[发明专利]一种仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机及发电装置和控制方法

权利要求书

1.一种仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，包括壳体、转轴和多个叶片；

所述转轴通过轴承转动设置在壳体中，转轴的一端伸出壳体与连接件固连，多个叶片设置在连接件上；

所述叶片为仿生鹰隼翼型，宽度方向的两侧边缘为弧形，厚度方向的顶部流线为弧形，底部为平面；沿其长度方向，叶片宽度由窄变宽再变窄，叶片厚度由薄变厚再变薄；

所述叶片末梢端翻折形成小翼，小翼的长度为叶片整体长度的5-10%。

2.根据权利要求1所述的仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，所述小翼和叶片主体之间的夹角为60度。

3.根据权利要求2所述的仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，所述叶片一侧的边缘呈锯齿状。

4.根据权利要求1所述的仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，所述连接件中设置由多个电机，电机的数量和叶片数量相同；电机安装的连接件的腔体中，电机输出轴与对应的一个叶片的根部固定连接，电机能够驱动叶片相对于连接件发生转动。

5.根据权利要求1所述的仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，所述叶片靠近其根部的位置套设有支撑环，支撑环通过轴承与叶片转动连接，支撑环沿周向均匀设置有多个支撑杆，支撑杆的另一端与连接件固定连接。

6.根据权利要求1所述的仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，所述连接件的呈半球形。

7.根据权利要求1所述的仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机，其特征在于，所述叶片的数量为三个。

8.基于权利要求1-7所述仿生鹰隼翼型叶片的水平轴潮流能水轮机的潮流能发电装置，其特征在于，包括漂浮基座，以及设置在漂浮基座上的储能组件和M个发电单元；M为大于等于3的正整数；

每个发电单元包括浮筒、水平轴潮流能水轮机、立柱和发电机，所述浮筒竖直固定在漂浮基座上，发电机固定在浮筒中；立柱为中空的管件，其上端与浮筒底部固连，下端与水平轴潮流能水轮机的壳体固连，发电机的输出轴伸出浮筒底板后伸入立柱中，且与浮筒底板通过轴承转动连接，输出轴的下端设置有第一锥齿轮，水平轴潮流能水轮机转轴的末端设置有第二锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合；

所述发电机与储能组件连接；

每个水轮机的上设置有一个角度传感器，用于检测叶片的偏转角度；

所述漂浮基座的底部设置由流速传感器，电机、角度传感器、流速传感器与控制器电连接，储能组件为电机、控制器和流速传感器供电。

9.根据权利要求8所述的潮流能发电装置，其特征在于，所述发电单元的数量为三个，三个发电单元沿漂浮基座的周向均匀布置。

10.基于权利要求8、9中任一项所述的潮流能发电装置的控制方法，其特征在于，每个角度传感器对应有一个唯一的编号C_i，该编号存储于控制器中，流速传感器测出当前的潮流的速度V_t和方向角α_t，并传送给控制器，每个传感器实时检测对应水平轴潮流能水轮机的叶片的偏转角度β_i，并传递给控制器，i∈[1，M]；

控制器根据检测值V_t、α_t和β_i，并给对应电机发出指令，启动电机工作，驱动叶片转动一定角度Δβ_i，当角度传感器检测到叶片的偏转角度达到设定值时，电机停止工作。