[發明專利]一種基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置

在審

• 申請號: 201810247464.0
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108716450A
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 徐剛;王樹齊;朱仁慶
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;F03B3/12
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發明涉及一種基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，包括主軸，以及至少兩個平行設置在主軸上輪盤，所述輪盤上設置有若干個沿輪盤圓周方向等間距分布的輪輻機構，所述輪輻機構包括輪輻翼型板，以及分別設置于輪輻翼型板內端和外端的矩形形狀輪輻平板和翼型形狀輪輻平板；還包括錯開連接上、下兩輪盤上輪輻機構的螺旋型葉片，所述螺旋型葉片與輪輻機構中的翼型形狀輪輻平板固定連接，且所述螺旋型葉片上還固定連接有若干個等間距分布的翼型整流片。本發明的優點在于：本發明基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，結構簡單，運行可靠，電能輸出穩定，安裝、拆換方便，適合工程應用。

技術領域

本發明屬于液力機械和液力發動機領域，特別涉及一種基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置。

背景技術

潮流能是一種可再生清潔能源，與潮汐的漲落相伴。我國可開發潮流能資源居世界之首。

潮流能轉換過程中，潮流發電機的葉輪裝置是潮流能開發和利用的關鍵水動力構件，其構成主要包括主軸、葉片以及相關的連接及調節控制機構等。根據來流方向與葉輪旋轉軸之間的關系，可將潮流葉輪裝置分為水平軸式和垂直軸式。水平軸潮流能葉輪裝置的主軸平行于來流，來流方向垂直于葉輪盤面；垂直軸潮流能葉輪裝置的主軸垂直于來流方向。目前，常規的垂直軸葉輪裝置都是基于直葉片，即葉片展長平行于主軸。相對于水平軸葉輪裝置而言，常規的垂直軸葉輪裝置最突出的優點就是工作時不受來流方向改變的影響，不需要轉向機構；但也存在明顯的缺點，即葉輪在旋轉一周的過程中，葉輪的瞬時載荷波動幅值較大，不利于葉輪運行的可靠性及電能輸出的穩定性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，欲通過該裝置提高葉輪運行的可靠性及電能輸出的穩定性。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，其創新點在于：包括主軸，以及至少兩個平行設置在主軸上輪盤，所述輪盤上設置有若干個沿輪盤圓周方向等間距分布的輪輻機構，所述輪輻機構包括輪輻翼型板，以及分別設置于輪輻翼型板內端和外端的矩形形狀輪輻平板和翼型形狀輪輻平板；還包括錯開連接上、下兩輪盤上輪輻機構的螺旋型葉片，所述螺旋型葉片與輪輻機構中的翼型形狀輪輻平板固定連接，且所述螺旋型葉片上還固定連接有若干個等間距分布的翼型整流片。

進一步地，所述輪盤為兩個，兩個輪盤分別位于主軸下方和上方，下方輪盤底面與主軸底面平齊。

進一步地，所述輪輻機構中的輪輻翼型板的內端寬，外端窄，為梯形結構。

進一步地，所述輪輻機構中的輪輻翼型板選用截面為NACA0020翼型的輪輻翼型板，翼型形狀輪輻平板選用截面為NACA0018翼型形狀的平板。

進一步地，所述翼型整流片與螺旋型葉片的截面形狀相同。

本發明的優點在于：

（1）本發明基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，采用螺旋型葉片，有效提高了葉片自身的彎曲強度，同時，葉片為螺旋型，大大降低了葉輪運行過程中載荷和輸出效率的波動幅值，且提高了葉輪的自啟動能力；此外，螺旋型葉片上等距安裝整流片，可減小水流沿螺旋型葉片螺旋方向的流動，提高螺旋型垂直軸葉輪能量利用率；本發明基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，結構簡單，運行可靠，電能輸出穩定，安裝、拆換方便，適合工程應用；

（2）本發明基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置，輪輻部分采用NACA0020翼型的輪輻板，既考慮了工程應用中強度需要，又減小了葉輪運行過程中的繞流影響。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為本發明基于螺旋型葉片的垂直軸潮流能葉輪裝置的結構示意圖。

圖2為圖1中主軸及輪盤的連接結構示意圖。