[发明专利]一种可移动式水平轴潮流能水轮机增能装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种可移动式水平轴潮流能水轮机增能装置及控制方法，该装置包括导流板和基座；基座包括箱体和设置在箱体上的第一水泵、第二水泵，第一水泵的进水口位于箱体外，出水口与箱体的腔体相连通；第二水泵的出水口位于箱体外，进水口与箱体的腔体相连通；导流板竖直设置在移动基座的箱体上，导流板上开设有若干空洞；箱体中设置有水位传感器，导流板的顶部设置有流速传感器。通过将水轮机设置在高速流动区，输出功率得到提升。设置了第一水泵、第二水泵，实现增能装置的下潜或上浮，尽可能使处于高速流动区的水轮机的一直保证高效转动，实现输出功率高且稳定的目的。

技术领域

本发明属于流体机械设备技术领域，具体涉及一种可移动式水平轴潮流能水轮机增能装置及控制方法。

背景技术

潮流能作为海洋能的一种，蕴藏量大，通过将水轮机设置在海洋中，水轮机在潮流的冲击作用下叶轮高速旋转，再通过传动机构带动发电机发电，最终实现潮流能的动能向电能的转化。对于潮流能水轮机的研究大多借鉴风机的研究，而两者的适用范围和运行条件存在较大不同，特别是水和空气之间的密度、粘性、可压缩性有着显著差异，故十分有必要对潮流能水轮机进行模型实验，为以后潮流能水轮机的广泛应用打下实验基础。

现有技术中采用较多的是水平轴和垂直轴水轮机。水平轴式潮流能水轮机因其安装维修简单、技术相对成熟、效率高的特点，在潮流能开发利用中，被广泛采用。但水平轴水轮机获能效率较低，一般只有40％左右，因为在潮涨潮落的过程中，不同深度处海水的流速会发生变化，且海水的方向也会变化，因此需要设计一中增能装置以提高水平轴水轮的发电效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可移动式水平轴潮流能水轮机增能装置及控制方法，解决现有技术中但水平轴水轮机获能效率较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种可移动式水平轴潮流能水轮机增能装置，包括导流板和基座；

所述基座包括箱体和设置在箱体上的第一水泵、第二水泵，箱体为密封结构，第一水泵的进水口位于箱体外，出水口与箱体的腔体相连通；第二水泵的出水口位于箱体外，进水口与箱体的腔体相连通；导流板竖直设置在移动基座的箱体上，导流板上开设有若干空洞；

所述箱体中设置有水位传感器，导流板的顶部设置有流速传感器；

所述第一水泵、第二水泵、水位传感器和流速传感器均与控制器电连接，所述控制器安装于密封盒中，并固定在基座上。

在本发明中，通过设置导流板，则水体流到导流板前方时，受导流板的阻塞效应,部分流体会向导流板四周汇聚,特别地,在导流板后上方形成局部高速流动区,根据能量守恒影响,导流板正后方则会形成低速尾流区。本发明中通过将水轮机设置在高速流动区，则水轮机叶片受到高速流体冲击后高速旋转，使得输出功率得到提升。同时由于靠近水轮机叶轮区下半部分的水体流速得到了提高,从而降低了水轮机叶轮区迎风面的平均剪切力,一定程度上降低了来流的湍流强度,降低了水轮机叶片受力的不均匀性,提高了使用寿命。

海洋潮流不同深度处流速也不同，特别在潮涨潮落的过程中，同一深度处海水的流速也会发生变化，这样导致水轮机的转速不稳定、输出功率不稳定。为了保证水轮机的输出功率稳定，本发明设计了可上下移动的导流装置，当检测到导流板当前位置处的流速发生变化时，控制器控制第一水泵或/和第二水泵进行工作，向箱体中注水，或抽出箱体中的海水，实现整个增能装置的下潜或上浮，从而改变导流板的位置，进而改变高速流动区海水的流速，尽可能使处于高速流动区的水轮机的一直保证高效转动，实现输出功率高且稳定的目的。

进一步改进，所述基座上安装有舵机，舵机的转轴于尾舵连接，舵机与控制器电连接；所述基座上通过轴承转动设置有测向板，测向板竖直设置，测向板上设置有角度传感器，角度传感器与控制器电连接。