[发明专利]一种导流型双轴薄膜摆动式水轮机

说明书

本发明公开了一种导流型双轴薄膜摆动式水轮机，采用导流罩、水轮机支架和薄膜叶片结构形成具有导流作用的水轮机结构，通过水轮机支架的两侧分别设置一个导流罩，在导流罩一侧设有矩形开口，使导流罩设有矩形开口一侧所在平面与两个转动支撑轴轴线所在平面夹角为锐角，导流罩的开口处设有导流叶片，利用导流罩上的导流叶片即导流罩设置位置，将进入水轮机支架的水流导流，加速流向迎水面的水流，同时降低了流向逆水面的水流，减少了阻力的产生，同时结合薄膜叶片结构，在顺水面和迎水面均能受到同向力矩，从而大大提升了整机的效率，本装置结构简单，利用导流罩能够提高流入水轮机支架中的水流流速，从而进行聚能传动，有效提高了水流传动的转化率。

技术领域

本发明属于海洋能发电技术领域，具体涉及一种导流型双轴薄膜摆动式水轮机。

背景技术

随着城市现代化以及工业化的飞速发展，能源早已成为影响经济和社会快速发展的重要因素。常用的传统能源如煤炭、石油、天然气等矿物燃料均无法短时间内再生，而且在消耗的同时还会对自然环境造成破坏。为了环境的可持续发展，研发新能源进行替代已迫在眉睫。

海洋能作为一种新型绿色可再生能源，主要包括潮汐能、潮流能和波浪能。我国拥有较长的海岸线以及辽阔的海域，海洋能储备丰厚，是世界上潮流能功率密度最大的地区之一，部分地区的平均功率密度在20kW/m2以上，开发环境和条件很好。虽然潮流能具有能量分布不均匀，稳定性差等问题，但经过不断努力和探索，部分潮流能设备已实现全比例尺寸海试。潮流能发电机根据捕能原理主要分为：水平轴式、垂直轴式以及振荡水翼式。其中垂直轴装置虽然相比于水平轴装置应用较少，但研发起步较早，而且垂直轴水轮机还具有不区分流向捕能，叶片结构简单，成本低易加工等优点。此外，垂直轴水轮机的发电和增速装置可置于水面上，可以降低密封要求，易于维修护理，发展潜力巨大。然而现有的垂直轴水轮机大多是以叶片的圆形旋转，将海流能转换成机械能，以现有的研究结果来看，功率主要的产生区域在于迎风面，但是圆形旋转的话迎风面占比较低，加之存在大量的截流面积产生阻力或不产生动力，导致了整体的低效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导流型双轴薄膜摆动式水轮机，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种导流型双轴薄膜摆动式水轮机，包括导流罩、水轮机支架和薄膜叶片结构，水轮机支架上设有两组轴承座，每组轴承座包括两个同轴间隔设置的轴承支座，同组的两个轴承支座之间设有一个转动支撑轴，每个转动支撑轴上设有两个传动轮，两个转动支撑轴上的四个传动轮通过两条传动带连接，两条传动带之间阵列固定有若干薄膜叶片结构；水轮机支架两端为弧形，水轮机支架两侧分别设有一个导流罩；导流罩一侧设有矩形开口，导流罩设有矩形开口一侧所在平面与两个转动支撑轴轴线所在平面夹角为锐角，导流罩的另一侧平面与水轮机支架端部弧面相切，导流罩的开口处设有导流叶片，导流叶片其中一端与导流罩上其中一个平行于转动支撑轴轴线的一个开口边固定，导流叶片另一端与导流罩上另一个平行于转动支撑轴轴线的另一个开口边固定，导流叶片的其余两边为敞口。

进一步的，导流罩包括导流框架，导流框架上设有平行设置的上导流板和下导流板，导流框架一侧设有两端分别与上导流板和下导流板一侧连接的侧导流板，导流框架的一端与水轮机支架的弧形端连接，导流框架上与侧导流板相对一侧设有导流叶片，导流叶片的一端与侧导流板的一端固定，导流叶片的另一端与连接水轮机支架一端的导流框架固定，导流叶片其余两侧边为敞口。

进一步的，导流罩设有矩形开口一侧所在平面与水轮机支架固定连接处位于传动带平行段。

进一步的，导流罩设有矩形开口一侧所在平面与两个转动支撑轴轴线所在平面夹角为60°-80°。

进一步的，薄膜叶片结构包括叶片轴和矩形叶片框架，矩形叶片框架上安装有内圈叶片，叶片轴固定于矩形叶片框架一侧，通过叶片轴将矩形叶片框架与传动带固定连接，内圈叶片的三边与矩形叶片框架的边框固定连接，其中与矩形叶片框架固定连接的两个边与连接叶片轴一侧的矩形叶片框架所在边相邻。