襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及潮流能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]潮流主要是指伴隨潮汐現(xiàn)象而產(chǎn)生的有規(guī)律的海水流，潮流每天兩次改變其大小和方向。潮流能與潮汐不同，潮汐是漲潮和退潮引起的海水升降，潮流是海水的水平運(yùn)動(dòng)，潮汐所攜帶的能量是勢(shì)能，可以采用筑壩蓄水發(fā)電等方式加以利用，而而潮流能發(fā)電則是直接利用潮水水流沖擊葉片等機(jī)械裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作進(jìn)行發(fā)電。
[0003]與常規(guī)能源相比較，潮流能具有以下優(yōu)點(diǎn):清潔可再生;能量總儲(chǔ)量大;變化有規(guī)律可預(yù)測(cè);不需要攔海建壩，且發(fā)電機(jī)組通常都浸沒(méi)在海水中，對(duì)海洋生物影響較小，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生三廢污染，也不存在常規(guī)水電建設(shè)中常見(jiàn)的占用農(nóng)田、移民安置等問(wèn)題。
[0004]由于具備上述優(yōu)點(diǎn)，潮流能的開(kāi)發(fā)被日益重視。潮流能資源是未來(lái)能源的重要補(bǔ)充，特別是在解決海島的能源供應(yīng)上意義重大。目前的潮流能發(fā)電機(jī)組的獲能效率較低，而垂直軸發(fā)電裝置的優(yōu)點(diǎn)在于可以在潮流方向相反時(shí)均能進(jìn)行發(fā)電，具有一定的優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)目中的半遮蔽垂直軸潮流能發(fā)電機(jī)組能有效提尚潮流能發(fā)電機(jī)組的效率，提尚潮流能的利用率，促進(jìn)潮流能這種新能源的開(kāi)發(fā)利用。
[0005]目前常規(guī)的潮流能發(fā)電機(jī)組的缺陷在于:采用普通的垂直軸水輪機(jī)，潮流流動(dòng)方向垂直于水輪機(jī)軸向的時(shí)候，水輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)⒂幸话氲臅r(shí)間與來(lái)流方向相反，來(lái)流反而阻礙水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。若水輪機(jī)設(shè)計(jì)工況為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)水輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)到左側(cè)時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒂诔绷髁鲃?dòng)方向相反，阻礙水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，降低其獲能效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片提高潮流對(duì)水輪機(jī)葉片的正向沖擊，從而提高對(duì)潮流能利用率。
[0007]上述技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)如下的技術(shù)手段加以解決:一種襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，包括葉片和襟翼，葉片等角度放射狀固定在槳轂上，槳轂的中間設(shè)有固定在水輪機(jī)主體上的主轉(zhuǎn)軸，其特征在于:葉片的外緣設(shè)有凸出的軸套，襟翼上與軸套相配合的位置設(shè)有凹進(jìn)的槽口，襟翼上開(kāi)有槽口的外緣設(shè)有軸孔，葉片和襟翼通過(guò)穿過(guò)軸套和軸孔的襟翼樞軸相連接。這種連接方式類(lèi)似于合頁(yè)的連接結(jié)構(gòu)，可以使連接更加有效和緊密。
[0008]葉片和襟翼均為平板結(jié)構(gòu)。平板結(jié)構(gòu)可以有效增加接收水流的面積，提高能量轉(zhuǎn)化效率。
[0009]葉片上布置有與主轉(zhuǎn)軸軸線相垂直的水平加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋用于增加葉片的強(qiáng)度，提高葉片的工作壽命。
[0010]水平加強(qiáng)筋水輪機(jī)主軸延伸至葉片主體葉梢部分。
[0011]每片葉片上的水平加強(qiáng)筋數(shù)量為3-5條。
[0012]葉片結(jié)構(gòu)長(zhǎng)邊的高度為其短邊的4-6倍，葉片有3-6個(gè)。
[0013]主轉(zhuǎn)軸上連接有太陽(yáng)齒輪，襟翼樞軸上設(shè)有行星齒輪，行星齒輪與太陽(yáng)齒輪相嚙合。太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)襟翼相對(duì)于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，改變襟翼和葉片之間的夾角。這種襟翼夾角調(diào)節(jié)方式類(lèi)似于齒輪式襟翼舵的原理，通過(guò)夾角的調(diào)節(jié)來(lái)提高潮流對(duì)水輪機(jī)葉片的正向沖擊，提高能量利用率。
[0014]本發(fā)明的有益之處在于:與現(xiàn)有技術(shù)相比，不同與其他水輪機(jī)葉片受制于來(lái)流方向單一的情況，襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，可以隨著來(lái)流的方向和流速改變與主葉片的夾角，也可以通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，提高潮流對(duì)水輪機(jī)葉片的正向沖擊，從而提高獲能效率。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是襟翼式垂直軸水輪機(jī)葉片俯視圖；
[0016]圖2是襟翼式垂直軸水輪機(jī)葉片立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1及圖2所示的對(duì)襟翼式垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，包括平板狀結(jié)構(gòu)的葉片I和襟翼2，葉片I有5片，葉片結(jié)構(gòu)長(zhǎng)邊的高度為其短邊的4-6倍，等角度放射狀固定在槳轂上，槳轂的中間設(shè)有固定在水輪機(jī)主體上的主轉(zhuǎn)軸4，葉片I的外緣設(shè)有凸出的軸套，襟翼2上與軸套相配合的位置設(shè)有凹進(jìn)的槽口，襟翼上開(kāi)有槽口的外緣設(shè)有軸孔，葉片I和襟翼2通過(guò)穿過(guò)軸套和軸孔的襟翼樞軸3相連接。這種連接方式類(lèi)似于合頁(yè)的連接結(jié)構(gòu)，可以使連接更加有效和緊密。
[0018]葉片I上布置有與主轉(zhuǎn)軸軸線相垂直的水平加強(qiáng)筋11。每片葉片上的水平加強(qiáng)筋數(shù)量為3-5條。水平加強(qiáng)筋11從水輪機(jī)主軸附近延伸至葉片主體葉梢部分。
[0019]在主轉(zhuǎn)軸4上連接有太陽(yáng)齒輪，襟翼樞軸3上設(shè)有行星齒輪，行星齒輪與太陽(yáng)齒輪相嚙合。太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)襟翼相對(duì)于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，改變襟翼2和葉片I之間的夾角。這種襟翼夾角調(diào)節(jié)方式類(lèi)似于齒輪式襟翼舵的原理，通過(guò)夾角的調(diào)節(jié)來(lái)提尚潮流對(duì)水輪機(jī)葉片的正向沖擊，提尚能量利用率。
[0020]以上實(shí)施例是供理解本發(fā)明之用，并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在權(quán)利要求所述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以作出多種變化或變型，例如本發(fā)明所述的葉片上加強(qiáng)筋的設(shè)置，還可以是3、5或6排;葉片葉梢的襟翼部分長(zhǎng)度也可以是寬度的5倍或者4倍，這些變化或變型應(yīng)當(dāng)理解為仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，包括葉片和襟翼，葉片等角度放射狀固定在槳轂上，槳轂的中間設(shè)有固定在水輪機(jī)主體上的主轉(zhuǎn)軸，其特征在于:所述葉片的外緣設(shè)有凸出的軸套，襟翼上與軸套相配合的位置設(shè)有凹進(jìn)的槽口，襟翼上開(kāi)有槽口的外緣設(shè)有軸孔，葉片和襟翼通過(guò)穿過(guò)軸套和軸孔的襟翼樞軸相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述葉片和襟翼均為平板結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述葉片上布置有與主轉(zhuǎn)軸軸線相垂直的水平加強(qiáng)筋。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水平加強(qiáng)筋水輪機(jī)主軸延伸至葉片主體葉梢部分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:每片葉片上的水平加強(qiáng)筋數(shù)量為3-5條。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述葉片結(jié)構(gòu)長(zhǎng)邊的高度為其短邊的4-6倍，葉片有3-6個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述主轉(zhuǎn)軸上連接有太陽(yáng)齒輪，所述襟翼樞軸上設(shè)有行星齒輪，行星齒輪與太陽(yáng)齒輪相嚙合。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種襟翼型垂直軸水輪機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，包括葉片和襟翼，葉片等角度放射狀固定在槳轂上，槳轂的中間設(shè)有固定在水輪機(jī)主體上的主轉(zhuǎn)軸，葉片的外緣設(shè)有凸出的軸套，襟翼上與軸套相配合的位置設(shè)有凹進(jìn)的槽口，襟翼上開(kāi)有槽口的外緣設(shè)有軸孔，葉片和襟翼通過(guò)穿過(guò)軸套和軸孔的襟翼樞軸相連接。這種連接方式類(lèi)似于合頁(yè)的連接結(jié)構(gòu)，可以使連接更加有效和緊密。
【IPC分類(lèi)】F03B3/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105626352
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510970323
【發(fā)明人】郭欣, 王化明, 黃作棟
【申請(qǐng)人】浙江海洋學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日