[实用新型]水轮机自动开合桨叶

说明书

技术领域

本发明涉及绿色能源发电设备技术领域，特别涉及一种水轮机自动开合桨叶。

背景技术

在能源消费量持续攀升和传统能源日趋紧缺的外部环境影响下，探寻与发展新能源已经成为大势所趋。海洋能是一种清洁、环保的可再生能源，我国是海洋大国，拥有300多万平方公里的海域、18000公里海岸线，海洋能资源丰富，开发前景可观。当前海洋能的主要利用形式就是发电。同时我国还有流域面积在1000平方公里的河流1500多条，因河水落差而形成的径流能也不可估量，受制于技术设备等各方面的原因，这些能源的开发利用率还很低。

本发明人于申请号为2014204172214的中国专利中，公开了一种可利用海水、河水和风力发电的多功能发电设备，能够将洋流能、潮汐能、径流能和水面上的风能转换为机械能，把机械能转换为电能，实现了水能的立体利用，在适宜的海域、河流，还可以水下水轮机发电，水上风力发电机发电，实现能源的综合利用，是一种全新的和理想的发电设备。但由于低速水轮机叶扇在逆水转动时阻力大，水能利用率低，影响了该设备的发电能力。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种结构简单合理，大幅减少逆水运行阻力的水轮机自动开合桨叶。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种水轮机自动开合桨叶，包括弧形叶扇、以及通过合理布局均匀安装在叶扇上的若干弧形叶片，所述叶扇安装在水轮机转轴上，其特征在于：所述两叶片中间位置的叶扇上固定有套环，所述套环内套置有升降杆，所述升降杆的底部安装有滑轮，水轮机下水槽的逆水侧铺设有若干以转轴为圆心的半圆形轨道，所述轨道为中部水平，两端向下的月牙型，叶片通过合页固定在叶扇上。

所述升降杆上沿叶扇的框架方向固定有横向连杆，所述横向连杆通过拉杆与扳手的一端连接，所述扳手的另一端与叶片固定连接，所述拉杆与横向连杆和扳手通过轴头活接连接，升降杆通过拉杆和扳手调节叶片的张合，当处于迎水区间时，在水的冲力和升降杆拉力的作用下，桨叶关闭；当处于逆水区间时，在水的冲力和升降杆力的作用下，桨叶张开。

所述每片叶扇上有m层叶片，m根横向连杆，m为大于等于1小于等于5的自然数，所述每层叶片的数量大于等于2，水平合理布局均匀排列在叶扇上。

为减少水的阻力，所述叶扇总面积的70%为透空状态，叶片的面积大于叶扇中部透空的面积，以便在吃水时，叶片可以依托在叶扇上。

所述各叶扇升降杆的数量与轨道的数量相同，每一升降杆对应一轨道，控制所有叶片的开合。

当来水方向做周期性变化时，如潮汐、涨潮、退潮时，下水槽可左右对称设置可升降的轨道，即迎水面、逆水面分别对称铺设可升降的轨道，当来水方向发生变化时，原先一侧升起的轨道下降，另一侧轨道升起，两轨道的斜坡过渡区间用可自动调控的多块液压支撑智能轨道。

为减轻桨叶逆水转动时的阻力，同时阻挡漂浮物对叶扇的磕绊缠绕，在桨叶的外侧，上、下水槽的边缘上连接有分水器，所述分水器是不完全的蜗壳状挡水板，在电机和齿轮的驱动下可绕水槽作前后移动，当水轮机正常工作时，分水器停在来水方向叶扇逆水运行一侧，用于分水和阻拦漂浮物；来流方向改变时，分水器移至来水方方向叶扇逆水转动一侧；在水轮机启动前或水轮机需要停机维护时，分水器停在桨叶吃水受力一侧，将来水拦住分流，中断动力来源,水轮机停止转动，可对水轮机起制动作用；水轮机准备工作时，分水器缓慢离开迎水受力区，移至桨叶逆水区间的一侧，防止桨叶、传动部件和发电机突然起动引起的阵颤，对设备起保护作用。

本发明的有益效果是：

1.本发明以水治水，减少水轮机逆水转动区间水的阻力，大大提高水能利用率和发电能力。叶片开启时，叶扇几乎呈全透空状态，同时分水器对来水阻拦分流,可使叶扇逆水转动时的阻力减少60%以上，发电能力大幅度提高。相对于压强大、转速快的大坝电站水轮机，洋流、潮流、径流流速慢，水轮机转速低，为宽体水轮机自动开合桨叶的设计和应用提供了可能，开创了低速水轮机高效利用水能的先例。

2.适应能力强，发电功率大。本设计可使多功能发电设备更好地利用洋流能、潮汐能，径流能发电，使设备在各种水域均能高效工作。由于采用自动开合桨叶，大大减少桨叶逆水转动时的阻力，可使水轮机做的足够宽、足够高，发电能力强，单部水轮机发电机组发电功率可达10000Kw左右，明显优于现行的利用自由水发电的设备。

3.本发明构思新颖、设计独特，非常实用，不仅在减轻水的阻力方面，而且在设备自我保护、便于维护方面，都设计的极尽周到，既先进，又实用。

附图说明