其上端面上开有矩形槽和直槽口，所述滑杆一端开有铰接孔，其端面上有开通的直槽口，所述滑杆的宽度与基体杆上矩形槽的宽度相同，所述滑杆放置在基体杆的矩形槽中并在此槽中沿直线滑动，并通过螺纹连接件进行紧固。进一步的，所述偏心距螺纹调节杆包括偏心轮套、调距螺杆、锁紧螺母和偏心调节滑块，所述偏心轮套外圆面与行星齿轮的内孔通过矩形限位键进行限位，所述偏心轮套一侧设有带矩形槽的支架，所述矩形槽中设有偏心调节滑块，所述偏心调节滑块上方的圆形凸台与调节连杆上的滑杆相连，所述偏心调节滑块中穿设有调距螺杆，所述调距螺杆上套设有锁紧螺母，所述调距螺杆与偏心轮套相连。进一步的，三个所述行星齿轮直径相同，绕所述主轴公转，又绕自己的轴心线自转。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术在结构设计上，采用类行星轮机构和连杆滑块机构，使叶片可以借助潮流的推力，在绕主轴公转的同时又会在一定角度范围内自转，这种结构设计组成较为简单，因而降低了制造和维护成本，结构上的简单性又使整体机构的运行可靠性有所提高；2、本技术在功能要求上，不采用传统被动式叶片控制机构的限位装置和阻尼装置，而是通过连杆将叶片与行星轮连接起来，所以叶片偏转总是按照近似正弦规律动作。而对于叶片偏角的调节，则根据给定的最小偏角和最大偏角的值，来反推出连杆的长度，即只需将特定连杆调节到适宜的长度，叶片偏角便可以在预期范围内有规律的偏转，且各连杆相互独立，当要求三个叶片偏转的规律相同时，可以将三个叶片对应的连杆调节为相同长度，而当要求偏转规律不同时，又可以通过分别调节连杆的长度来实现。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术下叶片支架的仰视图；图3是本技术调节连杆的结构示意图；图4是本技术偏心距螺纹调节杆的结构示意图；图5是本技术的物理模型示意图。图中：1、固定支撑板；2、叶片；3、上叶片支架；4、下叶片支架；5、主轴；6、滑块；7、第一通孔；8、第二通孔；9、托架；10、定长连杆；11、行星齿轮；12、固定中心齿轮；13、调节连杆；14、偏心距螺纹调节杆；15、基体杆；16、螺纹连接件；17、滑杆；18、第三通孔；19、偏心调节滑块；20、偏心轮套；21、调距螺杆；22、锁紧螺母。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步说明：一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构，包括固定支撑板1、叶片2、上叶片支架3、下叶片支架4，所述固定支撑板1是固定不动的，所述固定支撑板1上方依次设有下叶片支架4、叶片2和上叶片支架3，所述下叶片支架4和上叶片支架3的基体均为一个圆盘，圆盘中心开孔，圆盘四周均匀分布着三个分支杆，所述下叶片支架4和上叶片支架3的圆盘中心通过主轴5固定相连，三个所述分支杆上下分别对齐，并分别连有叶片2，所述叶片2端面上设有上下贯通的第一通孔7和第二通孔8，所述第一通孔7中穿设有叶片支架轴，所述叶片支架轴上下端固定连接上叶片支架3和下叶片支架4，所述下叶片支架4下端面圆盘上设有三个圆柱凸台，所述圆柱凸台上分别设有行星齿轮11，中心处设有固定中心齿轮12，所述中心齿轮12与行星齿轮11相互啮合，所述下叶片支架4的三个分支杆上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构，其特征在于：包括固定支撑板（1）、叶片（2）、上叶片支架（3）、下叶片支架（4），所述固定支撑板（1）是固定不动的，所述固定支撑板（1）上方依次设有下叶片支架（4）、叶片（2）和上叶片支架（3），所述下叶片支架（4）和上叶片支架（3）的基体均为一个圆盘，圆盘中心开孔，圆盘四周均匀分布有三个分支杆，所述下叶片支架（4）和上叶片支架（3）的圆盘中心通过主轴（5）固定相连，三个所述分支杆上下分别对齐，并分别连有叶片（2），所述叶片（2）端面上设有上下贯通的第一通孔（7）和第二通孔（8），所述第一通孔（7）中穿设有叶片支架轴，所述叶片支架轴上下端固定连接上叶片支架（3）和下叶片支架（4），/n所述下叶片支架（4）下端面圆盘上设有三个圆柱凸台，所述圆柱凸台上分别设有行星齿轮（11），中心处设有固定中心齿轮（12），所述中心齿轮（12）与行星齿轮（11）相互啮合，所述下叶片支架（4）的三个分支杆上均开设有直槽口，所述叶片（2）的第二通孔（8）中穿设有调浆轴，所述调浆轴的下端与定长连杆（10）相连，所述定长连杆（10）另一端与调节连杆（13）的第三通孔（18）相连，且相连处铰接有滑块（6），所述滑块（6）设于下叶片支架（4）分支杆上的直槽口内，所述调节连杆（13）的另一端与偏心距螺纹调节杆（14）相连，所述偏心距螺纹调节杆（14）通过托架（9）与行星齿轮（11）相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构，其特征在于：包括固定支撑板（1）、叶片（2）、上叶片支架（3）、下叶片支架（4），所述固定支撑板（1）是固定不动的，所述固定支撑板（1）上方依次设有下叶片支架（4）、叶片（2）和上叶片支架（3），所述下叶片支架（4）和上叶片支架（3）的基体均为一个圆盘，圆盘中心开孔，圆盘四周均匀分布有三个分支杆，所述下叶片支架（4）和上叶片支架（3）的圆盘中心通过主轴（5）固定相连，三个所述分支杆上下分别对齐，并分别连有叶片（2），所述叶片（2）端面上设有上下贯通的第一通孔（7）和第二通孔（8），所述第一通孔（7）中穿设有叶片支架轴，所述叶片支架轴上下端固定连接上叶片支架（3）和下叶片支架（4），
所述下叶片支架（4）下端面圆盘上设有三个圆柱凸台，所述圆柱凸台上分别设有行星齿轮（11），中心处设有固定中心齿轮（12），所述中心齿轮（12）与行星齿轮（11）相互啮合，所述下叶片支架（4）的三个分支杆上均开设有直槽口，所述叶片（2）的第二通孔（8）中穿设有调浆轴，所述调浆轴的下端与定长连杆（10）相连，所述定长连杆（10）另一端与调节连杆（13）的第三通孔（18）相连，且相连处铰接有滑块（6），所述滑块（6）设于下叶片支架（4）分支杆上的直槽口内，所述调节连杆（13）的另一端与偏心距螺纹调节杆（14）相连，所述偏心距螺纹调节杆（14）通过托架（9）与行星齿轮（11）相连。
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢传民，何津，李博竑，刘悦，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32