[發(fā)明專利]一種潮流能發(fā)電葉片表面壓力測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410768795.0
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104458102A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊焰;宋雨澤;李彥;李超;王士一;韓林生;王花梅;路寬
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋技術(shù)中心
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及潮流能發(fā)電測試裝置，特別是涉及潮流能發(fā)電葉片表面壓力測試裝置。

背景技術(shù)

潮流能是指海洋潮汐運動中海水流動的動能，相對波浪能而言，潮流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律。我國近海海域潮流能資源豐富，潮流能發(fā)電裝置的研發(fā)對海洋可再生能源的開發(fā)利用具有重大意義。我國潮流能發(fā)電裝置的研發(fā)已進(jìn)入工程樣機(jī)研制階段，葉片是潮流能發(fā)電裝置的關(guān)鍵部件，高獲能葉片的研發(fā)對潮流能發(fā)電有重大影響。

但是，目前還沒有相應(yīng)的葉片表面壓力測試裝置，不能對葉片表面壓力進(jìn)行測量，無法通過分析測量數(shù)據(jù)指導(dǎo)高獲能葉片的研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)還沒有相應(yīng)的葉片表面壓力測試裝置，本發(fā)明推出一種用于潮流能發(fā)電葉片表面壓力的測試裝置，其目的在于，在具有導(dǎo)流體和流線型結(jié)構(gòu)的測試裝置上設(shè)置能安裝不同數(shù)量葉片的軸頭，葉片上貼附壓力傳感器，測量葉片獲能過程中葉片的壓力數(shù)據(jù)，以便利用放于水槽中的測試裝置，測試不同流速環(huán)境下葉片表面的壓力。

本發(fā)明涉及的潮流能發(fā)電葉片表面壓力測試裝置，包括導(dǎo)流體、水密殼體、機(jī)芯、軸頭和壓力傳感器。導(dǎo)流體固定在水密殼體的上側(cè)，水密殼體前端連接軸頭，機(jī)芯設(shè)置在水密殼體內(nèi)，機(jī)芯的空心傳動軸與軸頭連接，軸殼圓柱側(cè)面安裝安裝同類型的不同數(shù)量和升角的葉片，壓力傳感器貼附在葉片上。

導(dǎo)流體呈扁平狀，垂直固定在水密殼體外殼的上側(cè)，兩扁平狀側(cè)面與水密殼體中軸線平行。

水密殼體呈圓筒狀，前后兩端分別由端蓋密封。水密殼體內(nèi)設(shè)置安裝板，安裝板為長方形，固定在前后端蓋上。

安裝板置于水密殼體中軸線以下并與中軸線平行。安裝板兩端與水密殼體前后端蓋通過金屬連接棒插接固定。安裝板兩端各設(shè)一個圓弧形槽，兩根金屬連接棒插入圓弧形槽中，金屬連接棒插入水密殼體前后端蓋上設(shè)置的安裝孔內(nèi)。

機(jī)芯設(shè)置在水密殼體內(nèi)，包括導(dǎo)電滑環(huán)、軸承座、空心傳動軸。

空心傳動軸為變徑空心型，由推力軸承固定在安裝板上，沿水密殼體中軸線設(shè)置?？招膫鲃虞S前端與軸頭的軸殼鍵連接，空心傳動軸后端連接導(dǎo)電滑環(huán)。導(dǎo)電滑環(huán)套扣在空心傳動軸后端，導(dǎo)電滑環(huán)與空心傳動軸聯(lián)動。

空心傳動軸從水密殼體前端的端蓋穿出，與水密殼體前端的軸頭連接。

軸頭由軸殼與導(dǎo)流罩組成，圓凸?fàn)畹膶?dǎo)流罩固定在軸殼的前側(cè)。軸殼呈短圓柱狀，空心傳動軸端部插進(jìn)軸殼中心，軸殼末端與空心傳動軸鍵連接。軸殼圓柱側(cè)面設(shè)置葉片安裝孔，通過雙頭螺柱安裝不同數(shù)量的葉片。

壓力傳感器貼附在軸殼圓柱側(cè)面安裝的葉片上。壓力傳感器采用薄片式結(jié)構(gòu)，膠結(jié)貼附在葉片上，壓力數(shù)據(jù)由信號線傳輸。

壓力傳感器信號線通過導(dǎo)流罩側(cè)位設(shè)置的過線孔進(jìn)入軸頭內(nèi)，穿過軸殼和空心傳動軸空腔，與空心傳動軸空腔末端的導(dǎo)電滑環(huán)連接。連接導(dǎo)電滑環(huán)的信號電纜從水密殼體后端引出，連接測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實現(xiàn)壓力傳感器與水上數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的信號線轉(zhuǎn)動連接。

空心傳動軸空腔在數(shù)據(jù)信號線穿入后加灌密封膠防水。

本發(fā)明涉及的潮流能發(fā)電葉片表面壓力測試裝置進(jìn)行測試時，將待測葉片安裝在軸頭的軸殼上，根據(jù)需求將多個壓力傳感器貼附在待測葉片上。再通過導(dǎo)流體上端部的螺栓孔將壓力測試裝置固定在水槽上面，將水密殼體后端引出的信號電纜連接水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。潮流驅(qū)動安裝有待測葉片的軸頭在水中旋轉(zhuǎn)，帶動空心傳動軸以及套扣在其上的導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)動，貼附在葉片上的多個壓力傳感器測量壓力數(shù)據(jù)，壓力數(shù)據(jù)信號通過導(dǎo)電滑環(huán)的自滑環(huán)后端傳遞給測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯示被測葉片在試驗過程中的壓力情況。

本發(fā)明涉及的潮流能發(fā)電葉片表面壓力測試裝置測量潮流能驅(qū)動葉片轉(zhuǎn)動的壓力，達(dá)到分析不同流速下的不同翼型、數(shù)量和不同升角組合葉片的一級能量轉(zhuǎn)換效率，對于高獲能葉片的設(shè)計研發(fā)具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的潮流能發(fā)電葉片表面壓力測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中測試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中測試裝置軸殼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中測試裝置被測葉片貼附壓力傳感器的狀態(tài)示意圖。

圖中標(biāo)記說明：

1、導(dǎo)流體?????????????2、信號電纜

3、水密殼體???????????4、葉片

5、壓力傳感器?????????6、信號線

7、過線孔?????????????8、導(dǎo)流罩

9、軸殼???????????????10、螺栓孔