[实用新型]多气筒摆动叶片式涡轮波力发电装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于一种涡轮波力发电装置的新设计。

背景技术：

海浪中蕴藏着巨大的能量，如何利用海浪能发电，很多国家都在积极探索中。目前应用比较广泛的震荡水柱型波能发电系统都采用不同形式的气筒和涡轮装置，震荡水柱带动气筒内空气形成的是往复式气流，但涡轮装置需要沿一个方向转动才能带动发电机有效工作，因此涡轮装置的设计(无论气流方向正反，涡轮均朝同一方向旋转)成为整个发电系统的关键。此外，气筒内空气的流速、流量对整个发电系统也很重要。

涡轮波力发电装置发电一般有五个步骤：

①波浪起伏带动气筒内空气形成往复气流，波浪动能转化为空气动能；

②往复气流带动涡轮机旋转，空气动能转化为机械能；

③涡轮机旋转带动交流永磁发电机转子旋转，产生电流，机械能转化为电能；

④整流器将交流转换为直流；

⑤蓄电池将电能存储，供用电器使用。

发明内容：

本实用新型的目的就是提供一种涡轮波力发电设备，具有能自启动、系统运行效率高、结构模块化、组装及维护简单、成本低的特点，以解决传统的涡轮波力发电装置存在的自启动难、系统运行效率较低、组装及维护困难、成本高的问题。

本实用新型的技术方案是：由防水帽(1)、整流及控制器(2)、发电机(3)、摆动叶片式涡轮机(4)、导风管(5)、空气筒(6)和集风筒(7)组成，导风管(5)的两端分别连接空气筒(6)和集风筒(7)，整流及控制器(2)、发电机(3)和摆动叶片式涡轮机(4)安装在集风筒(7)内，防水帽(1)安装在集风筒(7)的末端。

所述的摆动叶片式涡轮机(4)的叶片采用扇形流线对称翼片设计，叶片绕叶片轴的摆动角度可通过调整涡轮机轮轴上下盖内间隙调节，叶片与轮轴上下盖的接触点设计有柔性接触垫片以减少冲击，涡轮机的叶片采用刚性材料制作，叶片数为6～8片。

所述的导风管(5)并联多个空气筒(6)，并联数量为2～4个。

所述的整流及控制器(2)与发电机(3)并接，上下两端均采用圆锥形设计。

本实用新型的有益效果是：涡轮机由轮轴、上盖、下盖、叶片轴和叶片组成，没有复杂的传动和阀门部件，结构简单，当流体沿轮轴方向通过时，叶片绕叶片轴摆动至上/下盖处，上下盖间隙可调，叶片能与流体方向形成合适的攻角，从而获得最佳旋转力矩，能自启动。

涡轮机流线型叶片阻尼系数较低，采用密度适当的刚性材料叶片，能稳定叶片转速，合适的运行攻角，系统运行效率高。

采用导风管并联2～4个空气筒，相对于单个大气筒，灵活性高，适应性广，且结构模块化，组装及维护简单、成本低。

附图说明：

图1——多气筒摆动叶片式涡轮波力发电装置

图2——涡轮装置俯视图

图3——涡轮装置剖面图(I-I剖面图)

图4——叶片翼型图

图5——叶片横剖面图(II-II剖面图)

图6——应用示例图

图7——应用说明图

具体实施方式：

对照附图1，本实用新型实例包括防水帽(1)、整流及控制器(2)、发电机(3)、摆动叶片式涡轮机(4)、导风管(5)、空气筒(6)和集风筒(7)，导风管(5)的两端分别连接空气筒(6)和集风筒(7)，整流及控制器(2)、发电机(3)和摆动叶片式涡轮机(4)安装在集风筒(7)内，防水帽(1)安装在集风筒(7)的末端。

对照附图6，将整个装置固定于堤岸上。当空气筒内的液面受浪涌影响起伏时，对照附图7，当气筒内液面下降时，带空气筒内空气向下运动，在集风筒内形成向下的气流A，这时叶片绕叶片轴摆动至下盖处，如虚线框A所示，此时气流方向与叶片形成合适的攻角，产生了大的旋转力矩，输出动力，带动发电机产生电流；当气筒内液面上升时，推动空气筒内空气向上运动，在集风筒内形成向上的气流B，这时叶片绕叶片轴摆动至上盖处，如虚线框B所示，此时气流方向与叶片形成合适的攻角，产生了同向的旋转力矩，轮轴旋转方向不变，输出动力，带动发电机产生电流。