[发明专利]一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构

说明书

一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，轮毂包括轮毂壁、设置在轮毂壁前端的前端盖，轮毂壁的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴，螺杆轴的外端与桨叶连接，螺杆轴的内端通过第二变桨轴承与芯部轴承座连接，螺杆轴上套装有螺母；芯部轴承座轴向设置在轮毂壁内，芯部轴承座的外端与轮毂壁后端固定连接，其内端连接有三向同步运动的三向液压缸，三向液压缸的三个活塞杆分别与相应的螺母连接驱动螺母直线运动从而带动螺杆轴转动。本发明将液压缸的直线移动转换为桨叶的旋转运动，实现海流能发电机组中桨叶的节距角的360度同步调节，方便对整个机组变桨距进行控制，提高了机组对海流的适应能力和变桨轴承的寿命。

技术领域

本发明属于新能源利用领域，具体涉及一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构。

背景技术

在新能源利用领域，海流能作为一种能量密度高、无污染、绿色可再生能源，海流能的开发利用对缓解能源危机和降低环境污染具有重要意义。海流能发电机组是通过叶轮将流体介质(海水)的动能，转化为叶轮的动能，再进一步转换为电能。在海流能发电装置中变桨距(即改变桨叶的桨距角)是一门关键技术，通过变桨距从而捕获更多的海流能，从而提高机组的发电量。同时，当海水水流出现高流速的情况下，叶片将承受极大的静载荷及动载荷，叶片进行变桨距可以实现对整个机组的保护。

从目前已有的海流能变桨距机构主要有以下几类：1、电动变桨距机构：每只叶片都由一台电动机和一台减速齿轮箱组成的变桨距机构调节叶片的节距角的大小，这种变桨距结构比较适合独立变桨，但需要较大的轮毂内部空间，且变桨距机构由于重量增加而引起的对主轴的载荷也比较大，这种结构较为复杂，成本也较大；2、曲柄—滑块机构：这种机构以液压作为动力，但是由于曲柄—滑块机构自身存在死点，所以该机构的变桨距角度小于等于180°；3、齿轮齿条机构：这种机构的变桨距执行机构相对简单，但其驱动装置(如液压缸)不容易安装，这种机构只适用小功率海流能发电机组，当机组功率较大时，采用这种机构机组中的变桨轴承载荷过大。4、蜗轮蜗杆机构：由于蜗轮蜗杆的自锁特性，可以防止叶片在水流作用下发生顺桨，不需要额外的限位，但是蜗轮蜗杆机构的传动效率较低，发热量大。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明在于提供了一种可以实现360°双向同步变桨距，提高变桨轴承的寿命的螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构。

本发明采用的技术方案是：

一种螺旋副传动型水平轴海流能发电机组变桨距机构，包括轮毂，所述轮毂包括轮毂壁、设置在轮毂壁前端的前端盖，其特征在于：所述轮毂壁的周面上均布穿设有三个可转动的螺杆轴，所述螺杆轴的外端与桨叶连接，所述螺杆轴的内端通过第二变桨轴承与芯部轴承座连接，所述螺杆轴上套装有螺母；所述芯部轴承座轴向设置在轮毂壁内，所述芯部轴承座的外端与轮毂壁后端固定连接，其内端连接有三向同步运动的三向液压缸，所述三向液压缸的三个活塞杆分别与相应的螺母连接驱动螺母直线运动从而带动螺杆轴转动。

进一步，所述螺杆轴与轮毂壁的连接处设置有盖板，所述螺杆轴与盖板之间设置有第一变桨轴承。

进一步，所述第一变桨轴承通过卡环轴向定位，所述卡环由两个半圆卡环通过左右两个螺钉连接组合而成，两个半圆卡环的结合面沿轴向为类Z字型，且结合面和轴线平行，且两个连接螺钉轴线在同一条直线上。

进一步，三个所述螺杆轴的轴线在轮毂壁同一截面内且沿半径方向，每个轴线之间夹角为120°。

进一步，所述芯部轴承座的内端为正三棱柱形状并位于轮毂的中心位置，所述第二变桨轴承安装于相应的棱柱侧面处，所述芯部轴承座的外端是圆形法兰盘。

进一步，所述三向液压缸通过三角法兰盘与芯部轴承座的内端连接固定。