專利名稱：復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水輪機(jī)機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)。
背景技術(shù)：
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(jī)作為海洋潮流能動能的轉(zhuǎn)換裝置，是潮流能開發(fā)利用的核心組成部分，其水動力性能的優(yōu)劣是潮流能能否有效開發(fā)利用的關(guān)鍵，垂直軸水輪機(jī)因其不受來流方向的影響，結(jié)構(gòu)簡單，是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，但固定式垂直軸水輪機(jī)雖轉(zhuǎn)換效率高，但啟動性能低。未來潮流能水輪機(jī)的發(fā)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(jī)，這就要求潮流能水輪機(jī)兼顧啟動性能、高效的潮流能轉(zhuǎn)換率及結(jié)構(gòu)的可靠性，現(xiàn)在很多潮流能技術(shù)還不成熟。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種啟動快、轉(zhuǎn)換效率高的復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種潮流能發(fā)電裝置，包括外部H結(jié)構(gòu)，內(nèi)部S結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、外部支撐框架結(jié)構(gòu)；S輪結(jié)構(gòu)嵌套在H輪的內(nèi)部，組成復(fù)合式的水輪機(jī)。所述的H型結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)上下面的葉片數(shù)為2個，結(jié)構(gòu)級數(shù)為2，提高S輪的啟動性能，將S式做成以研發(fā)成功的EXIM扭曲形式的水輪機(jī)(可以選擇其他形式的S式)。所述傳動結(jié)構(gòu)一端與固定在框架結(jié)構(gòu)橫梁上的，另一端與發(fā)電裝置相連。錨固結(jié)構(gòu)的外部框架支撐加固定結(jié)構(gòu)，長寬高上下橫梁分別處在位置的中間。本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明屬于靠重力固定式潮流能發(fā)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(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，降低發(fā)電成本；2、本發(fā)明將啟動性能好的S型結(jié)構(gòu)與工作性能較好的H型結(jié)構(gòu)相結(jié)合，能夠優(yōu)勢互補(bǔ)，提高潮流能的能量利用率；3、本發(fā)明活動部件較少，可靠性高，整體穩(wěn)定性好，能兼顧結(jié)構(gòu)的可靠性和潮流能的轉(zhuǎn)換率；4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單并且耐久性較好，造價(jià)便宜，便于實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)與陣列布置。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的外部H結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是本發(fā)明的外部H結(jié)構(gòu)的部分示意4是本發(fā)明的外部H結(jié)構(gòu)的部分示意5是本發(fā)明的內(nèi)部S結(jié)構(gòu)示意6是本發(fā)明的外部框架支撐結(jié)構(gòu)其中，1-外部H結(jié)構(gòu)，2-內(nèi)部S結(jié)構(gòu)，3-傳動結(jié)構(gòu)，4-外部框架支撐結(jié)構(gòu)，101-H型結(jié)構(gòu)的展臂，102-H型結(jié)構(gòu)的葉片，103—連接槽，104—曹連接口，201-S型結(jié)構(gòu)葉片，301-軸承，401-框架結(jié)構(gòu)的下橫梁，402-框架結(jié)構(gòu)的上橫梁，403-底座。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明。參見圖1-圖6，本發(fā)明包括外部H結(jié)構(gòu)1、內(nèi)部S結(jié)構(gòu)2、傳動結(jié)構(gòu)3、外部支撐框架結(jié)構(gòu)4。復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)的外部H結(jié)構(gòu)I和內(nèi)部S結(jié)構(gòu)2，H結(jié)構(gòu)I包括展臂102和三個NACAOO18型的葉片101，三個葉片的間隔120度，潮流能利用率高；S結(jié)構(gòu)2的葉片201數(shù)為2個，結(jié)構(gòu)級數(shù)為2，S輪高度與葉片直徑的比值高經(jīng)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O.1出結(jié)構(gòu)的上下展臂用螺絲固定在傳動結(jié)構(gòu)上，H型結(jié)構(gòu)的葉片用鋼絲固定在上下展臂上，S結(jié)構(gòu)通過傳動結(jié)構(gòu)3嵌套在H型結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，兩者高度相同，沒有相對運(yùn)動，這就構(gòu)成了復(fù)合式的水輪機(jī)，結(jié)合兩者的劣勢互補(bǔ)，優(yōu)勢疊加，既提高了水輪機(jī)的啟動性能，又提高了潮流能的能量利用率。復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)的傳動結(jié)構(gòu)3，固定框架結(jié)構(gòu)的橫梁401上，軸承連接H型結(jié)構(gòu)I和S型結(jié)構(gòu)。復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)的外部支撐框架結(jié)構(gòu)4，框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，牢固可靠性高。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)，其特征在于，包括外部H結(jié)構(gòu)、內(nèi)部S結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)和外部框架；其中S結(jié)構(gòu)嵌套在H結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，通過傳動結(jié)構(gòu)連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)，其特征在于，所述的外部H結(jié)構(gòu)有三個葉片，葉片形狀的選擇可以是翼型和其他形狀，三個葉片之間的夾角均為120度，三個葉片上下通過連接槽與展臂的槽連接孔相連，上下展臂展臂和軸承通過螺栓連接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)，其特征在于，所述的S型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)級數(shù)為2，上下葉片錯開角度為90°，每層葉片數(shù)量為2個，傳動結(jié)構(gòu)穿過S結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)，其特征在于，所述的傳動裝置連接H結(jié)構(gòu)和S結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)，其特征在于，所述傳動結(jié)構(gòu)底部與框架結(jié)構(gòu)相連，頂部與發(fā)電裝置相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)，其特征在于，錨固結(jié)構(gòu)的外部框架支撐加固定結(jié)構(gòu)，體型為長方體，外加兩根處于上面和下面的中間位置的橫梁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兼具有高效率、快啟動性和低成本的復(fù)合式潮流能垂直軸水輪機(jī)。其包括外部H結(jié)構(gòu)、內(nèi)部S結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)，外部框架支撐結(jié)構(gòu)。S葉片嵌套在H葉片的內(nèi)部，通過H結(jié)構(gòu)的展臂與軸承結(jié)構(gòu)連接在一起，S葉片直接固定在軸承上，兩種葉片以相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)動，沒有運(yùn)動位移差，這樣可以使S葉片的高啟動性能帶動H輪，提高能量的利用率。本發(fā)明潮流能轉(zhuǎn)換效率高，整體穩(wěn)定性好，可靠性高。
文檔編號F03B3/12GK103061951SQ20121055639
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者劉臻, 史宏達(dá), 王俊芳, 楊萬昌, 曲恒良, 趙環(huán)宇, 馬哲, 曲娜, 燕浩然, 唐乃成, 張瑩 申請人:中國海洋大學(xué)