本發(fā)明屬于潮汐發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國在供給側(cè)改革的持續(xù)推進，潮汐能這種清潔高效的能源越來越受到重視。根據(jù)以往經(jīng)驗在潮汐能發(fā)電中最為經(jīng)濟有效的發(fā)電方式是一庫雙向發(fā)電方式，即使用單一水庫在漲潮和落潮時候都能發(fā)電，最大限度的利用水能資源。而要使潮汐電站具備雙向發(fā)電的能力則必須滿足其轉(zhuǎn)輪和流道是經(jīng)過特別設(shè)計的。對于投資較大的潮汐電站，一般選用燈泡貫流式水輪機作為其主力機型，在傳統(tǒng)燈泡貫流式水輪機的基礎(chǔ)上對其轉(zhuǎn)輪葉片進行特殊設(shè)計，將葉片設(shè)計為S型葉片并在尾水管中通過設(shè)置后置導(dǎo)葉的方法使得機組在正反向工況都能獲得較理想的效率。但是燈泡貫流式機組也有其不足之處，其燈泡體完全浸沒在水中，這就對燈泡體內(nèi)部的發(fā)電機防潮措施提出了較高的要求，由于發(fā)電機主軸是臥式布置的，則其主軸所使用軸承也需要較高的設(shè)計和制造成本，這些對于投資較小的潮汐電站而言都是難以承受的。

因此為了能在將來大規(guī)模開發(fā)中小型的潮汐電站，設(shè)計新型雙向潮汐水輪機顯得尤為重要，新設(shè)計的機組不僅應(yīng)該像雙向燈泡貫流式機組一樣要能滿足雙向發(fā)電的要求，而且機組結(jié)構(gòu)也應(yīng)該盡可能簡單以減少投資成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置，解決了現(xiàn)有的潮汐電站投資成本較大、機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

本發(fā)明一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置所采用的技術(shù)方案是，包括通過水平的墻體a和墻體b、豎直的墻體c和墻體d相連接組成的水流通道，水流通道內(nèi)設(shè)置有豎直的葉輪主軸，葉輪主軸上套接葉輪，葉輪主軸一端與墻體a相連接，葉輪主軸另一端穿過墻體b且通過聯(lián)軸器連接發(fā)動機主軸,水流通道的橫截面呈“Z”狀，且包括相互平行的進水流道和出水流道，進水流道和出水流道之間設(shè)置有輪轉(zhuǎn)室，輪轉(zhuǎn)室的橫截面呈圓形。

本發(fā)明的特征還在于，

葉輪包括環(huán)狀的輪盤，沿輪盤的周向均勻分布有若干葉片。

墻體a、墻體b、墻體c和墻體d均通過混凝土澆筑而成。

進水流道和出水流道的寬度與輪轉(zhuǎn)室的半徑尺寸相同。

葉片的個數(shù)為3-9個。

葉片外形呈圓弧狀，且其開口端呈懸鏈線狀。

葉片的厚度尺寸為輪盤直徑的1-3％。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置通過將發(fā)電機主軸和葉輪主軸布置在水流通道的外部，無需考慮發(fā)電機的密封和防潮；采用了Z型的水流通道，流道平順，流動過程損失較小；Z型水流通道的進水流道寬度為輪盤半徑，進水流道無需設(shè)計為擴散流道，顯著減少電站的土石開挖量，運行維修方便；采用懸鏈型葉片，其加工和設(shè)計成本低，在正反工況下旋轉(zhuǎn)方向一致，無需針對雙向工況進行特殊設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，克服了現(xiàn)有的潮汐電站投資成本較大、機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，有很好的使用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置的剖視圖；

圖3是本發(fā)明一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置中葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.墻體a，2.墻體b，3.墻體c，4.墻體d，5.葉輪主軸，6.葉輪，7.聯(lián)軸器，8.發(fā)動機主軸，9.進水流道，10.出水流道，11.輪轉(zhuǎn)室，12.輪盤，13.葉片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明一種帶有懸鏈型葉片的潮汐發(fā)電裝置，如圖1和圖2所示，包括通過水平的墻體a1和墻體b2、豎直的墻體c3和墻體d4相連接組成的水流通道，水流通道內(nèi)設(shè)置有豎直的葉輪主軸5，葉輪主軸5上套接葉輪6，葉輪主軸5一端與墻體a1相連接，葉輪主軸5另一端穿過墻體b2且通過聯(lián)軸器7連接發(fā)動機主軸8；葉輪6與墻體a1之間留有一定的間隙保證葉輪轉(zhuǎn)動不受干涉，葉輪主軸5與墻體b2混凝土應(yīng)設(shè)置密封，防止水流從墻體b2上泄漏，發(fā)電機主軸8為立軸布置，發(fā)電機主軸8和發(fā)電機都布置在水流通道外，不存在發(fā)電機系統(tǒng)防水問題，立軸布置的發(fā)電機裝置使用普通軸承系統(tǒng)進行固定。

水流通道的橫截面呈“Z”狀，且包括相互平行的進水流道9和出水流道10，進水流道9和出水流道10之間設(shè)置有輪轉(zhuǎn)室11，輪轉(zhuǎn)室11的橫截面呈圓形。

如圖3所示，葉輪6包括環(huán)狀的輪盤12，沿輪盤12的周向均勻分布有若干葉片13，葉片13的個數(shù)為3-9個，葉片13外形呈圓弧狀，且其開口端呈懸鏈線狀，其加工和設(shè)計成本低，機組可在正反工況下運行，懸鏈型葉片是通過兩條偏置距離相等的懸鏈線旋轉(zhuǎn)而成，等高懸鏈線的標準方程為其中a為懸鏈線系數(shù)，對于不同參數(shù)的潮汐電站可通過修改懸鏈線系數(shù)a來設(shè)計適應(yīng)該電站的葉片翼型，葉片13的厚度尺寸為輪盤12直徑的1-3％。

墻體a1、墻體b2、墻體c3和墻體d4均通過混凝土澆筑而成。

進水流道9和出水流道10的寬度與輪轉(zhuǎn)室11的半徑尺寸相同，進出口流道無需設(shè)計為擴散流道，顯著減少電站的土石開挖量，運行維修方便。

本發(fā)明的工作過程：正向工況時，當海洋中的水流從進水流道9流入，水流通道的橫截面呈“Z”狀，水流與輪轉(zhuǎn)室11里的葉輪6接觸并推動葉片13順時針運動，進行能量交換后，水流從出水流道10流出，葉片13帶動葉輪主軸5、發(fā)電機主軸8運動，完成發(fā)電動作；反向工況時，當水流從出水流道10流入，然后與輪轉(zhuǎn)室11里的葉輪6接觸并推動葉片13順時針運動，進行能量交換后，水流從進水流道9流出，葉片13帶動葉輪主軸5、發(fā)電機主軸8運動，完成發(fā)電動作。

本發(fā)明通過將發(fā)電機主軸8和葉輪主軸5布置在水流通道的外部，無需考慮發(fā)電機的密封和防潮；采用了Z型的水流通道，流道平順，流動過程損失較?。籞型水流通道的進水流道寬度為輪盤12半徑，進水流道無需設(shè)計為擴散流道，顯著減少電站的土石開挖量，運行維修方便；采用懸鏈型葉片13，其加工和設(shè)計成本低，在正反工況下旋轉(zhuǎn)方向一致，無需針對雙向工況進行特殊設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，克服了現(xiàn)有的潮汐電站投資成本較大、機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，有很好的使用價值。