CN205064167U - 潮流能水轮机壳体及其水轮机 - Google Patents

潮流能水轮机壳体及其水轮机 Download PDF

Info

Publication number
CN205064167U
CN205064167U CN201520739528.0U CN201520739528U CN205064167U CN 205064167 U CN205064167 U CN 205064167U CN 201520739528 U CN201520739528 U CN 201520739528U CN 205064167 U CN205064167 U CN 205064167U
Authority
CN
China
Prior art keywords
water turbine
current energy
tidal current
energy water
trend
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201520739528.0U
Other languages
English (en)
Inventor
程宦
刘德民
赵永智
王亚林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Electric Machinery Co Ltd DEC
Original Assignee
Dongfang Electric Machinery Co Ltd DEC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Electric Machinery Co Ltd DEC filed Critical Dongfang Electric Machinery Co Ltd DEC
Priority to CN201520739528.0U priority Critical patent/CN205064167U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205064167U publication Critical patent/CN205064167U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种潮流能水轮机壳体及其水轮机，属于潮流能发电设备技术领域；所述潮流能水轮机壳体包括收缩管和扩散管，所述收缩管的小径端和扩散管的小径端通过转轮室连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管的外壁还设置有导流机构；本实用新型潮流能水轮机，其导流机构在来流方向发生变化时将起到对机组的带动作用，而这种流体带动的作用力进而通过可调节机构使得机组发生偏航以适应来流，该技术方案的实施可以使得潮流能发电水轮机具有较简单的结构，同时提高能量利用率，获得良好的能量性能，并且具有自动调节适应来流的能力。

Description

潮流能水轮机壳体及其水轮机
技术领域
本实用新型涉及一种潮流能水轮机壳体及其水轮机，属于潮流能发电设备技术领域。
背景技术
目前公知的水轮机属于流体机械部件范畴，是将流体（水）的能量转换为机械能的机械设备。
潮流能发电的水轮机能够将由海洋或河流水面的自然升降造成的水流动能，或者因为太阳能输入不均而形成海水流动所致的流动动能转化为电能。与常规能源相比，潮流能具有能源储量大，良好的可预测性，环境影响相对小等优点。因此，潮流发电水轮机作为一种利用海洋资源的装置，具有重要的研究开发意义。
然而，由于发展的历史很短，潮流发电在基础研究和工业运行等方面尤其在能量转换装置的研究上，国际上尚未有成熟的技术。另外，通常情况下水平轴潮流能水轮机只有在正对水流方向时，发电功率较大；当水流方向与旋转轴方向有夹角时，其获能利用率迅速下降，一般需要安装偏航控制系统来调节。然而目前采用的控制装置结构复杂、造价高、维护成本高，这些都制约了潮流发电技术的发展。
发明内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种潮流能水轮机壳体设计，使其具有自动适应水流方向的能力，且装置本身具有结构简单、造价低、维护成本低的优点。
本实用新型采用的技术方案如下：
潮流能水轮机壳体，包括收缩管和扩散管，所述收缩管的小径端和扩散管的小径端通过转轮室连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管的外壁还设置有导流机构。
进一步的，所述导流机构呈板状结构。
进一步的，所述导流机构截面为对称的NACA0008标准翼型。
进一步的，所述扩散管的长度大于收缩管的长度。
进一步的，所述收缩管的锥角大于扩散管的锥角。
进一步的，所述导流机构设置于扩散管尾端的顶部。
本实用新型的潮流能水轮机壳体，还包括用于壳体和安装架体间配合连接的可调节机构，使壳体的轴向可调整至潮流的流向上。
进一步的，所述可调节机构为轴承。
潮流能水轮机，包含上述的潮流能水轮机壳体，所述壳体的转轮室内设置有转轮。
进一步的，所述转轮包括设置于轮毂圆周的叶片所述叶片的截面为NACA0015标准翼型。
进一步的，所述叶片的数量为10片。
采用上述结构的潮流能水轮机壳体，其工作中具有如下特点：水流从收缩管进入，从扩散管流出，流动过程中与转轮室内的转轮叶片相互作用，使得转轮转动，将水流能量转换为机械能。而收缩管可以增大转轮进口动能，扩散管能够减小出口动能，最终可以增大进出口流体可利用能量。与此同时，导流机构在潮流的来流方向发生变化时将对机组壳体起到力的作用，而这种流体变换带来的作用力进而可通过可调节机构使得机组发生偏航以适应来流方向，该技术方案的实施可以使得潮流能发电水轮机具有较简单的结构，同时提高能量利用率，获得良好的能量性能，并且具有自动调节适应来流的能力。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、所述潮流能水轮机壳体的结构设计可以增大进出口流体可利用能量，同时设置于扩散管外壁的导流机构能够在来流方向发生变化时为机组提供调节力的作用，为机组适应来流提供可调节的力。
2、所述板状结构的导流机构具有结构简单、造价低、维护成本低的优点；
3、本实用新型中扩散管的长度大于收缩管的长度设计，能为机组提供较优的流场，以优化导流机构的调节性能和机组的流体能量利用率；
4、所述潮流能水轮机壳体通过可调节机构与安装架体进行安装，通过导流机构在流体作用下提供的调节力，来保证机组的对潮流的适应性和可调节性，以保证机组的能量利用率，相比于传统的潮流能水轮机采用的偏航控制系统来调节的方案，具有结构简单、可维护性能好、成本低且可靠性高的优点；
5、采用该壳体的潮流能水轮机，在截面为NACA0015标准翼型的叶片设计下，具有较高的能量利用率。
附图说明
图1是本实用新型的潮流能水轮机壳体结构示意图；
图2是本实用新型的壳体安装于安装架体上的示意图；
图3是本实用新型图2的左侧视图；
图4是本实用新型的板状结构导流机构及其在扩散管上的安装示意图。
图中标记：1-收缩管、2-扩散管、3-转轮室、4-导流机构、5-安装架体、6-可调节机构、7-轮毂、8-叶片、9-旋转环。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型的潮流能水轮机壳体，其结构如图1所示（图1中示意有转轮），包括收缩管1和扩散管2，所述收缩管1的小径端和扩散管2的小径端通过转轮室3连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管2的外壁还设置有导流机构4。
如图1所示，收缩管1和扩散管2呈喇叭状或者锥型结构，收缩管1的小径端和扩散管2的小径端通过转轮室3整体，组成两端大中部小的结构，类似于常见沙漏的结构。转轮室3是壳体的转轮安装位置所在段，水流从收缩管1进入，从扩散管2流出，流动过程中与转轮室3内的转轮叶片相互作用，使得转轮转动，将水流能量转换为机械能。而收缩管1可以增大转轮进口动能，扩散管2能够减小出口动能，最终可以增大进出口流体可利用能量。
本实用新型中所述导流机构4为调节水轮机转向的部件，是可以利用潮流的流体能量为机组施加将机组导正的力的结构，从而使机组的轴向导正到潮流的流向上。任何流体上可行现有结构设计均可作为导流机构4的具体结构设计，如本实施中导流机构4采用的板状结构设计。当潮游水流方向发生改变而与转轮的旋转轴呈一定角度时，导流机构4也将会与水流方向呈一定攻角，在此作用下产生的合力相对于机组提供一个力矩，在该力矩的作用下，机组将具有向使导流机构4截面翼型攻角为零的方向运动的趋势和能力，即向转轮旋转轴与来流流向相平行或一致的趋势和能力，并促使其达到平衡最稳定状态。
进一步的，所述导流机构4截面为对称的NACA0008标准翼型，以提供较优的机组转向的力矩，如图4所示。
本实用新型中所述导流机构4设置于扩散管2的尾端，可位于其顶部或者底部，本实施例中具体的位于扩散管2尾端的顶部，如图1、图2和图3所示。
在本实用新型中，所述扩散管2的长度大于收缩管1的长度，这种结构能为机组提供较优的流场，以优化导流机构的调节性能和机组的流体能量利用率。
为了进一步的获得较好的潮流能利用效率，采用收缩管1的锥角大于扩散管2的锥角设计，具体到本实施例中，所述收缩管1的锥角为12°，而扩散管2的锥角为10°。
基于上述利用导流机构4为潮流能水轮机提供转轮旋转轴向来流流向调节的趋势和能力的设计，本实用新型还进一步包括用于实现机组调节的可调节机构4，所述可调节机构4用于壳体和安装架体5间配合连接，使得能在导流机构4提供的力矩作用下使机组的轴向可调整至潮流的流向上。安装架体5可设置于壳体的上方、下方或侧方位，可调节机构4的可调整能力包括二维上的可旋转能力，或者三维上的可旋转能力。在这样的设计中应使得导流机构4提供的力矩大于旋转过程受到的阻力力矩之和，可以通过调节导流机构4的尺寸规格以及在扩散管2上的位置来进行调节。
本实用新型中，安装架体5呈三角形结构设计，如图2和图3所示，具有较简单的结构和较高的稳定性。
本实施例中安装架体5设置于壳体的下方的海底，可调节机构4为可旋转的轴承结构设计，轴承一端与安装架体顶部连接，一端与壳体转轮室3的底部连接，使得水轮机能够在水平方向旋转，具有在导流机构4提供的力矩作用下进行机组轴向整至潮流流向上的能力，如图1和2所示。
本实施例中还包含一种潮流能水轮机，该潮流能水轮机采用了本实施例中的壳体，所述壳体的转轮室3内设置有转轮。
本实施例中，所述转轮包括设置于轮毂7圆周的叶片8，叶片8水轮机的能量转换部件，一端保持一定的攻角与轮毂7固定连接，叶片8的外端面与转轮室3内侧间隙配合，或者叶片8的外圆还可以设置旋转环9，旋转环9与叶片8端面固定连接，旋转环9外侧与转轮室3内侧间隙配合。
本实施例中，所述叶片8的截面为NACA0015标准翼型，所述叶片8的数量为10片，使得水轮机具有较高的能量利用效率。另外，所述轮毂7为纺锤体结构以优化转轮的受力和提高潮流能的利用效率。
采用上述结构的潮流能水轮机，其工作中具有如下特点：水流从收缩管进入，从扩散管流出，流动过程中与转轮叶片相互作用，使得转轮转动，将水流能量装换为机械能。而收缩管可以增大转轮进口动能，扩散管能够减小出口动能，最终可以增大进出口流体可利用能量。与此同时，导流机构在来流方向发生变化时将起到对机组的带动作用，而这种流体带动的作用力进而通过可调节机构使得机组发生偏航以适应来流。该技术方案的实施可以使得潮流能发电水轮机具有较简单的结构，同时提高能量利用率，获得良好的能量性能，并且具有自动调节适应来流的能力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.潮流能水轮机壳体，其特征中在于：包括收缩管（1）和扩散管（2），所述收缩管（1）的小径端和扩散管（2）的小径端通过转轮室（3）连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管（2）的外壁还设置有导流机构（4）。
2.如权利要求1所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：所述导流机构（4）呈板状结构。
3.如权利要求1所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：所述导流机构（4）截面为对称的NACA0008标准翼型。
4.如权利要求1所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：所述扩散管（2）的长度大于收缩管（1）的长度。
5.如权利要求1所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：所述收缩管（1）的锥角大于扩散管（2）的锥角。
6.如权利要求1所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：所述导流机构（4）设置于扩散管（2）尾端的顶部。
7.如权利要求1所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：还包括用于壳体和安装架体（5）间配合连接的可调节机构（6），使壳体的轴向可调整至潮流的流向上。
8.如权利要求7所述的潮流能水轮机壳体，其特征中在于：所述可调节机构（6）为轴承。
9.潮流能水轮机，其特征中在于：包含如权利要求1至8任一项所述的潮流能水轮机壳体，所述壳体的转轮室（3）内设置有转轮，所述转轮包括设置于轮毂（7）圆周的叶片（8），所述叶片（8）的截面为NACA0015标准翼型。
10.如权利要求9所述的潮流能水轮机，其特征中在于：所述叶片（8）的数量为10片。
CN201520739528.0U 2015-09-23 2015-09-23 潮流能水轮机壳体及其水轮机 Active CN205064167U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520739528.0U CN205064167U (zh) 2015-09-23 2015-09-23 潮流能水轮机壳体及其水轮机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520739528.0U CN205064167U (zh) 2015-09-23 2015-09-23 潮流能水轮机壳体及其水轮机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205064167U true CN205064167U (zh) 2016-03-02

Family

ID=55390733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520739528.0U Active CN205064167U (zh) 2015-09-23 2015-09-23 潮流能水轮机壳体及其水轮机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205064167U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107288804A (zh) * 2017-02-23 2017-10-24 杨鲁平 一种环境友好的水力发电装置
CN108050004A (zh) * 2017-12-21 2018-05-18 天津市凯达重型水电设备制造有限公司 恒压式水电站尾管
CN108775271A (zh) * 2018-05-24 2018-11-09 王学彦 一种潮汐水利发电海水过滤装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107288804A (zh) * 2017-02-23 2017-10-24 杨鲁平 一种环境友好的水力发电装置
CN108050004A (zh) * 2017-12-21 2018-05-18 天津市凯达重型水电设备制造有限公司 恒压式水电站尾管
CN108775271A (zh) * 2018-05-24 2018-11-09 王学彦 一种潮汐水利发电海水过滤装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103470434B (zh) 一种具有自调节功能的海流发电装置
CN101915199B (zh) 三轮高效伸缩折叠式横轴潮流能发电装置
CN103321825B (zh) 一种叶片姿势可变的潮流能获能水轮机
CN105649884A (zh) 海上风能与海洋潮流能联合发电平台
CN205064167U (zh) 潮流能水轮机壳体及其水轮机
CN103758688A (zh) 水平轴潮流能水轮机偏航调节装置
CN105909455A (zh) 一种带有悬浮导向固定装置的水力发电机
CN109441691B (zh) 一种尾水管带整流板混流式水轮机
CN104806435A (zh) 垂直轴波浪能发电装置
CN107339189B (zh) 一种水力发电装置
CN204610121U (zh) 一种直流双击式垂直轴水轮机
CN202140232U (zh) 水轮自动转桨及测试装置
CN110821744A (zh) 一种可伸缩浮式潮流能发电装置
CN203670079U (zh) 一种叶片伸缩式潮流能发电装置
CN201318245Y (zh) 低落差水轮机
CN206874424U (zh) 一种潮流能水平轴被动变偏角轮机
CN109185009A (zh) 一种无源自适应往返双向水流的叶轮装置
CN104295431A (zh) 多维流体发电系统
CN107893733A (zh) 一种潮流能获能水轮机
WO2019061840A1 (zh) 一种复合式多级潮流能发电的水轮机
CN102926912A (zh) 一种升力型垂直轴水轮机
CN107143456B (zh) 一种发电机构
CN110486218A (zh) 一种单点系泊形式的水平轴浮式潮流能发电装置
CN107630779B (zh) 一种螺旋转子发电管道装置
CN104564487B (zh) 一种直流双击式垂直轴水轮机

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant