[发明专利]变径式波浪能发电机轮机

说明书

本发明公开了变径式波浪能发电机轮机，属于流体机械设备领域，本发明的轮机包括：转轮壳体，转轮壳体中部设有主轴，主轴侧壁连接第二转轮组，第二转轮组上部设第一转轮组，第一转轮组包括设置在第二转轮组上方的主轴上同轴连接第二转动套和第一转动套，第一转动套设于第二转动套上方，第一转动套两侧设有第一桨叶，第二转动套两侧设有第二桨叶，第二桨叶与第一桨叶端部通过连接件连接，第二转动套与主轴连接且可绕主轴旋转，第一转动套与主轴滑动连接且可绕主轴旋转，第一转动套与第二转动套之间设有弹簧件。本发明可实现叶轮直径随流体流速自调整，改善叶轮空化性能，降低叶片产生裂纹和断裂几率，保证流道内流量分配均匀提升水轮机效率。

技术领域

本发明属于流体机械设备领域，具体涉及一种变径式波浪能发电机轮机。

背景技术

当今世界各国把开发水电放在了能源开发的优先位置。我国水能资源总量十分丰富，不仅有中、高水头资源，而且还有约0 .8～1 .0亿千瓦的低水头资源(含潮流能)，开发利用新能源特别是开发利用海洋能源发电具有极大的发展潜力。海流能发电是依靠海潮流的冲击力使水轮机高速旋转，然后带动发电机发电，不需要较高水头来创造初始压力，仅依靠海潮流的流速就能实现发电，其经济价值十分显著。水轮机叶轮作为海潮流发电机组最为关键的部件之一，叶轮的性能直接影响着整个机组的性能，叶轮通常在使用过程中会存在空蚀性能较差，叶片容易产生裂纹和断裂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶轮直径随流体流速自调整，有效改善叶轮空化性能，降低叶片产生裂纹和断裂几率，保证流道内流量分配均匀提升水轮机效率的变径式波浪能发电机轮机。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：变径式波浪能发电机轮机，包括：两端贯通的转轮壳体，转轮壳体中部设有同轴的主轴，主轴上端部延伸至转轮壳体外且与发电机连接，主轴侧壁环绕连接叶片形成第二转轮组，第二转轮组上部设第一转轮组，第一转轮组包括设置在第二转轮组上方的主轴上同轴连接第二转动套和第一转动套，第一转动套设于第二转动套上方，第一转动套两侧设有可上下摆动的第一桨叶，第二转动套两侧设有可上下摆动的第二桨叶，第二桨叶与第一桨叶端部通过连接件连接，第二转动套与主轴固定连接且可绕主轴旋转，第一转动套与主轴上下滑动连接且可绕主轴旋转，第一转动套与第二转动套之间设有弹簧件。

本申请在主轴上设置两组转轮组分别为第一转轮组和第二转轮组的方式，使主轴上的做功部件数量得到增加，在水流作用下水轮机的效率可以得到有效的提高，进一步对第一转轮组的设计使其转轮直径随流体流速自动调节，具体的，在水体从转轮壳体上部进入转轮壳体的流道内的过程中，向下流动的水体与第一桨叶、第二桨叶发生接触下促使第二转动套和第一转动套旋转并带动第一、二桨叶的旋转运动实现同步带动主轴旋转运动，流道内水体的流速较大具有较大水压的情况下其对第一桨叶形成一定的下压力促使弹性件产生压缩使第一转动套向下滑移，而第二转动套保持原水平高度位置，第一桨叶和第二桨叶的旋转直径随第一转动套的向下滑移实现旋转直径的扩大，两者之间的夹角缩小，而在水压较小的时候，弹性件向上推动第一转动套上移，扩大第一桨叶与第二桨叶之间的夹角，缩小第一桨叶、第二桨叶的旋转直径，实现在高水压状态下桨叶的旋转直径扩大，这样桨叶正反面的水压可得到较高的平衡减小两者的压差来提高桨叶的受力均匀度及减小桨叶背面压力较小出现空蚀的几率，且因离心作用部分水体甩向转轮壳体的流道内壁分化流道内的高压水流，在低水压状态下桨叶的旋转直径缩小实现扩大桨叶与转轮壳体的流道内壁距离，降低因离心作用导致转轮壳体内壁区域可能出现的空化对桨叶的空蚀率，相较于现有技术的桨叶，上述设计有效分化流道内的水体压力以及保持流道内流体分布均匀，有效避免桨叶出现裂纹或断裂且降低桨叶受空蚀影响，有效改善第一转轮组空化性能。