專利名稱：自變距雙向流海流電站專用透平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可再生能源領(lǐng)域，具體涉及一種自變距雙向流海流電站專用透平。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)際性的能源危機(jī)和持續(xù)環(huán)境惡化使各國(guó)紛紛加大對(duì)新興可再生能源的開 發(fā)力度，海洋能源特別是海流能具有其他海洋能不可比擬的可持續(xù)性、規(guī)律性和可預(yù)見性， 最具商業(yè)前景。國(guó)際上英、美兩國(guó)水平軸海流能發(fā)電技術(shù)發(fā)展較快，已經(jīng)進(jìn)入兆瓦級(jí)海流電 站示范階段，但技術(shù)并不成熟。近年來國(guó)內(nèi)海流發(fā)電技術(shù)也在迅猛發(fā)展，目前已與國(guó)際上差 距不大。現(xiàn)今海流發(fā)電站調(diào)向機(jī)構(gòu)大都采用葉輪整體偏轉(zhuǎn)對(duì)向海流，在調(diào)向過程中電能的 輸出面臨電纜纏繞的技術(shù)難題。海流發(fā)電機(jī)依靠尾舵調(diào)向是最常見的辦法，但系統(tǒng)在海水 腐蝕下難以做到長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，同時(shí)在調(diào)向過程中由于海水的瞬時(shí)涌動(dòng)也會(huì)對(duì)透平產(chǎn)生 致命破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)葉輪透平易招受破壞、傳統(tǒng)海流發(fā)電機(jī)自調(diào)向系統(tǒng)易招 受海水腐蝕的問題，同時(shí)解決調(diào)向過程中由于電機(jī)旋轉(zhuǎn)造成輸電電纜扭曲形成的電纜纏繞 問題，提供一種自變距雙向流海流電站專用透平，以保證海流發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)穩(wěn)定工 作。本發(fā)明技術(shù)方案如下采用對(duì)稱翼型(NACA0012)的大實(shí)度葉片，葉片根部帶有自變距水動(dòng)力補(bǔ)償小翼， 葉片與輪轂連接處設(shè)有限位控制系統(tǒng)，使葉片可以在士 14°內(nèi)調(diào)整角度，以迎合來流方向。 當(dāng)來流改變方向的時(shí)候，葉片由水動(dòng)力補(bǔ)償小翼產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩，使葉片改變槳距，并由葉根 限位控制器限制在14°，此時(shí)葉片處于最佳攻角，因而具有最高的轉(zhuǎn)換效率，在反向來流的 同時(shí)葉片旋轉(zhuǎn)方向仍不改變，這使得整個(gè)發(fā)電裝置免去了轉(zhuǎn)向調(diào)整動(dòng)作，因而省去了輸電 滑環(huán)、調(diào)向控制裝置，并且避免了輸電電纜產(chǎn)生纏繞。葉片采用浮力泡沫填充，力求具有最大的浮力，以減輕電機(jī)主軸徑向力產(chǎn)生的摩 擦損失。葉片底部為旋轉(zhuǎn)軸，可在士 14°內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸由敷鈦的不銹鋼管組成。輪轂 由耐腐蝕鈦合金制成，葉片由玻璃鋼外涂聚氨酯制成，可有效抵御海水腐蝕。主軸直接安裝 在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯上。本發(fā)明整個(gè)變距裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，變距過程無需額外能量，無須調(diào)向即可 適應(yīng)雙向往返海流能發(fā)電，同時(shí)具有抗海水涌動(dòng)破壞特性，故可在海水環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù) 穩(wěn)定工作。


附圖1為自變距雙向流海流電站專用透平結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為自變距雙向流海流電站專用透平俯視示意圖。
圖中大實(shí)度浮力葉片部分1、補(bǔ)償小翼2、輪轂主軸3、限位控制器4、葉片轉(zhuǎn)軸5、 輪轂6、安裝孔7、凹槽8。
具體實(shí)施例方式大實(shí)度浮力葉片部分1為矩形，橫截面為流線型，根部展弦增加形成自變距水動(dòng) 力補(bǔ)償小翼2，大實(shí)度浮力葉片底部為圓柱型葉片轉(zhuǎn)軸5，葉片轉(zhuǎn)軸5上端設(shè)有凸?fàn)钕尬豢?制器4。大實(shí)度浮力葉片一組兩片，為對(duì)稱翼型(NACA0012)。輪轂6左右對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)圓 柱形貫通安裝孔7，分別在左、右安裝孔7上端、下端的右、左側(cè)面設(shè)有凹槽8。圓柱形葉片 轉(zhuǎn)軸5通過聚合物水潤(rùn)滑軸承插裝在安裝孔7內(nèi)，可在安裝孔7內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，限位控制器4 嵌裝在凹槽8內(nèi)，可繞葉片轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)正負(fù)14度，即葉片轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)角度為正負(fù)14度。從 而限定了大實(shí)度浮力葉片部分1平面的旋轉(zhuǎn)角度。輪轂6通過輪轂主軸3與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連 接。按圖1正視，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，海流方向變化葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變。具有抗海 水瞬時(shí)涌動(dòng)的作用。葉片部分1采用浮力泡沫填充，力求具有最大的浮力，以減輕電機(jī)主軸徑向力產(chǎn) 生的摩擦損失，由玻璃鋼外涂聚氨酯制成，可有效抵御海水腐蝕。葉片轉(zhuǎn)軸5由敷鈦的不銹 鋼管組成。輪轂6由耐腐蝕鈦合金制成。
權(quán)利要求
自變距雙向流海流電站專用透平，其特征是主要由大實(shí)度浮力葉片部分(1)、動(dòng)力補(bǔ)償小翼(2)、限位控制器(4)及輪轂(6)組成，大實(shí)度浮力葉片部分(1)橫截面為流線型，根部展弦增加形成自變距水動(dòng)力補(bǔ)償小翼(2)，大實(shí)度浮力葉片底部為圓柱型葉片轉(zhuǎn)軸(5)，葉片轉(zhuǎn)軸(5)上端設(shè)有凸?fàn)钕尬豢刂破?4)，大實(shí)度浮力葉片一組兩片，為對(duì)稱翼型，輪轂(6)左右對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)圓柱形貫通安裝孔(7)，分別在左、右安裝孔(7)上端、下端的右、左側(cè)面設(shè)有凹槽(8)，圓柱形葉片轉(zhuǎn)軸(5)插裝在安裝孔(7)內(nèi)，限位控制器(4)嵌裝在凹槽(8)內(nèi)，限位控制器(4)及轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)角度為正負(fù)14度，輪轂(6)通過輪轂主軸(3)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的自變距雙向流海流電站專用透平，其特征是葉片部分(1)采 用浮力泡沫填充，由玻璃鋼外涂聚氨酯制成，葉片轉(zhuǎn)軸(5)由敷鈦的不銹鋼管組成，輪轂(6)由耐腐蝕鈦合金制成。
全文摘要
本發(fā)明屬于可再生能源領(lǐng)域，具體涉及一種自變距雙向流海流電站專用透平。本發(fā)明采用對(duì)稱翼型(NACA0012)的大實(shí)度葉片，葉片根部帶有自變距水動(dòng)力補(bǔ)償小翼，葉片根部設(shè)有限位控制系統(tǒng)，使葉片可以調(diào)整角度，海流改變方向時(shí)，葉片由水動(dòng)力補(bǔ)償小翼產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩，使葉片改變槳距，并由葉根限位控制器限制角度°，保持最佳攻角，具有最高的轉(zhuǎn)換效率，在反向來流時(shí)葉片旋轉(zhuǎn)方向仍不改變，整個(gè)發(fā)電裝置免去了調(diào)向控制裝置，避免了輸電電纜纏繞。采用的材料可有效抵御海水腐蝕。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，具有抗海水涌動(dòng)破壞特性，可在海水環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)穩(wěn)定工作。
文檔編號(hào)F03B3/14GK101798983SQ201010128488
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者張蕭, 張雪明, 朱挽強(qiáng), 董永軍, 陳健梅 申請(qǐng)人:東北師范大學(xué)