CN202176442U

CN202176442U - 一种叶轮结构

Info

Publication number: CN202176442U
Application number: CN2011201977805U
Authority: CN
Inventors: 吴汉民
Original assignee: Individual
Current assignee: ZHOUSHAN DINGHAI TONGFA PLASTIC CO LTD
Priority date: 2011-06-11
Filing date: 2011-06-11
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2021-06-11

Abstract

本实用新型涉及一种叶轮结构，主要用于水力发电装置中。现在还没有结构简单，设计合理，使用方便，发电效率高的叶轮。本实用新型包括叶片、侧挡板、转轴和轴承座，所述叶片安装在转轴上组成叶轮体，所述侧挡板安装在叶轮体两侧，所述转轴安装在轴承座上，所述轴承座与转轴相匹配，其特征是：还包括底板平台、浮动平衡装置和潮流导向板，该轴承座安装在底板平台上，该转轴与底板平台平行，所述叶轮体的上部露在底板平台上，所述浮动平衡装置和潮流导向板均位于底板平台的底面。本实用新型的结构设计合理，使用方便，发电效率高，能够降低发电装置受泥沙、垃圾、海洋生物等影响。

Description

一种叶轮结构

技术领域

本实用新型涉及一种叶轮结构，主要用于水力发电装置中，可以在高流速或低流速状态下，能利用潮流呈顺时针或逆时针双向转动，从而带动发电机组进行双向发电，能够配合海洋能发电装置进行发电，属于水力发电装置中的一个部件。

背景技术

由于气候、排污等原因，许多海域存在海水混浊、泥沙多、垃圾飘浮物多、海洋浮游生物多的情况，在江河入海口海域也存在着高流速时间短、平均流速较低等情况，目前开发的潮流能水下风扇发电装置在上述海域中使用时，故障率极高，影响正常使用，而且维护和维修成本很高，从而提高了发电成本，该类发电装置的主要缺点如下：a、在海域中的下层水流过慢，达不到风扇转动的最低流速，风扇容易被漂浮在水中的漂浮物、海藻等缠绕卡住，也容易被螺类、藻类浮游生物寄生，从而降低了设备的性能；b、在运行过程中容易受到大中型海洋生物的刮擦损伤；c、海底环境复杂，潮流条件有差异，并非所有区域都能安装水下风车式装置，例如，舟山有上千个岛屿的平均水域都很深，舟山群岛的海域就不适合安装水下风车式装置。

目前也有一些叶轮式的水力发电装置，叶轮是海洋能发电装置的重要组成部分之一，设计出一种能够降低发电装置受泥沙、垃圾、海洋生物影响的潮流发电机组叶轮，将对潮流能发电装置技术具有良好的推进作用，但是，现在还没有结构简单，设计合理，使用方便，发电效率高，能够降低发电装置受泥沙、垃圾、海洋生物等影响的叶轮，这就在一定程度上阻碍了潮流能发电装置的更好发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，使用方便，发电效率高，能够降低发电装置受泥沙、垃圾、海洋生物等影响的叶轮结构。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该叶轮结构包括叶片、侧挡板、转轴和轴承座，所述叶片安装在转轴上组成叶轮体，所述侧挡板安装在叶轮体两侧，所述转轴安装在轴承座上，所述轴承座与转轴相匹配，其特点在于：还包括底板平台、浮动平衡装置和潮流导向板，该轴承座安装在底板平台上，该转轴与底板平台平行，所述叶轮体的上部露在底板平台上，所述浮动平衡装置和潮流导向板均位于底板平台的底面。

本实用新型所述叶轮体的中心与叶片的间隔部分均为空心状结构。

本实用新型所述侧挡板呈圆形结构，该侧挡板紧贴叶轮体的两侧，所述侧挡板的直径大于叶轮的直径。

本实用新型所述潮流导向板安装在底板平台的底面，所述叶轮体的进水端和出水端均安装有潮流导向板，该潮流导向板之间相互对称且两两向外敞开，所述潮流导向板之间的内间距小且外间距大，该内间距接近于叶轮体的长度，位于叶轮体进水端和出水端同一侧的潮流导向板的内口径或外口径连为一体，该潮流导向板呈槽形安装在底板平台的底面。

本实用新型所述底板平台上设置有一个或者多个叶轮体。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，布局科学，安装方便，操作容易，发电效率高，制造成本低，易于布放安装和回收，能够有效提升潮汐能发电装置的整体性能。

本实用新型中叶片嵌套在转轴上，该叶片呈风叶形结构，叶轮体的中心与叶片的间隔部分为空心结构，叶片均匀的分布在叶轮体中，本实用新型中的叶轮体空心结构对本领域技术人员来说均为公知常识。叶轮体通过轴承座固定在底板平台上，底板平台下装有浮动平衡装置，叶轮结构的上部露在底板平台上，叶轮结构的下部浸没在海水中，形似水上浮动水车。无论涨潮或落潮，整个装置在本身浮力和浮动平衡装置作用下，重力与浮力平衡使装置始终悬浮在海面上，叶片和海水的接触面积始终保持一致，这样使得叶片在转动时捕获潮流的作用力与叶片的作用点基本呈90o夹角，根据力学原理可知动能利用率高。此外，保证叶片的受力面积始终一致，使得叶片能够匀速的转动，提高发电装置的稳定性。

本实用新型中的叶片是半浮半沉在海潮表层水流中，并且宽大的叶片随流转动，不易被漂浮在表层或水中的垃圾、海藻、鱼贝类之类的物质缠绕打结、卡堵转轴等，在水流急的海面，海洋生物活动较少，减少不必要的刮擦事件。本实用新型中的叶片通常采用加杀菌配方的轻质合成塑料材料制造而成，不易滋生细菌，同时可以在转动时减少转动阻力，提高最低流速转动，也可用其它材料代替。本实用新型中叶片数量视水位宽度而定，可以是偶数也可是奇数排列。

本实用新型中的浮筒平衡装置直接与底板平台相连接，使底板平台保持与水平面相平行的状态，这样就能够有效的消除涨潮和落潮时产生的水位差影响，保证发电功率稳定输出。通过改变浮筒平衡装置的数量或者浸入水中的体积大小来改变整个装置的浮力大小，可以确保该装置在水面上保持相对固定的垂直高度，使整个装置与海面保持水平平行。

本实用新型中的潮流导向板安装在底板平台的底面，对流向叶轮体的潮流具有扩展引导的作用。即在叶轮四侧均装有向外敞开的斜板，当潮流涌来时，外口径范围内的水流被拦截，引流到集中拍击叶轮，使冲击叶片的水量和力度都大大增加，捕获更多的潮汐流，提高最低流速转动。

本实用新型中的侧挡板位于叶轮体的两侧，潮流经过潮流导向板引导，集中流向叶轮体，覆盖叶片两侧的水流受侧挡板的阻挡，水流不会马上流向叶片的两边，而是兜集水量作用于叶片平面，加大了叶轮的推动力量，使得叶片快速均匀的进行正向或反向转动。

附图说明

图1是本实用新型实施例中叶轮结构的主视结构示意图。

图2是图1中的叶轮结构置于海水中时的结构示意图。

图3是图1的左视结构示意图。

图4是图3中的叶轮结构置于海水中时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图4，本实施例中叶轮结构包括浮动平衡装置1、转轴2、轴承座3、八片叶片4、底板平台5、侧挡板6和潮流导向板7，本实用新型中叶片4的片数可以根据实际需要进行选用，优选数量为2-50片之间。

本实施例中的叶轮结构包含多个水车式叶片4，叶片4嵌套在转轴2上，通过轴承座3固定在底板平台5上，底板平台5下装有浮动平衡装置1。本实施例中的叶片4均匀的安装在转轴2上组成叶轮体，叶轮体的中心与叶片的间隔部分为空心结构9，该叶片呈风叶形结构。本实施例中的底板平台5中设置有一个形状和大小均与叶轮体相匹配的叶轮孔，轴承座3与转轴2相匹配，该轴承座3安装在底板平台5上，即轴承座3安装在底板平台5的顶面上。本实施例中的转轴2安装在轴承座3上，该转轴2能够在轴承座3上转动，转轴2位于底板平台5中的叶轮孔的正上方，叶轮体位于叶轮孔中，当转轴2在轴承座3上转动时，叶轮体能够在叶轮孔中转动。

本实施例中的叶轮结构在使用时，叶轮结构的上部露在底板平台5上，它的下部浸没在海水8中，形似水上浮动水车，无论涨潮或落潮，整个装置在本身浮力和浮动平衡装置1的作用下，重力与浮力平衡使装置始终悬浮在海面上，叶片4和海水8的接触面积始终保持一致，这样使得叶轮结构在转动时捕获潮流的作用力与叶片4的作用点基本呈90o夹角，动能利用率高。

本实施例中的转轴2与底板平台5平行，底板平台5与水面保持动态平行，也就是转轴2与水面相对保持平行，叶轮体安装在转轴2上，其上部露在底板平台5上，也就是说，叶轮体的下部浸没在海水8中，叶片4和海水8的接触面积始终保持一致，这样使得叶轮体在转动时捕获潮流的作用力与叶片4的作用点基本呈90o夹角，动能利用率高。本实施例的叶轮体可以安装在底板平台5的正上方或斜上方，一侧或两侧都可以安装多个叶轮体。在使用时，当潮流夹带着漂浮在水中的漂浮物、海藻等扑向叶轮时，缠绕在叶片4周围的漂浮物、海藻等在叶轮宽大的叶片4推动力下，排到外侧的水流中或贴着叶片4上而带到叶轮的另一侧。

本实施例中的浮动平衡装置1安装在底板平台5的底面，该浮动平衡装置1可以是轻质空心结构，本实施例中采用二个塑料浮筒和一个调节浮筒，通过浮筒的浮力而将底板平台5漂浮在水面上，通过改变筒内液体的容量大小就可以达到调节浮筒的浮力大小的功能，本实用新型中组成浮动平衡装置1的浮筒的个数可以根据实际需要进行选用，优选数量为三个以上。在使用时，浮筒平衡装置1保持向上浮力，支持底板平台5以上部位均暴露并浮在水面，无论涨潮或落潮，整个装置在本身浮力和浮动平衡装置1的作用下，重力与浮力平衡使装置始终悬浮在海面上，不受潮汐水流速度和潮高的影响。

本实施例中的潮流导向板7安装在底板平台5的底面，本实施例中安排潮流导向板7四块，分别安装在叶轮体进水和出水的两端，进口与出口同一侧的潮流导向板7外口径连为一体，呈槽形安装在底板平台5的底面。本实施例还可以在内口径连为一体呈槽形安装在底板平台5的底面。即在叶轮四侧均装有向外敞开的斜板，这样不会受到水中漂浮物的缠绕与夹隔，也可以将进水端和出水端同一侧的两块，在内口径或外口径处加板连接在一起，呈槽形安装在底板平面的底面。在使用时，外口径范围内的潮流被拦截，引流到集中拍击叶轻质叶片4，捕获更多的潮汐流，使冲击叶片4的水量和力度都大大增加，提高最低流速转动，叶轮转动的速度会加大，转动的时间会更长。

本实施例中的侧挡板6为圆形结构，该侧挡板6紧贴叶轮体的两侧，侧挡板6的直径大于叶轮的直径。在使用中，海流涌动使轻质叶片4表面立即受到呈90度角的冲击力，潮流导向板将大范围的水流拦截，引导进入集中流向叶轮体，这时如果不设侧挡板6，两侧的水流会从叶片4的空隙对外扩散，加设侧挡板6后，两侧的水流被阻断，水流不会马上流向叶片4的两边，而是兜集水量作用于叶片4平面，使得叶片4快速均匀进行正向或反向转动。

本实用新型中的叶轮结构可以作为半潜式水力发电装置中的一个部件，由于该叶轮结构在使用过程中，叶轮结构的上部露在底板平台5上，叶轮结构的下部浸没在海水8中，形似水上浮动水车，即叶轮结构有一部分是潜在水面下的。在水流作用下，叶片4带动转轴2进行转动，再通过转轴2带动发电机进行发电。

本实用新型的结构实用简洁，易于拆装和维修，不易受海面垃圾和漂浮物影响，潮流捕获的时间长、作用力大，双向推动力，推转匀速稳定，能够有效提升整体性能。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种叶轮结构，包括叶片、侧挡板、转轴和轴承座，所述叶片安装在转轴上组成叶轮体，所述侧挡板安装在叶轮体两侧，所述转轴安装在轴承座上，所述轴承座与转轴相匹配，其特征在于：还包括底板平台、浮动平衡装置和潮流导向板，该轴承座安装在底板平台上，该转轴与底板平台平行，所述叶轮体的上部露在底板平台上，所述浮动平衡装置和潮流导向板均位于底板平台的底面。

2.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述叶轮体的中心与叶片的间隔部分均为空心状结构。

3.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述侧挡板呈圆形结构，该侧挡板紧贴叶轮体的两侧，所述侧挡板的直径大于叶轮的直径。

4.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述潮流导向板安装在底板平台的底面，所述叶轮体的进水端和出水端均安装有潮流导向板，该潮流导向板之间相互对称且两两向外敞开，所述潮流导向板之间的内间距小且外间距大，该内间距接近于叶轮体的长度，位于叶轮体进水端和出水端同一侧的潮流导向板的内口径或外口径连为一体，该潮流导向板呈槽形安装在底板平台的底面。

5.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述底板平台上设置有一个或者多个叶轮体。