[實用新型]一種可變曲率的柔性葉片及潮流能水輪機

有效

• 申請號: 201820251931.2
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN207960822U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 李璠;鄒淑云;李文豪
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12;F03B13/26
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本實用新型公開了一種可變曲率的柔性葉片及潮流能水輪機，柔性葉片包括固定梁和固定于固定梁上的柔性葉片本體，柔性葉片本體中設有至少一根形變控制線，形變控制線包括套管和拉線，套管嵌于固定梁中，拉線穿設于套管中且一端固定于柔性葉片本體上；潮流能水輪機包括轉輪體和設于轉輪體上的可變曲率的柔性葉片，轉輪體中設拉線牽引組件，拉線牽引組件與形變控制線的拉線相連。本實用新型通過改變形變控制線的拉線張力大小即可改變柔性葉片葉根和葉端的曲率，從而改變葉片的流體動力學特性，從而在啟動階段提高水輪機的啟動性能、在水輪機啟動達到額定轉速后保持水輪機較高的能量轉換效率；同時在水流速度改變時，可保證使水輪機工作在最優工況。

技術領域

本實用新型涉及潮流能水輪機，具體涉及一種可變曲率的柔性葉片及潮流能水輪機。

背景技術

全球化石燃料儲備的枯竭與日益嚴重的環境問題，使得人們不得不重點發展適宜生態環境的可再生替代能源。潮流能分布廣泛，具有重大的開發利用價值。但是目前的潮流能水輪機普遍存在自啟動困難或者效率不高的問題。公開號為CN105697224B、CN105736213B、CN105736227B、CN105736230B和CN105736231B的中國專利文獻公開的螺旋形葉片水平軸潮流能水輪機系列，具有易于維護、可靠性高和對水生物保護好等優點，但是由于結構過于簡單，難以提高水輪機的單機容量，且隨著容量提高，啟動更加困難。同時，由于潮流流速不穩定，傳統的水輪機很難保證在各個工況都有較高的效率。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種可變曲率的柔性葉片及潮流能水輪機，本實用新型通過改變形變控制線的拉線張力大小即可改變柔性葉片本體的曲率，從而改變葉片的流體動力學特性，從而在啟動階段提高水輪機的啟動性能、在水輪機啟動達到額定轉速后保持水輪機較高的能量轉換效率；同時在水流速度改變時，可保證使水輪機工作在最優工況。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

本實用新型提供一種可變曲率的柔性葉片，包括固定梁和固定于固定梁上的柔性葉片本體，所述柔性葉片本體中設有至少一個形變控制線單元；所述形變控制線單元為形變控制線，所述形變控制線包括套管和拉線，所述套管嵌設于固定梁中，所述拉線穿設于套管中且一端固定于柔性葉片本體上；或者所述形變控制線單元為牽引缸，所述牽引缸的缸體固定在固定梁上，且活塞桿的端部與柔性葉片本體相連，所述牽引缸為液壓牽引缸或者氣壓牽引缸，所述牽引缸的驅動管路嵌設于固定梁中。

優選地，所述柔性葉片本體中嵌設有用于調節柔性葉片本體厚度的調節氣囊。

優選地，所述調節氣囊包含相互獨立的多個調節室，所述調節室均為柱狀結構，且所述多個調節室分別沿著柔性葉片本體的長度方向平行布置，每一個調節室包括多個獨立的海綿狀結構的小室。

優選地，所述柔性葉片本體包括上彈性金屬面板、下彈性橡膠面板和橡膠端蓋，所述上彈性金屬面板的頭側固定于固定梁上且上彈性金屬面板接觸水的一側粘貼有碳纖維編織布，所述調節氣囊固定于下彈性橡膠面板，且所述調節氣囊位于上彈性金屬面板、下彈性橡膠面板之間，所述下彈性橡膠面板的外壁面作為柔性葉片的迎水面，所述上彈性金屬面板和下彈性橡膠面板兩者的頭部與固定梁固定連接、尾部相連形成柔性葉片的翼尖。

優選地，所述柔性葉片本體的根部分別用于和水輪機轉輪體連接并保持柔性葉片本體內部密封的上橡膠連接面板以及下橡膠連接面板，所述上橡膠連接面板、下橡膠連接面板的頭部分別與固定梁密封連接、尾部相連形成柔性葉片根部的翼尖，所述上橡膠連接面板朝向翼尖的一側和上彈性金屬面板密封連接、所述下橡膠連接面板朝向翼尖的一側和下彈性橡膠面板密封連接。