[发明专利]一种水流能量转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水流能量转换装置，具体涉及一种可大规模并高效利用江河、海洋的水流能量的水流能量转换装置。

背景技术

当今世界的水力发电技术都要依赖修筑拦水坝才能利用江河的水能资源，而一条河流适易修水坝的地方并不多，因此，我们只能放任大部份江河的水能资源白白流走，极丰富的海洋水能资源更因无法修水坝，让我们只能望洋兴叹。主要的原因是目前的水轮机要依靠水坝控制水流来推动水轮机旋转以达到水能转换的目的，而对于自然条件下的江河，海洋，则束手无策。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能在自然条件下高效利用江河和海洋水流能量的水流能量转换装置，它结构简单，转换效率高，成本低。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种水流能量转换装置，包括上端盖、下端盖、将上端盖和下端盖连接起来的弧状蜗壳和蜗壳前挡板、与蜗壳末端连接的控水板；所述上端盖和下端盖上设有轴孔，所述轴孔中安装有水轮轴，所述水轮轴中部连接有一叶片圆盘，所述叶片圆盘的上表面固定连接有至少二根上叶片杆，所述上叶片杆在叶片圆盘上部沿圆周和半径方向排列安装，所述叶片圆盘下表面固定连接有至少二根下叶片杆，所述下叶片杆在所述叶片圆盘下部沿圆周和半径方向排列安装，所述上叶片杆与上叶片活动连接，所述下叶片杆与下叶片活动连接；所述蜗壳设有进水口和出水口，所述进水口与出水口之间设置有阻止水流通过的阻水板，所述阻水板包括设置在上端盖上的上阻水板和设置在下端盖上的下阻水板，所述阻水板之间和阻水板与蜗壳前挡板之间设置有供叶片、叶片杆以及叶片圆盘通过的间隔；所述出水口处设置有排水管，所述蜗壳、控水板、阻水板和排水管形成控制水流沿水轮轴转动方向流动的S形水流通道。水轮轴位于S形水流通道中，S形水流通道控制水流沿水轮轴转动方向流动，并且S形通道为密封的，可以使水流更为集中，使进入进水口的水流全部作用在叶片上，提高了本装置的效率。

所述上阻水板上装有引导叶片转动以通过所述间隔的上叶片导轨，所述下阻水板上装有引导叶片转动以通过所述间隔的下叶片导轨，所述的阻水板设置有调节通过阻水板水流流量的水流调节门。水流调节门通过调节水流通过阻水板的多少达到控制水轮轴获得水力的多少。关闭水流调节门，水流无法从阻水板处通过，水轮轴获得水力最大。打开水流调节门，水轮轴获得水力最少。

所述叶片和叶片杆活动连接，其形状均为弧形，并具有与叶片杆所在圆周相同的弧度。所述叶片全部打开时和叶片杆排列在一起形成一个整圆，所述叶片杆呈网格状分布，可让水流从叶片杆网格中通过，叶片杆网格与阻水板间隔之间互相配合，采用此结构，使得叶片杆和叶片可在阻水板间隔内转动，并可以将间隔挡住，阻止水流从阻水板间隔处通过，提高阻水板的阻水性能。

所述叶片、水轮轴及叶片圆盘内部设置为密封中空或内部填充轻质材料制成。这样使叶片及水轮轴的比重接近水的比重。叶片及水轮轴在水中的重力减小，可以减小合页和轴承的摩擦力。提高本装置的效率。

所述进水口连接有进水管，所述进水管设有第一进水门和第二进水门，所述第一进水门和第二进水门均为单向水流门，所述第一进水门设置在进水管的末端，其进水方向与进水口的进水方向相反，第二进水门设置在进水管与进水口相对的一侧，进水方向与进水口进水方向相同。采用此种结构，当水流的力量打开第二进水门时关闭第一进水门、水流从第二进水门进入，或者水流的力量打开第一进水门时关闭第二进水门，水流从第一进水门进入。这样本装置不仅可以应用于江河等单向水流中，而且可以利用海洋潮汐的双向水流，应用范围更广。

所述出水口连接有排水管，所述排水管两端设有第一排水门和第二排水门，所述第一排水门和第二排水门为单向门，所述第一排水门水流方向与进水口水流方向相同，所述第二排水门进水方向与进水口水流方向相反。采用此种结构，当装置外水流的力量使得第二排水门关闭时打开第一排水门，水流从第一排水门排出，或者水流的力量使得第二排水门打开时关闭第一排水门，水流从第二排水门排出。

所述控水板为与叶片杆弧度相配合的圆弧形，所述控水板为二分之一圆周以上的弧长。使控水板能阻止或减少水流从控水板与叶片杆之间的间隔中通过，控水板的作用在于改变水流的方向和以及集中封锁住水流，使进入蜗壳的水流全部作用在叶片上，使本装置的转换效率更高。