一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置制造方法及圖紙

一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置，屬于流體機械領域，包括垂直軸水輪機和水平軸水輪機兩類，通過在裝置中設置加速裝置，增加啟動轉動扭矩，進而增大啟動轉動加速度。垂直軸水輪機中的懸臂軸為空心結構，三個懸臂軸的一端通過輪轂A固定在主軸A上，相鄰懸臂軸之間的角度為120度；三個懸臂軸的另一端分別與葉片A連接。水平軸水輪機中的葉片B為空心結構，三個葉片B的一端通過輪轂B固定在主軸B上，相鄰的葉片B之間的角度為120度。本發明專利技術裝置結構簡單，易于制作，能起到明顯的加速效果；并且當水輪機轉速很高時，改變轉速裝置不影響水輪機工作。

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.

【技術實現步驟摘要】
一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置
本專利技術屬于流體機械領域，涉及到一種潮流能發電裝置，具體是涉及到一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置。
技術介紹
能源是社會發展和經濟增長的基本動力，是人類賴以生存的基礎。當今社會主要依賴于傳統的化石能源，而隨著經濟的增長和人口的增加，能源消耗大幅增加，化石能源日益耗盡。并且，過多使用化石能源地球的環境也越來越惡化。而海洋能源被認為是最后的資源寶庫，開發利用潮流能越來越成為趨勢。潮流能水輪機是把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械。由于水輪機初始狀態不同，并且存在摩擦、水流阻力等外界影響，使水輪機啟動速度相對緩慢，因此改善水輪機啟動速度至關重要。本專利技術為了減少水輪機的啟動時間，提出根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置。
技術實現思路
針對現有技術中水輪機啟動時間較長的問題，本專利技術提供一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置，該裝置通過轉速改變水輪機的轉動慣量，從而增大水輪機啟動扭矩，減少水輪機的啟動時間。為了達到上述目的，本專利技術的技術方案為：一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置，包括垂直軸水輪機和水平軸水輪機兩類。通過在裝置中設置加速裝置，增加啟動轉動扭矩，進而增大啟動轉動加速度。所述的垂直軸水輪機包括主軸A1、輪轂A2、懸臂軸3、葉片A4、加速裝置。通過在垂直軸水輪機中設置加速裝置，增加啟動轉動扭矩，增大啟動轉動加速度。所述的懸臂軸3為空心結構，三個懸臂軸3的一端通過輪轂A2固定在主軸A1上，相鄰懸臂軸3之間的角度為120度；三個懸臂軸3的另一端分別與葉片A4連接。所述的加速裝置設置于懸臂軸3中，包括兩種：一種是依靠離心力被動加速的彈簧和小球8；另一種是主動人為控制加速的絲杠裝置9。當所述的加速裝置為彈簧和小球8時，彈簧一端與主軸A1上的輪轂A2連接，彈簧另一端與小球連接，在外力作用下，小球能夠壓縮或拉伸彈簧，在懸臂軸3中做往復運動；水輪機在海水或潮流作用下開始旋轉，由于離心力作用，小球在懸臂軸中往復運動，增大水輪機啟動轉動扭矩，縮短水輪機啟動時間。當所述的加速裝置為絲杠裝置9時，絲杠裝置9一端與主軸A1上的輪轂A2連接，另一端水平固定在懸臂軸3中；水輪機在海水或潮流作用下開始旋轉，啟動絲杠裝置9開關，絲杠裝置9中的鋼球能夠在螺桿13上回旋運動，而鋼球運動的速度，可以改變垂直軸水輪機的速度，增大轉動扭矩。所述的絲杠裝置9結構如圖4(b)，絲杠裝置包括電機10、外部結構11、鋼球12，螺桿13；所述的電機10位于絲杠裝置9的一端，通過遙控開關，讓電機齒輪旋轉，從而帶動螺桿13運動，讓鋼球12在螺桿13上做直線運動，改變開關上的調速器，可以控制電機加減速運動；絲杠裝置9的另一端與主軸A1上的輪轂A2連接。所述的鋼球12套在螺桿13上；所述的螺桿13固定在外部結構11上。所述的水平軸水輪機包括主軸B5，輪轂B6，空心葉片B7和加速裝置。所述的空心葉片B7為空心結構，三個空心葉片B7的一端通過輪轂B6固定在主軸B5上，相鄰的空心葉片B7之間的角度為120度。所述的加速裝置包括兩種：一種是依靠離心力被動加速的彈簧和小球8；另一種是主動人為控制加速的絲杠裝置9。水平軸的加速裝置結構與垂直軸水輪機相同，安裝在葉片B7的內部。采用上述技術方案，水輪機放置于海里或者河流當中，水輪機在海水或潮流的作用下開始旋轉。而水輪機的啟動時間長短主要與轉動加速度的大小有關。水輪機的的轉動是一定的。根據(α為轉動加速度，M為轉動扭矩，J為轉動慣量)。為了增大啟動轉動加速度，有兩種方案，第一種方案是需要減小J轉動慣量，而水輪機J轉動慣量與水輪機的葉片位置有關，以及與葉片質量相對于轉軸的分布情況有關，這樣則需要改變懸臂軸的長短或者改變葉片的大小，增加了成本，因此不可取。第二種方案是增加啟動轉動扭矩，這樣啟動轉動加速度就能增大。本專利技術的有益效果：首先改變轉速裝置易于制作，結構簡單，能起到明顯的加速效果。并且當水輪機轉速很高時，改變轉速裝置不影響水輪機工作。附圖說明圖命名圖1為一種根據轉速改變垂直軸水輪機轉動慣量的裝置的結構圖；圖2為一種根據轉速改變水平軸水輪機轉動慣量的裝置的結構圖；圖3(a)為垂直軸水輪機俯視圖；圖3(b)為水平軸水輪機主視圖；圖4(a)為彈簧和小球結構圖；圖4(b)為絲杠裝置結構圖；圖5為改變轉速的局部圖；圖中：1主軸A；2輪轂A；3懸臂軸；4葉片A；5主軸B；6輪轂B；7空心葉片B；8彈簧和彈簧振子；9絲杠裝置；10電機，11外部結構，12鋼球；13螺桿。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術做進一下說明。裝置包括垂直軸水輪機和水平軸水輪機兩類，通過在裝置中設置加速裝置，增加水輪機啟動轉動扭矩，進而增大水輪機啟動轉動加速度。垂直軸水輪機包括主軸A1、輪轂A2、懸臂軸3、葉片A4、加速裝置；所述的懸臂軸3為空心結構，三個懸臂軸3的一端通過輪轂A2固定在主軸A1上，相鄰懸臂軸3之間的角度為120度；三個懸臂軸3的另一端分別與葉片A4連接；所述的加速裝置位于懸臂軸3中。水平軸水輪機包括主軸B5，輪轂B6，空心葉片B7和加速裝置。所述的空心葉片B7為空心結構，三個空心葉片B7通過輪轂B6固定在主軸B5上，相鄰的葉片B7之間的角度為120度。所述的加速裝置位于空心葉片B7中。垂直軸水輪機和水平軸水輪機的加速裝置包括兩種：一種是依靠離心力被動加速的彈簧和小球8；另一種是主動人為控制加速的絲杠裝置9。當所述的加速裝置為彈簧和小球8時，垂直軸水輪機中彈簧一端與主軸A1上的輪轂A2連接，彈簧另一端與小球連接；水平軸水輪機中彈簧一端與主軸B5上的輪轂B6連接，彈簧另一端與小球連接。在外力作用下，小球能夠壓縮或拉伸彈簧，在懸臂軸3或三個空心葉片B7中做往復運動；當所述的加速裝置為絲杠裝置9時，垂直軸水輪機中絲杠裝置9與主軸A1上的輪轂A2連接，并固定在懸臂軸3上；水平軸水輪機中絲杠裝置9與主軸B5上的輪轂B6連接，并固定在三個空心葉片B7上；水輪機在海水或潮流作用下開始旋轉，啟動絲杠裝置9開關，絲杠裝置9中的鋼球能夠在螺桿13上回旋運動，鋼球運動帶動改變垂直軸水輪機的速度，增加水輪機啟動轉動扭矩。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置，其特征在于，所述的裝置包括垂直軸水輪機和水平軸水輪機兩類，通過在裝置中設置加速裝置，增加水輪機啟動轉動扭矩，進而增大水輪機啟動轉動加速度；所述的垂直軸水輪機包括主軸A(1)、輪轂A(2)、懸臂軸(3)、葉片A(4)、加速裝置；所述的懸臂軸(3)為空心結構，三個懸臂軸(3)的一端通過輪轂A(2)固定在主軸A(1)上，相鄰懸臂軸(3)之間的角度為120度；三個懸臂軸(3)的另一端分別與葉片A(4)連接；所述的加速裝置位于懸臂軸(3)中；所述的水平軸水輪機包括主軸B(5)、輪轂B(6)、空心葉片B(7)和加速裝置；所述的空心葉片B(7)為空心結構，三個空心葉片B(7)通過輪轂B(6)固定在主軸B(5)上，相鄰的空心葉片B(7)之間的角度為120度；所述的加速裝置位于空心葉片B(7)中；所述的垂直軸水輪機和水平軸水輪機的加速裝置包括兩種：一種是依靠離心力被動加速的彈簧和小球(8)；另一種是主動人為控制加速的絲杠裝置(9)；當所述的加速裝置為彈簧和小球8時，垂直軸水輪機中彈簧一端與主軸A(1)上的輪轂A(2)連接，彈簧另一端與小球連接；水平軸水輪機中彈簧一端與主軸B(5)上的輪轂B(6)連接，彈簧另一端與小球連接；在外力作用下，小球能夠壓縮或拉伸彈簧，在懸臂軸(3)或三個空心葉片B(7)中做往復運動；當所述的加速裝置為絲杠裝置(9)時，垂直軸水輪機中絲杠裝置(9)與主軸A(1)上的輪轂A(2)連接，并固定在懸臂軸3上；水平軸水輪機中絲杠裝置(9)與主軸B(5)上的輪轂B(6)連接，并固定在三個空心葉片B(7)上。...

【技術特征摘要】
1.一種根據轉速改變水輪機轉動慣量的裝置，其特征在于，所述的裝置包括垂直軸水輪機和水平軸水輪機兩類，通過在裝置中設置加速裝置，增加水輪機啟動轉動扭矩，進而增大水輪機啟動轉動加速度；所述的垂直軸水輪機包括主軸A(1)、輪轂A(2)、懸臂軸(3)、葉片A(4)、加速裝置；所述的懸臂軸(3)為空心結構，三個懸臂軸(3)的一端通過輪轂A(2)固定在主軸A(1)上，相鄰懸臂軸(3)之間的角度為120度；三個懸臂軸(3)的另一端分別與葉片A(4)連接；所述的加速裝置位于懸臂軸(3)中；所述的水平軸水輪機包括主軸B(5)、輪轂B(6)、空心葉片B(7)和加速裝置；所述的空心葉片B(7)為空心結構，三個空心葉片B(7)通過輪轂B(6)固定在主軸B(5)上，相鄰的空心葉片B(7)之間的角度為120度；所述的加速裝置位于空心葉片B(7)中；所述的垂直軸水輪機和水平軸水輪機的加速裝置包括兩種：一種是依靠離心力被動加速的彈簧和小球(8)；另一種是主動人為控制加速的絲杠裝置(9)；當所述的加速裝置為彈簧和小球8時，垂直軸水輪機中彈...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳兵，王利東，蘇少帥，劉清照，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21