一种水平轴潮流能发电装置叶轮制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水平轴潮流能发电装置叶轮，包括叶轮主体，所述叶轮主体由轮毂、导流罩与叶片主翼组成，且导流罩设置于轮毂的前端外表面，所述轮毂的外表面设有叶片主翼，所述叶片主翼的顶端设有过度翼，所述过度翼的内侧惯出设置有二号碳纤维叶尖小翼变翼轴，所述过度翼的顶端设有叶尖小翼，所述叶尖小翼的内侧贯穿设置有一号碳纤维叶尖小翼变翼轴，所述叶片主翼的内侧设有叶素压力中心与变桨轴，且变桨轴设置于叶素前缘与叶素压力中心之间的弦线上，所述叶片主翼的后侧设有叶根襟翼，所述叶根襟翼的内侧贯穿设置有碳纤维襟翼变翼轴。本实用新型专利技术的有益效果为提高能量的捕获效率，提高长期运行的可靠性，缩减发电成本。

Impeller of a horizontal axis power flow generator

【技术实现步骤摘要】
一种水平轴潮流能发电装置叶轮
本技术涉及可再生能源开发
，具体为一种水平轴潮流能发电装置叶轮。
技术介绍
随着化石能源濒临枯竭及环境污染日益严重，世界各国逐渐把目光投向了占地球面积70％的海洋。在诸多海洋能源中潮流能因其储量大、能量密度高及流速流向有着很强的规律性，而成为当前研究的热点。潮流能机组能量转化过程为通过叶轮捕获潮水动能并将其转化为旋转机械能，再通过机械传动装置将旋转机械能传递到发电机，发电机转动产生电能的过程。为保证机组在双向往返潮流下都能发电，需使叶轮始终对准来流方向。通常可采用机舱偏航及叶片变桨两种对流技术，但因其动密封结构长期在海洋环境下运行存在极大的可靠性隐患。德国Voith潮流能机组采用定桨对称翼型结构以适应双向潮流，但因叶片安装角为零导致潮流能捕获效率低；我国东北师范大学提出了无源可变安装角叶轮结构，但因采用零弯度对称翼型叶片结构导致捕获能量效率较低，因此急需设计一种水平轴潮流能发电装置叶轮来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种水平轴潮流能发电装置叶轮，以解决上述
技术介绍
中提出的捕获能量效率较低，长期运行存在极大的可靠性隐患的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种水平轴潮流能发电装置叶轮，包括叶轮主体，所述叶轮主体由轮毂、导流罩与叶片主翼组成，且导流罩设置于轮毂的前端外表面，所述轮毂的外表面设有叶片主翼，所述叶片主翼的顶端设有过度翼，所述过度翼的内侧惯出设置有二号碳纤维叶尖小翼变翼轴，所述过度翼的顶端设有叶尖小翼，所述叶尖小翼的内侧贯穿设置有一号碳纤维叶尖小翼变翼轴，所述叶片主翼的内侧设有叶素压力中心与变桨轴，且变桨轴设置于叶素前缘与叶素压力中心之间的弦线上，所述叶片主翼的后侧设有叶根襟翼，所述叶根襟翼的内侧贯穿设置有碳纤维襟翼变翼轴。优选的，所述叶片主翼的数量为三组，所述叶片主翼围绕轮毂呈环形等距排布。优选的，所述变桨轴的外表面设有设有变桨轴承，所述变桨轴与变桨轴承组成转动结构，所述叶片主翼与变桨轴组成转动结构。优选的，所述轮毂的内壁焊接有限位块，所述限位块的数量为三组，所述限位块呈环形等距排布。优选的，所述叶尖小翼与一号碳纤维叶尖小翼变翼轴组成转动结构，所述一号碳纤维叶尖小翼变翼轴的两端皆焊接于过度翼的内侧。优选的，所述过度翼与二号碳纤维叶尖小翼变翼轴组成转动结构，所述叶根襟翼与碳纤维襟翼变翼轴组成转动结构。与现有技术相比，本技术的有益效果是：该水平轴潮流能发电装置叶轮，提高能量的捕获效率，提高长期运行的可靠性，缩减发电成本；(1)设置有叶根襟翼、变桨轴、过度翼及叶尖小翼，通过变桨轴将叶片主翼与轮毂连接且变桨轴位于叶素压力中心之前，在水流方向改变时可以在叶片主翼上产生变桨力矩使其转动方向完成变翼，同时能够通过水流推动过度翼、叶尖小翼及叶根襟翼发生偏转，利用上述自变桨变翼结构的设计，实现了叶片无能量消耗变桨变翼以适应双向往返潮流，并通过叶根襟翼有效的解决了因对称翼型叶片无弯度所导致捕获效率低的问题，与此同时通过叶尖小翼的偏转减少了因叶片前后表面压差所产生的诱导阻力，从而进一步提升叶轮捕获潮流效率。(2)该结构的应用又解决了传统对流技术因动密封结构长期在海水环境下运行所导致的可靠性隐患，且无需对变距系统维护从而大幅提升整机的可靠性。这些效果的取得都将促使发电成本的降低，将提高水平轴潮流能发电的核心竞争力。附图说明图1为本技术的结构整体示意图；图2为图1中A的放大图；图3为本技术的结构正向来流叶片主翼转动方位的侧剖面示意图；图4为本技术的结构反向来流叶片主翼转动方位的侧剖面示意图。图中：1、叶轮主体；2、一号碳纤维叶尖小翼变翼轴；3、过度翼；4、二号碳纤维叶尖小翼变翼轴；5、叶片主翼；6、叶根襟翼；7、轮毂；8、导流罩；9、变桨轴；10、变桨轴承；11、叶素压力中心；12、碳纤维襟翼变翼轴；13、限位块；14、叶尖小翼。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-4，本技术提供的一种实施例：一种水平轴潮流能发电装置叶轮，包括叶轮主体1，叶轮主体1由轮毂7、导流罩8与叶片主翼5组成，且导流罩8设置于轮毂7的前端外表面，轮毂7的内壁焊接有限位块13，限位块13的数量为三组，限位块13呈环形等距排布，限位块13起到限制叶片主翼5与叶根襟翼6的偏转角度的作用。轮毂7的外表面设有叶片主翼5，叶片主翼5的数量为三组，叶片主翼5围绕轮毂7呈环形等距排布，通过叶片主翼5转动能够带动轮毂7进行转动。叶片主翼5的顶端设有过度翼3，过度翼3与二号碳纤维叶尖小翼变翼轴4组成转动结构，叶根襟翼6与碳纤维襟翼变翼轴12组成转动结构，通过将二号碳纤维叶尖小翼变翼轴4贯穿过度翼3底端并焊接于叶片主翼5内侧，能够使过度翼3可以在叶片主翼5上转动，通过将碳纤维襟翼变翼轴12贯穿叶根襟翼6并焊接于叶片主翼5内侧，能够使碳纤维襟翼变翼轴12可以在叶片主翼5上转动。过度翼3的内侧惯出设置有二号碳纤维叶尖小翼变翼轴4，叶尖小翼14与一号碳纤维叶尖小翼变翼轴2组成转动结构，一号碳纤维叶尖小翼变翼轴2的两端皆焊接于过度翼3的内侧，通过将一号碳纤维叶尖小翼变翼轴2穿过叶尖小翼14底端与过度翼3的内侧焊接，能够使叶尖小翼14在过度翼3上转动。过度翼3的顶端设有叶尖小翼14，叶尖小翼14的内侧贯穿设置有一号碳纤维叶尖小翼变翼轴2，叶片主翼5的内侧设有变桨轴9，且变桨轴9设置于叶素前缘与叶素压力中心11间的叶素弦线上，变桨轴9的外表面设有设有变桨轴承10，变桨轴9与变桨轴承10组成转动结构，叶片主翼5与变桨轴9组成转动结构，变桨轴承10起到减小变桨轴9与叶片主翼5之间摩擦力的作用。叶片主翼5的后侧设有叶根襟翼6，叶根襟翼6的内侧贯穿设置有碳纤维襟翼变翼轴12。工作原理：叶轮主体1由导流罩8、轮毂7与叶片所构成；叶片由叶片主翼5、叶根襟翼6、过度翼3及叶尖小翼14四部分组成。在叶片主翼5与叶尖小翼14间安装有过度翼3以保证叶片水动力外形，并通过一号碳纤维叶尖小翼变翼轴2将叶尖小翼14与过度翼3相连接，通过二号碳纤维叶尖小翼变翼轴4将过度翼3与叶片主翼5相连接，能够使过度翼3与可以在叶片主翼5上转动，叶尖小翼14在一号碳纤维叶尖小翼变翼轴2上转动。变桨轴9位于叶素前缘及叶素压力中心11之间的弦线上且为叶片主翼弦线的五分之一处，变桨轴9部分预埋于叶片主翼5内，并与设置于轮毂7内部变桨轴承10过盈配合，能够使水流流向改变时，叶根襟翼6随叶片主翼5绕变桨轴10转动，当叶根襟翼6到达轮毂7内壁焊接的限位块13后完成变桨，此后叶根襟翼6在水流推动下绕碳纤维变翼轴12继续转动至叶根襟翼6与限位块13完全贴合完成变桨变翼全过程，使叶片主翼与襟翼呈现弯曲角度，进而实现叶片的大弯度高捕获效率。当水流从导流罩8正面流过时，能够推动叶片主翼5及叶根襟翼6在轮毂7上向后方转动完成变桨变翼，同时过度翼3及叶尖小翼14向后方转动；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平轴潮流能发电装置叶轮，包括叶轮主体(1)，其特征在于：所述叶轮主体(1)由轮毂(7)、导流罩(8)与叶片主翼(5)组成，且导流罩(8)设置于轮毂(7)的前端外表面，所述轮毂(7)的外表面设有叶片主翼(5)，所述叶片主翼(5)的顶端设有过度翼(3)，所述过度翼(3)的内侧惯出设置有二号碳纤维叶尖小翼变翼轴(4)，所述过度翼(3)的顶端设有叶尖小翼(14)，所述叶尖小翼(14)的内侧贯穿设置有一号碳纤维叶尖小翼变翼轴(2)，所述叶片主翼(5)的内侧设有叶素压力中心(11)与变桨轴(9)，且变桨轴(9)设置于叶素前缘与叶素压力中心(11)之间的弦线上，所述叶片主翼(5)的后侧设有叶根襟翼(6)，所述叶根襟翼(6)的内侧贯穿设置有碳纤维襟翼变翼轴(12)。

【技术特征摘要】
1.一种水平轴潮流能发电装置叶轮，包括叶轮主体(1)，其特征在于：所述叶轮主体(1)由轮毂(7)、导流罩(8)与叶片主翼(5)组成，且导流罩(8)设置于轮毂(7)的前端外表面，所述轮毂(7)的外表面设有叶片主翼(5)，所述叶片主翼(5)的顶端设有过度翼(3)，所述过度翼(3)的内侧惯出设置有二号碳纤维叶尖小翼变翼轴(4)，所述过度翼(3)的顶端设有叶尖小翼(14)，所述叶尖小翼(14)的内侧贯穿设置有一号碳纤维叶尖小翼变翼轴(2)，所述叶片主翼(5)的内侧设有叶素压力中心(11)与变桨轴(9)，且变桨轴(9)设置于叶素前缘与叶素压力中心(11)之间的弦线上，所述叶片主翼(5)的后侧设有叶根襟翼(6)，所述叶根襟翼(6)的内侧贯穿设置有碳纤维襟翼变翼轴(12)。2.根据权利要求1所述的一种水平轴潮流能发电装置叶轮，其特征在于：所述叶片主翼(5)的数量为三组，所述叶片主翼(5)围绕轮毂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萧，罗中海，王晓丹，付大伟，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：新型
国别省市：吉林,22