[發明專利]復合式潮流能垂直軸水輪機

有效

• 申請號: 201210556394.X
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103061951A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉臻;史宏達;王俊芳;楊萬昌;曲恒良;趙環宇;馬哲;曲娜;燕浩然;唐乃成;張瑩
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: F03B3/00
• 分類號: F03B3/00;F03B3/12
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 劉雁君

技術領域

本發明屬于水輪機機械領域，具體涉及一種復合式潮流能垂直軸水輪機。

背景技術

潮流能是一種清潔的可再生新能源，我國的潮流能資源豐富居世界首位。水輪機作為海洋潮流能動能的轉換裝置，是潮流能開發利用的核心組成部分，其水動力性能的優劣是潮流能能否有效開發利用的關鍵，垂直軸水輪機因其不受來流方向的影響，結構簡單，是國內外研究的熱點，但固定式垂直軸水輪機雖轉換效率高，但啟動性能低。

未來潮流能水輪機的發展趨勢為：研制高效率、高可靠性、低成本的潮流能垂直軸水輪機，這就要求潮流能水輪機兼顧啟動性能、高效的潮流能轉換率及結構的可靠性，現在很多潮流能技術還不成熟。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種啟動快、轉換效率高的復合式潮流能垂直軸水輪機。

本發明的技術方案是：一種潮流能發電裝置，包括外部H結構，內部S結構、傳動結構、外部支撐框架結構；S輪結構嵌套在H輪的內部，組成復合式的水輪機。

所述的H型結構有三個葉片，翼型選擇的是NACA0018（也可以選擇其他葉片形式），三個葉片之間的角度均為120度，三個葉片通過連接槽與展臂的槽連接口固定，葉片通過旋轉半徑展臂與軸相連，盡可能提高潮流能的利用率。

所述的S型結構上下面的葉片數為2個，結構級數為2，提高S輪的啟動性能，將S式做成以研發成功的EXIM扭曲形式的水輪機（可以選擇其他形式的S式）。

所述傳動結構一端與固定在框架結構橫梁上的，另一端與發電裝置相連。

錨固結構的外部框架支撐加固定結構，長寬高上下橫梁分別處在位置的中間。

本發明的有益效果在于：

1、本發明屬于靠重力固定式潮流能發電裝置，潮流能的利用效率較高，可以適用于不同的海況條件，可以實現商業化生產，降低發電成本；

2、本發明將啟動性能好的S型結構與工作性能較好的H型結構相結合，能夠優勢互補，提高潮流能的能量利用率；

3、本發明活動部件較少，可靠性高，整體穩定性好，能兼顧結構的可靠性和潮流能的轉換率；

4、本發明結構簡單并且耐久性較好，造價便宜，便于實現規模生產與陣列布置。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的外部H結構示意圖

圖3是本發明的外部H結構的部分示意圖

圖4是本發明的外部H結構的部分示意圖

圖5是本發明的內部S結構示意圖

圖6是本發明的外部框架支撐結構

其中，1-外部H結構，2-內部S結構，3-傳動結構，4-外部框架支撐結構，101-H型結構的展臂，102-H型結構的葉片，103—連接槽，104—曹連接口，201-S型結構葉片，301-軸承，401-框架結構的下橫梁，402-框架結構的上橫梁，403-底座。

具體實施方式

以下結合附圖具體說明本發明。

參見圖1-圖6，本發明包括外部H結構1、內部S結構2、傳動結構3、外部支撐框架結構4。

復合式潮流能垂直軸水輪機的外部H結構1和內部S結構2，H結構1包括展臂102和三個NACA0018型的葉片101，三個葉片的間隔120度，潮流能利用率高；S結構2的葉片201數為2個，結構級數為2，S輪高度與葉片直徑的比值高經比為4，兩葉片之間交疊部分寬度與葉片直徑的比值折疊率為0.1；H結構的上下展臂用螺絲固定在傳動結構上，H型結構的葉片用鋼絲固定在上下展臂上，S結構通過傳動結構3嵌套在H型結構的內部，兩者高度相同，沒有相對運動，這就構成了復合式的水輪機，結合兩者的劣勢互補，優勢疊加，既提高了水輪機的啟動性能，又提高了潮流能的能量利用率。

復合式潮流能垂直軸水輪機的傳動結構3，固定框架結構的橫梁401上，軸承連接H型結構1和S型結構。

復合式潮流能垂直軸水輪機的外部支撐框架結構4，框架結構結構不僅是整套裝置的起著連接作用，還有支撐和重力式固定作用，整個框架是四方體，對來流的方向不限制，而且結構簡單，造價低廉，牢固可靠性高。