[发明专利]叶片可调式潮流能水轮机实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种叶片可调式水平轴潮流能水轮机实验装置及方法，包括支柱、设置在支柱上的的固定舱、轮毂、叶片。其中的一个叶片，不仅需通过其叶片根部后的小伞齿轮与轮毂里的大伞齿轮啮合，而且其根部定位圆盘与轮毂对应位置处之间还需通过螺栓固定连接；剩余叶片并不需要螺栓连接固定，只需通过其叶片根部后的小伞齿轮与轮毂里的大伞齿轮啮合，并应确保各叶片的初始入流角相同，并同步调节角度。本装置实验时，不仅可改变叶片的来流角，还可改变连接在轮毂上的叶片数目，真实地模拟水平轴潮流能水轮机在变浆和变叶片数目的情况下其水动力特性，结构简单，维修方便，降低实验造价。

技术领域

本发明属于流体机械及水电工程设备技术领域，具体涉及一种水平轴潮流能水轮机。

背景技术

当今世界各国都把开发新能源放在重要位置，而海洋能作为一种可再生、无污染的能源，其开发和利用备受人们的青睐。其中潮流能做为海洋能的一种，具有蕴藏量大，可预测的特点。目前水平轴式潮流能水轮机因其安装维修简单、技术相对成熟、效率高的的特点，在潮流能开发利用中，被广泛采用。

水轮机在潮流的冲击作用下叶片高速旋转，再通过传动机构带动发电机发电，最终实现潮流能的动能向电能的转化。水轮机叶片作为水平轴潮流发电机组最为关键的部件之一，叶片的结构参数(叶片数和来流角)对潮流能水轮机的水力特性起着重要的影响。对于潮流能水轮机的研究大多借鉴风机的研究，而两者的适用范围和运行条件存在较大不同，特别是水和空气之间的密度、粘性、可压缩性有着显著差异，故十分有必要对潮流能水轮机进行模型实验，总结叶片数和来流角对水轮机水力特性的影响，为以后潮流能水轮机的广泛应用打下实验基础。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于弥补现有技术的不足而提供一种叶片可调式的水平轴潮流能实验装置，本发明可实现各个来流角之间联动改变，确保各个来流角之间同步改变，且不同来流角之间改变较均匀，方便进一步日后水平轴潮流能水轮机在实验模拟及实际安装运行中，最佳来流角和叶片数的研究和调整。

为实现上述目的，本发明提供了叶片可调式潮流能水轮机实验装置，包括支柱、固定舱、主轴、轮毂、导流罩和叶片，所述轮毂固定在主轴的前端，其特征在于，在所述轮毂周向按以下规律顺序布置有1号至8号八个安装孔，且，1号、2号、4号、5号、6号、8号相邻之间的轴心连线的角度均为60°，1号、3号、5号、7号相邻位置处的轴心连线的角度均为90°，并在八个安装孔上分别设置有一个螺纹孔，且相邻之间的两个安装孔处的螺纹孔之间的夹角差为N°，其中，N为小于等于10；

在每一安装孔内安装一销轴，且销轴的外侧固定叶片，内侧固定小齿轮，八个小齿轮同时与轮毂内部的大齿轮啮合，且各叶片的初始入流角相同，大齿轮可转动的安装在轮毂内部，所有叶片同步调整角度；

以及在其中一个螺纹孔和销轴上的定位圆盘之间使用螺栓快速连接。

进一步地，所述定位圆盘上设置均布有M个螺栓孔，其中，10≤M≤24。

进一步地，所述M为20。

进一步地，所述N为2。

进一步地，每个安装孔位置的叶片的入流角，其中1号位所对应的叶片的入流角，最小值为0°，并以18°为幅值增长，2号位所对应的叶片入流角，最小值为2°，并以18°为幅值增长，3号位所对应的叶片入流角，最小值为4°，并以18°为幅值增长，4号位所对应的叶片入流角，最小值为6°，并以18°为幅值增长，5号位所对应的叶片入流角，最小值为8°，并以18°为幅值增长，6号位所对应的叶片入流角，最小值为10°，并以18°为幅值增长，7号位所对应的叶片入流角，最小值为12°，并以18°为幅值增长，8号位所对应的叶片入流角，最小值为14°，并以18°为幅值增长。

进一步地，所述的小齿轮和大齿轮之间为锥齿配合或者端面齿配合。

进一步地，所述叶片和销轴之间是通过卡紧配合或者过紧配合进行插接连接。