CN201521388U - 摆动叶片式涡轮机 - Google Patents

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Abstract

一种摆动叶片式涡轮机，由轮轴(1)、上盖(2)、下盖(3)、叶片轴(4)和叶片(5)组成。该涡轮上的叶片用刚性材料做成，可绕叶片轴在一定范围内摆动。无论流体方向正反，涡轮均朝同一方向旋转。该装置克服了目前常用的Wells式涡轮自启动难、效率低的缺点，且结构简单、综合性能良好。选取合适叶片摆动角度、扇形流线对称翼片、轮毂比和涡轮叶片数等参数，可使新设计的涡轮装置在往复运动的流体中获得很好的自启动性能和很高的能量转换效率，可以作为小型震荡水柱型海浪波能发电机的动力装置。

Description

摆动叶片式涡轮机
技术领域：
本实用新型属于一种涡轮装置的新设计。
背景技术：
海浪中蕴藏着巨大的能量，如何利用海浪能发电，很多国家都在积极探索中。目前应用比较广泛的震荡水柱型波能发电系统都需要涡轮装置，但是震荡水柱带动气筒内形成的是往复式流体，而涡轮装置只有在沿一个方向转动时才能带动发电机有效工作，因此涡轮装置的设计(无论流体方向正反，涡轮均朝同一方向旋转)成为整个发电系统的关键。
传统的固定式对称翼叶片不能摆动，攻角也就固定了，为了在往复流体中都能形成同向旋转力矩，只能用低效攻角，非对称翼叶片在单向流体时可保持高效，但在往复流体中旋转力矩不能同向，故一般不用在震荡水柱型波能发电系统中。
发明内容：
本实用新型克服了传统的涡轮装置(如Wells涡轮机)存在根本缺点：结构简单的涡轮装置自启动难且效率低，结构复杂的又容易损坏，维护困难。本实用新型采用了一种结构简单、能自启动、且系统运行效率高的涡轮装置。
本实用新型采用的技术方案是：由轮轴(1)、上盖(2)、下盖(3)、叶片轴(4)和叶片(5)组成，上盖(2)和下盖(3)固定在轮轴(1)两端，中间留有间隙，叶片轴(4)一端固定在轮轴(1)上，另一端有销子，叶片(5)较厚的一侧套在叶片轴(4)上，叶片轴与叶片轴孔之间用轴承减少摩擦，叶片(5)一端窄，另一端宽，窄端插入轮轴上下盖之间的间隙中。
所述的叶片(5)绕叶片轴(4)摆动，摆动角度可通过调整上下盖(2)(3)内间隙调节。
所述的叶片(5)采用扇形流线对称翼片设计，叶片(5)与上盖(2)和下盖(3)的接触点设计有柔性接触垫片以减少冲击，叶片数为6～8片，采用刚性材料制作。
本实用新型的有益效果是：
由轮轴、上盖、下盖、叶片轴和叶片组成，没有复杂的传动和阀门部件，结构简单；
当流体沿轮轴方向通过时，叶片绕叶片轴摆动至上/下盖处，上下盖间隙可调，叶片能与流体方向形成合适的攻角，从而获得最佳旋转力矩，能自启动；
流线型叶片阻尼系数较低，采用密度适当的刚性材料叶片，能稳定叶片转速，叶片能摆动至合适的运行攻角，系统运行效率高。
附图说明：
图1是涡轮装置俯视图。
图2是涡轮剖面图(I-I剖面图)。
图3是叶片翼型图。
图4是叶片横剖面图(II-II剖面图)。
图5是例一说明图。
具体实施方式：
对照附图2，本实用新型实例包括轮轴(1)、上盖(2)、下盖(3)、叶片轴(4)和叶片(5)，将上盖(2)和下盖(3)固定在轮轴(1)两端，中间留有一定的间隙，叶片轴(4)一端固定在轮轴(1)上，将叶片(5)最厚一侧套在叶片轴(4)上，叶片(5)窄端伸入轮轴上下盖间隙中，叶片可以在间隙中摆动，叶片轴与叶片轴孔之间用轴承减少摩擦。
当流体沿轮轴方向通过时，叶片绕叶片轴摆动至上/下盖处，此时叶片与流体方向形成合适的攻角，产生了旋转力矩，叶片带动轮轴旋转输出动力。
例一：摆动叶片式涡轮机在往复流体中的应用
对照附图5，风道P中装有该实用新型摆动叶片式涡轮T，涡轮T同轴连接发电机G。
风向A作用时，如虚线框A内示意；风向B作用时，如虚线框B内示意。通过叶片摆动，可以保证在两种风向下，风对于叶片均可保持最佳攻角，且旋转力矩为同一方向，因此，叶片沿一个方向旋转，且效率较高，可带动发电机更有效工作。

Claims (5)

1.一种摆动叶片式涡轮机，其特征在于：由轮轴(1)、上盖(2)、下盖(3)、叶片轴(4)和叶片(5)组成，上盖(2)和下盖(3)固定在轮轴(1)两端，中间留有间隙，叶片轴(4)一端固定在轮轴(1)上，另一端有销子，叶片(5)较厚的一侧有轴孔，套在叶片轴(4)上，叶片(5)一端窄，另一端宽，窄端插入轮轴上下盖之间的间隙中。
2.根据权利要求1所述的摆动叶片式涡轮机，其特征是叶片(5)绕叶片轴(4)的摆动角度可通过调整上盖(2)和下盖(3)之间的内间隙调节。
3.根据权利要求1所述的摆动叶片式涡轮机，其特征是叶片(5)采用扇形流线对称翼片设计，叶片(5)与上盖(2)和下盖(3)的接触点设计有柔性接触垫片，叶片轴孔与叶片轴(4)采用轴承。
4.根据权利要求1所述的摆动叶片式涡轮机，其特征是叶片数为6～8片。
5.根据权利要求1所述的摆动叶片式涡轮机，其特征是叶片采用刚性材料制作。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105298728A (zh) * 2015-11-04 2016-02-03 中国人民解放军国防科学技术大学 基于仿生鱼鳍的波浪能转换装置
CN106762338A (zh) * 2017-03-13 2017-05-31 耿天侃 一种分布式流能发电机的转轮叶片
CN108361145A (zh) * 2018-01-30 2018-08-03 中国海洋大学 一种基于传统威尔斯式透平进行优化的自俯仰控制叶片式透平
CN111042981A (zh) * 2020-01-03 2020-04-21 国电联合动力技术有限公司 一种整体集成式潮流能发电装置及包括其的潮流能机组

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