[發明專利]一種無源自適應往返雙向水流的葉輪裝置

有效

• 申請號: 201811044002.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109185009B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳立衛;陳銀華;彭善國;韋俊生;孫學;王駱鐘;王芳;程永珍
• 申請（專利權）人: 杭州江河水電科技有限公司
• 主分類號: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12;F03B15/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種無源自適應往返雙向水流的葉輪裝置,包括葉片、葉柄、軸套、限位器和輪轂；葉片的根部與葉柄固定連接；輪轂的內部徑向分布有葉柄孔,葉柄安裝于葉柄孔內,并且葉柄可在葉柄孔內繞葉片的法蘭中心軸轉動；葉柄的尾部連接于限位器,限位器具有凸出的限位邊緣,限位邊緣環繞在葉柄的尾部；葉柄孔內設置軸套，葉柄套接在軸套內；葉片為后掠形狀，其水動力中心軸相對其法蘭中心軸向葉片的后緣傾斜7.8°。本發明結構簡單，葉片無需外加液壓或電動源，依靠自身結構即能自適應水流方向改變槳距角，由限位器限制在設定的安裝角高效捕獲水流能，驅動發電機輸出電能；葉輪裝置無需密封，無液壓或電動源故障節點，安全可靠。

技術領域

本發明涉及海洋潮流或內陸水流流體機械設計技術領域，具體涉及一種水平布置的無源自適應往返雙向水流發電的葉輪裝置。

背景技術

目前，海洋能的開發利用已成為熱點，其中通過潮流能的利用形成了多種新型發電裝置，主要有水平軸式、垂直軸式等，傳統的水力發電機組利用水力勢能發電的技術更是趨于成熟。但是多數潮流發電裝置葉輪或采用單向發電定槳方式，不能有效利用雙向潮流能，也有一些潮流發電裝置借鑒水力發電轉輪技術采用液壓(或電動)變槳技術，在海洋環境下可靠性又不高，潮流能利用效率依然不高。傳統水力發電只是利用水頭勢能發電，其葉輪采用液壓變槳技術，不適合極低水頭的水流動能的利用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種無源自適應往返雙向水流的葉輪裝置，適用于具有雙向性的海洋潮流能發電裝置和某些特殊情況下的雙向水流發電裝置。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種無源自適應往返雙向水流的葉輪裝置，包括葉片、葉柄、軸套、限位器和輪轂；所述葉片的根部與所述葉柄固定連接；所述輪轂的內部徑向分布有葉柄孔,所述葉柄安裝于所述葉柄孔內,并且所述葉柄可在葉柄孔內繞葉片的法蘭中心軸轉動；所述葉柄的尾部連接于限位器,所述限位器具有凸出的限位邊緣,所述限位邊緣環繞在所述葉柄的尾部；所述葉柄孔內設置軸套，所述葉柄套接在所述軸套內；所述葉片為后掠形狀，其水動力中心軸相對其法蘭中心軸向葉片的后緣傾斜7.8°。

進一步地，所述限位邊緣將葉片的安裝角固定為4°。

進一步地，所述葉片為對稱翼型。

更進一步地，所述葉片的參數為：

距葉根0.047L處，葉片截面為圓筒形，尺寸坐標數據滿足函數

距葉根0.147L處，翼型上表面、下表面尺寸坐標滿足函數y＝±(0.930x⁵-3.919x⁴+5.577x³-3.777x²+1.182x+0.010)，厚弦比為29.4％；

距葉根0.194L處，翼型上表面、下表面尺寸坐標滿足函數y＝±(0.398x⁵-1.026x⁴+1.148x³-1.037x²+0.516x+0.002)，厚弦比為19.0％；

距葉根0.522L處，翼型上表面、下表面尺寸坐標滿足函數y＝±(1.090x⁵-2.871x⁴+2.987x³-1.813x²+0.605x+0.003)，厚弦比為17.1％；

距葉根0.817L處，翼型上表面、下表面的尺寸坐標滿足函數y＝±(1.6x⁵-4.291x⁴+4.475x³-2.447x²+0.660x+0.003)，厚弦比為14.4％；