[发明专利]一种带连锁螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机

说明书

技术领域

本发明属于水轮机发电技术领域，特别是涉及一种带连锁螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机。

背景技术

近些年来，随着海洋资源以及海洋权益日渐被关注，人类对于潮流能的探索和开发在逐渐地升温，潮流能作为海洋能的重要组成部分，具有可预测性、功率密度大及能量稳定等突出优点，开发利用备受关注。

潮流能的开发主要集中在发电技术领域，潮流能水轮机便是其核心能量转换装置。按照结构分类，现有的潮流能水轮机主要有水平轴水轮机、垂直轴水轮机和振荡水翼，这些潮流能水轮机各有利弊，水平轴水轮机技术比较成熟，获能效率较高，但是偏航损失严重；垂直轴水轮机虽然结构简单，易于维修养护，但还存在着自启动困难、效率低的问题；振荡水翼的研究起步较晚，还处在探索阶段。同时，这些水轮机的振动与噪声大，对鱼类、头足类等海洋生物所赖以生存的海洋环境均有一定程度的影响与破坏。从已公布的专利技术来看，也因存在前述不足而无法进入实用阶段。

中国专利申请201210556394.X公开了“复合式潮流能垂直轴水轮机”，该方案虽然采用了外部H型、内部S型的结构，具有快启动性能、稳定性较好等优点，但因叶片垂直轴方向布置，使得整机效率较低，且对海洋生物有较大影响。中国专利申请201310291232.2公开了“一种叶片姿势可变的潮流能获能水轮机”，该方案通过链接方式将弧形叶片布置在主轴上，叶片姿势可变，周期稳定性较好，但因其结构过于复杂，经济性较差，不具有实用价值。

综上所述，如何克服现有技术的不足已成为当今水轮机发电技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种带连锁螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机，本发明的水轮机巧妙地运用了呈二维连锁螺旋线形状的连锁螺旋形叶片，以沿类锥形轮毂的轴向渐变拉伸形成空间扭曲形状均匀分布设置在类锥形轮毂的外周上做匀速旋转运动，大大减少了水力摩擦碰撞，降低了入口水头损失，从而提高了水轮机获能功效并很好地解决了使海洋鱼群顺利通过等难题。

根据本发明提出的一种带连锁螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机，包括主轴、机箱、推力轴承、联轴器、发电机、机架、底座、导水锥，所述机箱下方分别以机架和底座支撑；其特征在于，还包括呈二维连锁螺旋线形状的连锁螺旋形叶片、浸入水潮流中的类锥形轮毂、密封罩；所述发电机通过联轴器及主轴与类锥形轮毂联接，在主轴与类锥形轮毂连接处设置密封罩，在类锥形轮毂后侧的机箱尾部设置导水锥，所述连锁螺旋形叶片通过推力轴承以沿类锥形轮毂的轴向渐变拉伸形成空间扭曲形状均匀分布设置在类锥形轮毂的外周上；所述连锁螺旋形叶片在类锥形轮毂外周上的不同轴向距离下的截面翼型曲线上关键点的坐标以如下方式表示，X和Y分别代表连锁螺旋形叶片截面翼型曲线上关键点的空间坐标值，距离类锥形轮毂的前缘轴向55cm处的参数参见表1：

表1