[发明专利]一种漂浮共轭双轮水流挡聚装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种漂浮共轭双轮挡聚水流装置，用于提高立轴水轮机的水能利用效率。通过在立轴双水轮来流方向设置挡聚板装置，将原有阻力区的水进行阻挡，形成负压区，以减少两个不同运动轨迹水轮叶片在回转阻力区的迎流阻力，同时将被阻挡的回转阻力区的部分水流引导、并逼迫聚集到两侧驱动做功区形成水力高压区，使其流速加大，以提高正反转水轮叶片在驱动做功区的做功驱动力，使两水轮运动产生共轭效应，同时也利用水在压差下形成的涡流能量，扩展了丰枯缓急水流的水力发电空间，提高水轮机的做功效率，扩大水力发电使用的地域范围。

背景技术

全世界大约20％的电力来自水电，其他可再生能源发电的比重还很小。水电被认为是目前技术上最成熟、可进行大规模开发的零排放可再生能源之一。但现有水电建设主要是拦河筑坝技术，存在移民安置、泥沙淤积、生物多样性影响、下游水文地质与气候现象改变、选址限制等一系列问题，而且投资巨大，建设工期长，大型水坝还包括对战争、恐怖袭击设防的费用等。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种漂浮共轭双轮挡聚水流装置，用于提高立轴水轮机的水能利用效率。本发明的技术方案如下：一种漂浮共轭双轮挡聚水流装置，包括：漂浮体1、挡聚导流板2、水轮3、底板4、尾翼5、发电机6、锚和索7。

挡聚导流板2上连漂浮体1，下接底板4，在来流方向与锚和索7连接。

挡聚导流板2设置为具有一定弧度和超出2立轴水轮阻力区半径之和的长度，高度要大于漂浮体1与底板4的总高度，以增加双立轴水轮的迎流面积，来流方向的反面由于受挡聚导流板2阻挡形成负压区。

两个立轴水轮设置在来流方向挡聚导流板2后面、尾翼5前面，上连漂浮体1、下接底板4的中间位置。回转阻力区的水由于被挡聚导流板2阻挡，减少水轮3上叶片在回转阻力区的迎流阻力，同时将被阻挡的回转阻力区的部分水引导、逼迫并聚集到两侧驱动做功区，压力差作用下使其水速压力加大，使做功区形成局部高速高压水流区，以提高水轮叶片在驱动做功区的做功驱动力，从而提高水轮机的做功效率。

水轮3上的叶片(叶片翼型以阻力型或升阻混合型翼型叶片为主)在两水轮上正反顺风的安装，使水轮运动产生共轭效应，同时也利用水流在压差下形成的涡流所蕴含能量，提高水轮机整体的做功效率。

尾翼5连接漂浮体1和底板4，增强结构稳定，提高设备运行的安全性能。

本发明可采用阻力型、升阻结合型等多种水轮叶片形式；可用于2片以上(含2片)叶片的所有立轴共轭水力机，包括所有受回转阻力区影响的立轴水力机械。

附图说明

图1是本发明一种漂浮共轭双轮挡聚水流装置结构示意图。

图2是本发明来流方向、水轮运转方向、驱动做功区和回转阻力区示意图。

图3是本发明来流方向、挡聚导流板、高压区、负压区示意图。

图4是本发明来流方向、挡聚导流板、底板、尾翼、共轭水轮运动轨迹示意图。

具体实施方式

本发明主要是通过以下方法来实现的。

如图1所示，本发明一种漂浮共轭双轮挡聚水流装置，包括：漂浮体1、挡聚导流板2、水轮3、底板4、尾翼5、发电机6、锚和索7。

挡聚导流板2连着的漂浮体1、底板4、水轮3、尾翼5、发电机6，整体组成一个浮体发电系统，这个浮体系统由锚和索7牵引固定在水流中。

挡聚导流板2设置为具有一定弧度和超出2立轴水轮阻力区半径之和的长度，高度要大于上下支架的总高度，以增加双立轴水轮的迎流面积，来流方向的反面由于受挡聚导流板2阻挡形成负压区。

两个立轴水轮设置在来流方向挡聚导流板2后面、尾翼5前面，上连漂浮体1、下接底板4的中间位置。回转阻力区的水由于被挡聚导流板2阻挡，减少水轮3上叶片在回转阻力区的迎流阻力，同时将被阻挡的回转阻力区的部分水引导、逼迫并聚集到两侧驱动做功区，压力差作用下使其水速压力加大，使做功区形成局部高速高压水流区，以提高水轮叶片在驱动做功区的做功驱动力，从而提高水轮机的做功效率。

水轮3上的叶片(叶片翼型以阻力型或升阻混合型翼型叶片为主)在两水轮上正反顺风的安装，使水轮运动产生共轭效应，同时也利用水流在压差下形成的涡流所蕴含能量，提高水轮机整体的做功效率。

尾翼5连接漂浮体1和底板4，增强结构稳定，提高设备运行的安全性能。

本发明可采用阻力型、升阻结合型等多种水轮叶片形式；可用于2片以上(含2片)叶片的所有立轴共轭水力机，包括所有受回转阻力区影响的立轴水力机械。