一种变速保护型对置双叶轮发电装置

本发明属于叶轮发电装置，尤其是一种变速保护型对置双叶轮发电装置。

背景技术：

1、中国专利公开号为cn106812652a，公开了一种双叶轮磁耦合水流发电装置，包括支撑架、差速器、密封舱、发电机、永磁磁力联轴器和两个叶轮，差速器包括一根第一动力传输轴和两根对称设置的第二动力传输轴，永磁磁力联轴器包括相对设置的主动永磁转子和从动永磁转子，两个叶轮的旋转方向相反；密封舱和两个叶轮分别安装在支撑架上，叶轮的轮轴通过万向联轴器与对应的第二动力传输轴连接，发电机设置在密封舱中，密封舱中填充有绝缘油，主动永磁转子设置在第一动力传输轴上，从动永磁转子位于密封舱中并设置在发电机的主轴上，主动永磁转子和从动永磁转子相对设置。实现能够长时间满足深水拖拽发电的要求，并提高其使用可靠性和安全性。

2、但是海洋内具有洋流其速度变幻莫测，并且牵引用绳在牵引时也是会在松紧之间不断的转换，这样实际作用在叶轮表面的海水流速是起伏不平的，这样会导致叶轮转速有较大的起伏，影响发电机的输出电压。

技术实现思路

1、为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种变速保护型对置双叶轮发电装置，有效地降低了发电机的电压波动，有效提升使用可靠性和安全性。

2、为实现上述技术目的，本发明采用了一种变速保护型对置双叶轮发电装置，包括机架、发电机、减速器和两个叶轮，所述机架的前部设置减速器和发电机，所述机架的后部设置两个叶轮，两个叶轮的转向相反，所述叶轮包括叶轮转轴、叶轮转筒和桨叶，所述叶轮转筒固定在所述叶轮转轴尾端，所述叶轮转轴前端和所述齿轮减速器之间采用传动软轴进行传动连接，所述桨叶等圆弧间隔设置在叶轮转筒的外圈，所述变速保护型对置双叶轮发电装置还包括用于改变所述桨叶的转角使得其迎水面角度变化的变速保护组件，所述桨叶的安装端与所述变速保护组件连接，所述变速保护组件安装在所述叶轮转筒内。

3、进一步，所述变速保护组件包括压力筒、活塞、内螺纹筒、螺纹丝杠、转动架、主锥齿轮、侧锥齿轮和桨叶转轴，所述桨叶的根部固定设有桨叶转轴，所述桨叶转轴转动设置在所述叶轮转筒内并且在端部还设有侧锥齿轮，所述叶轮转筒的尾端固定设有调节尾套，在所述调节尾套内部固定设有一个压力筒，所述压力筒内密封滑动设有一个活塞，并且在所述调节尾套内固定设有转动架，所述转动架中部嵌装设有轴承，固定设有螺纹丝杠的主锥齿轮与设置在所述转动架内的轴承过盈配合，而所述主锥齿轮和所述侧锥齿轮啮合，所述活塞的一端面固定设有与所述螺纹丝杠螺纹连接的内螺纹筒。该方案提供了一种优选的变速保护组件，当然，也可以采用其他驱动机构，只要能够改变所述桨叶的转角即可。

4、所述桨叶的转轴两侧的受力面不等，当洋流或航速过大在所述桨叶上后会产生力驱动所述桨叶转轴转动，所述侧锥齿轮就会通过与所述主锥齿轮的啮合驱动所述螺纹丝杠转动，所述螺纹丝杠转动后将推动所述内螺纹筒向后压，所述桨叶的迎水面积下降。

5、更进一步，在所述转动架上还设有一个卷簧器，并且所述卷簧器的内端固定在所述螺纹丝杠上，当所述螺纹丝杠转动后会使得所述卷簧器压缩，当海水流速降低后，作用在所述桨叶上多余的力消失，所述卷簧器弹性势能将所述螺纹丝杠反转使得所述活塞复位。该方案方便所述桨叶复位。

6、优选的，所述压力筒为外圆内方压力筒；该方案内腔优选采用方形，内腔还可以采用非圆形的其他形状，只要能够限制活塞转动且能够让活塞在压力筒内腔滑动即可；外壁形状可以是任何形状，优选采用圆形是为了便于加工。

7、再进一步，在所述外圆内方压力筒的尾端固定设有两个与其内部压缩腔连通的注气气门芯和排气气门芯，通过带有压力测量的打气设备调整所述外圆内方压力筒内的压缩腔压强的大小。

8、优选的，在所述机架的中部设有一个分流板，用于稳定姿态并进行分流。

9、再优选的，在所述机架的前端通过法兰密封固定设有一个带有拖曳挂钩螺孔座的端盖。通过带有螺纹的牵引钩杆就能快速与所述机架连接。

10、所述传动软轴的两端外壳固定在所述机架内并且密封。

11、本发明的变速保护型对置双叶轮发电装置，当牵引开始后海水作用在所述桨叶上的流速变化时，所述桨叶通过转动驱动所述侧锥齿轮和主锥齿轮啮合，进而使得螺纹丝杠和内螺纹筒啮合，这样能快速的降低所述叶轮的转速从而对发电机进行保护作用，当海水流速下降后，作用在所述桨叶上多余的力消失，所述卷簧器将所述螺纹丝杠转回原始状态使得所述活塞复位，这样所述桨叶又能保持一个合理的转速，所述活塞的移动调节范围即所述桨叶的调节行程可通过调节所述外圆内方压力筒内气压来实现，这样在多变的洋流中本装置具有一定的自我调节能力，使得转速得到一定范围内的控制进而有效的降低了发电机的电压波动。

12、本发明的有益效果主要表现在：1、有效地降低了发电机的电压波动，有效提升使用可靠性和安全性；2、本装置采用传动软轴进行传动使得整体结构的水阻更小，不易受海水腐蚀，使用寿命高；3、增加了一个分流板能在转弯时提高姿态的稳定性。

技术特征：

1.一种变速保护型对置双叶轮发电装置，包括机架、发电机、减速器和两个叶轮，所述机架的前部设置检索器和发电机，所述机架的后部设置两个叶轮，两个叶轮的转向相反，所述叶轮包括叶轮转轴、叶轮转筒和桨叶，所述叶轮转筒固定在所述叶轮转轴尾端，所述叶轮转轴前端和所述齿轮减速器之间采用传动软轴进行传动连接，所述桨叶等圆弧间隔设置在叶轮转筒的外圈，其特征在于，所述变速保护型对置双叶轮发电装置还包括用于改变所述桨叶的转角使得其迎水面角度变化的变速保护组件，所述桨叶的安装端与所述变速保护组件连接，所述变速保护组件安装在所述叶轮转筒内。

2.如权利要求1所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，所述变速保护组件包括压力筒、活塞、内螺纹筒、螺纹丝杠、转动架、主锥齿轮、侧锥齿轮和桨叶转轴，所述桨叶的根部固定设有桨叶转轴，所述桨叶转轴转动设置在所述叶轮转筒内并且在端部还设有侧锥齿轮，所述叶轮转筒的尾端固定设有调节尾套，在所述调节尾套内部固定设有一个压力筒，所述压力筒内密封滑动设有一个活塞，并且在所述调节尾套内固定设有转动架，所述转动架中部嵌装设有轴承，固定设有螺纹丝杠的主锥齿轮与设置在所述转动架内的轴承过盈配合，所述主锥齿轮和所述侧锥齿轮啮合，所述活塞的一端面固定设有与所述螺纹丝杠螺纹连接的内螺纹筒。

3.如权利要求2所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，所述桨叶的转轴两侧的受力面不等，当洋流或航速过大在所述桨叶上后会产生力驱动所述桨叶转轴转动，所述侧锥齿轮就会通过与所述主锥齿轮的啮合驱动所述螺纹丝杠转动，所述螺纹丝杠转动后将推动所述内螺纹筒向后压，所述桨叶的迎水面积下降。

4.如权利要求2或3所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，在所述转动架上还设有一个卷簧器，并且所述卷簧器的内端固定在所述螺纹丝杠上，当所述螺纹丝杠转动后会使得所述卷簧器压缩，当海水流速降低后，作用在所述桨叶上多余的力消失，所述卷簧器弹性势能将所述螺纹丝杠反转使得所述活塞复位。

5.如权利要求2或3所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，所述压力筒为外圆内方压力筒。

6.如权利要求2或3所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，在所述压力筒的尾端固定设有两个与其内部压缩腔连通的注气气门芯和排气气门芯，通过带有压力测量的打气设备调整所述压力筒内的压缩腔压强的大小。

7.如权利要求1~3之一所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，在所述机架的中部设有一个分流板，用于稳定姿态并进行分流。

8.如权利要求1~3之一所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，在所述机架的前端通过法兰密封固定设有一个带有拖曳挂钩螺孔座的端盖。

9.如权利要求1~3之一所述的一种变速保护型对置双叶轮发电装置，其特征在于，所述传动软轴的两端外壳固定在所述机架内并且密封。

技术总结
一种变速保护型对置双叶轮发电装置，属于叶轮发电装置技术领域，包括机架、发电机、减速器和两个叶轮，所述机架的前部设置减速器和发电机，所述机架的后部设置两个叶轮，两个叶轮的转向相反，所述叶轮包括叶轮转轴、叶轮转筒和桨叶，所述叶轮转筒固定在所述叶轮转轴尾端，所述叶轮转轴前端和所述齿轮减速器之间采用传动软轴进行传动连接，所述桨叶等圆弧间隔设置在叶轮转筒的外圈，所述变速保护型对置双叶轮发电装置还包括用于改变所述桨叶的转角使得其迎水面角度变化的变速保护组件，所述桨叶的安装端与所述变速保护组件，所述变速保护组件安装在所述叶轮转筒内。本发明有效地降低了发电机的电压波动，有效提升使用可靠性和安全性。

技术研发人员：潘立
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23