一種潮流能發(fā)電水輪的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及流體機械發(fā)電【技術領域】，具體涉及一種潮流能發(fā)電水輪機，包括引水管，所述引水管內(nèi)設置有葉輪，所述葉輪包括有輪轂和均布在所述輪轂上的葉片，所述輪轂沿其中心軸線布置有傳動軸，所述引水管包括有葉輪配合部和收縮管，所述葉輪配合部與所述葉輪間隙配合，所述收縮管朝所述葉輪配合部逐漸收縮，并與所述葉輪配合部的一端部連接。本實用新型的潮流能發(fā)電水輪機，在引水管內(nèi)設置葉輪，在葉輪的輪轂上設置傳動軸，在傳動軸的另一端布置發(fā)電機，將發(fā)電機布置在水輪機的外部，設備工作時，發(fā)電機外圍的水流較為平穩(wěn)，降低了發(fā)電機的密封性要求，同時也使得水輪機內(nèi)部的結構簡單，便于安裝和維修。
【專利說明】一種潮流能發(fā)電水輪機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及流體機械發(fā)電【技術領域】，具體涉及一種潮流能發(fā)電水輪機。
【背景技術】
[0002]我國能源利用結構中的兩大支柱:一是以燃煤為主的火力發(fā)電；二是大中型水力發(fā)電。而新能源的利用不僅效率較低而且在能源結構中所占的比例很小。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國能源利用的一些矛盾開始凸顯，如能源總量不足、能源結構簡單，以及能源分布在地域上的極度不平衡等。哥本哈根會議，對中國的能源消費提出了更嚴格的要求，必須減少化石能源的消費。為應對全球氣候變暖切實履行我們做出的莊嚴承諾，積極開發(fā)和利用各種可再生能源，逐步改善我國能源結構和能源的地域分布、促進國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。
[0003]我國已經(jīng)利用的可再生能源主要有水能、風能、太陽能、地熱能和生物質(zhì)能等。其中水能的開發(fā)處于最成熟的位置，尤其是長江三峽、龍灘、溪洛渡、向家壩等巨型電站陸續(xù)的建成發(fā)電，截至2010年，我國水電裝機達到2億千瓦，中國發(fā)電裝機容量達到9.6億千瓦，水電裝機達到總裝機容量的20.8%，大大緩解了我國能源利用的緊張狀態(tài)。但我國極大部分的水電資源分布在欠發(fā)達的西部地區(qū)，而在經(jīng)濟發(fā)達的東部地區(qū)和東南沿海，水能資源蘊藏量很少。而且，常規(guī)的水能開發(fā)會帶來大規(guī)模的土建工程、淹沒大量農(nóng)田、造成大量移民、破壞生態(tài)環(huán)境等綜合問題，使得水能綜合利用的成本較高。同時，東南沿海等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)又是主要的能源消耗地。因此，如何充分利用東南沿海地區(qū)豐富的海洋資源優(yōu)勢，開發(fā)綜合利用成本較低的可再生能源，是我國工程技術界面臨的重要課題。所以《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要2006-2020》，將開發(fā)海洋能源作為重大戰(zhàn)略規(guī)劃。
[0004]面對日益嚴重的能源危機，世界各國都開展了潮流能發(fā)電的研究和建設工作。因此開發(fā)適合潮流能特點的潮流水輪發(fā)電機，對于開發(fā)利用海洋資源提高我國的能源總量，豐富我國的能源結構都是大有裨益的。
[0005]潮流能發(fā)電水輪機能夠?qū)⒂珊Ｑ蠡蚝恿魉娴淖匀簧翟斐傻乃鲃幽?，或者因為太陽能輸入不均而形成海水流動所致的海水流動動能轉化為電能。因此，潮流發(fā)電水輪機作為一種利用海洋資源的裝置，具有重要的研究開發(fā)意義。然而，由于發(fā)展的歷史很短，潮流發(fā)電在基礎研究和工業(yè)運行等方面尤其在能量轉換裝置的研究上，國際上尚未有大規(guī)模開發(fā)的技術。
[0006]但是，目前的潮流能發(fā)電水輪機能量轉換效率低，單機發(fā)電功率也很低，所以還沒有大規(guī)模的被運用。
[0007]另外，目前潮流能發(fā)電水輪機的發(fā)電機位于水輪機的輪轂內(nèi)，在水輪機工作時，需要對發(fā)電機進行良好的密封，否則發(fā)電機容易被海水侵蝕即導致設備損壞，無法正常工作。并且由于發(fā)電機放置在輪轂內(nèi)，導致輪轂內(nèi)部結構異常復雜。同時槳葉的調(diào)節(jié)裝置如果也安裝在輪轂內(nèi)，必然導致輪轂內(nèi)部結構更加復雜，很難安裝；如果不安裝調(diào)節(jié)裝置，機組對變工況運行適應性很差。所以這種發(fā)電機內(nèi)置的結構，使得發(fā)電機的安裝和維修都非常困難，而且水輪機內(nèi)部的清理也非常麻煩。
[0008]所以，目前亟需一種能量轉換率高、單機發(fā)電功率高、發(fā)電機的密封容易，并且結構簡單，方便安裝和維修的潮流能發(fā)電水輪機。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有水輪機存在的上述不足，提供一種能量轉換率高、結構簡單、發(fā)電機的密封容易，并且結構簡單，方便安裝和維修的潮流能發(fā)電水輪機。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0011]一種潮流能發(fā)電水輪機，包括引水管，所述引水管內(nèi)設置有葉輪，所述葉輪包括有輪轂和均布在所述輪轂上的葉片，所述輪轂沿其中心軸線布置有傳動軸。在引水管內(nèi)設置葉輪，在葉輪的輪轂上設置傳動軸，在傳動軸的另一端布置發(fā)電機，將發(fā)電機布置在水輪機的外部，降低了發(fā)電機的密封性要求，同時也使得水輪機內(nèi)部的結構簡單，便于安裝和維修。
[0012]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述引水管包括有葉輪配合部和收縮管，所述葉輪配合部與所述葉輪間隙配合，所述收縮管朝所述葉輪配合部逐漸收縮，并與所述葉輪配合部的一端部連接。水流從收縮管較大的一端進入，流動過程中與葉輪的葉片相互作用，將水流能量裝換為機械能，傳動軸帶動外置的發(fā)電機轉動而發(fā)電，而收縮管呈一端大一端小的形狀，水流從收縮管的大端進入，從收縮管的小端流出，增大了葉輪進口動能，最終增大了引水管內(nèi)流體可利用能量，從而提高了水輪機的能量利用率。
[0013]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述引水管還包括有擴散管，所述擴散管與所述葉輪配合部的另一端部連接，并背離所述葉輪配合部逐漸擴大。由于擴散管背離葉輪配合部逐漸擴大，從而減小了水流流出引水管時的動能，從而進一步增大引水管內(nèi)流體的可利用能量，并且在設置了擴散管后，引水管呈兩端向中部逐漸縮小收攏的形狀，所以無論是水流從收縮管流進還是從擴散管流進，都能夠帶動葉輪轉動進而帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了雙向來流發(fā)電，并且都能夠具有良好的能量利用率。
[0014]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述輪轂為沿著軸向兩端細，中間粗的紡錘形輪轂。將輪轂設置為兩端細，中間粗的紡錘形，減小了輪轂對水流的阻力，進一步提高了水輪機的能量利用率。
[0015]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述葉片為十個葉片。通過實驗得到，當十個葉片布置在輪轂上時，能夠具有良好的能量利用率。
[0016]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述葉片截面為NACA0015標準翼型。通過實驗得至IJ，當葉片選擇截面為NACA0015標準翼型葉片時，能夠具有良好的能量利用率。
[0017]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0018]1、將發(fā)電機布置在水輪機的外部，降低了發(fā)電機的密封性要求，同時也使得水輪機內(nèi)部的結構簡單，便于安裝和維修；
[0019]2、可以實現(xiàn)雙向來流發(fā)電；
[0020]3、引水管由收縮管、葉輪安裝部和擴散管組成，提高了水輪機的能量利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型的剖視圖；
[0023]圖3為本實用新型的引水管和傳動軸的結構示意圖；
[0024]圖中標記:1-引水管，2-葉輪，3-輪轂，4-葉片，5-傳動軸，11 -葉輪配合部，12_收縮管，13-擴散管。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0026]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]如圖1-3所示的一種潮流能發(fā)電水輪機，包括引水管1，所述引水管I內(nèi)設置有葉輪2，所述葉輪2包括有輪轂3和均布在所述輪轂3上的葉片4，所述輪轂3沿其中心軸線布置有傳動軸5。在引水管I內(nèi)設置葉輪2，在葉輪2的輪轂3上設置傳動軸5，在傳動軸5的另一端布置發(fā)電機，將發(fā)電機布置在水輪機的外部，降低了發(fā)電機的密封性要求，同時也使得水輪機內(nèi)部的結構簡單，便于安裝和維修。
[0028]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述引水管I包括有葉輪配合部11和收縮管12，所述葉輪配合部11與所述葉輪2間隙配合，所述收縮管12朝所述葉輪配合部11逐漸收縮，并與所述葉輪配合部11的一端部連接。水流從收縮管12較大的一端進入，流動過程中與葉輪2的葉片4相互作用，葉片4帶動的輪轂3轉動，將水流能量裝換為機械能，傳動軸5帶動外置的發(fā)電機轉動而發(fā)電，而收縮管12呈一端大一端小的形狀，水流從收縮管12的大端進入，從收縮管12的小端流出，增大了葉輪2進口動能，最終增大了引水管I內(nèi)流體可利用能量，從而提高了水輪機的能量利用率。
[0029]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述引水管I還包括有擴散管13，所述擴散管13與所述葉輪配合部11的另一端部連接，所述擴散管13背離所述葉輪配合部11逐漸擴大。由于擴散管13背離葉輪配合部11逐漸擴大，從而減小了水流流出引水管I時的動能，從而進一步的增大引水管I內(nèi)流體的可利用能量，并且在設置了擴散管13后，引水管I呈兩端向中部逐漸縮小收攏的形狀，所以無論是水流從收縮管12流進還是從擴散管13流進，都能夠帶動葉輪2轉動進而帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了雙向來流發(fā)電，并且都能夠具有良好的能量利用率。
[0030]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述輪轂3為沿著軸向兩端細，中間粗的紡錘形輪轂3。將輪轂3設置為兩端細，中間粗的紡錘形，減小了輪轂3對水流的阻力，進一步提高了水輪機的能量利用率。
[0031]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述葉片4為十個葉片4。通過實驗得到，當十個葉片4布置在輪轂3上時，能夠具有良好的能量利用率。
[0032]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述葉片4截面為NACA0015標準翼型。通過實驗得至IJ，當葉片4選擇截面為NACA0015標準翼型葉片4時，能夠具有良好的能量利用率。
[0033]凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種潮流能發(fā)電水輪機，包括引水管，所述引水管內(nèi)設置有葉輪，其特征在于，所述葉輪包括有輪轂和均布在所述輪轂上的葉片，所述輪轂沿其中心軸線布置有傳動軸，所述引水管包括有葉輪配合部和收縮管，所述葉輪配合部與所述葉輪間隙配合，所述收縮管朝所述葉輪配合部逐漸收縮，并與所述葉輪配合部的一端部連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的潮流能發(fā)電水輪機，其特征在于，所述引水管還包括有擴散管，所述擴散管與所述葉輪配合部的另一端部連接，并背離所述葉輪配合部逐漸擴大。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的潮流能發(fā)電水輪機，其特征在于，所述輪轂為沿著軸向兩端細，中間粗的紡錘形輪轂。
4.根據(jù)權利要求3所述的潮流能發(fā)電水輪機，所述葉片為十個葉片。
5.根據(jù)權利要求4所述的潮流能發(fā)電水輪機，其特征在于，所述葉片截面為NACA0015標準翼型。
【文檔編號】F03B13/26GK203441673SQ201320446436
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權日:2013年7月25日
【發(fā)明者】劉德民, 程宦, 袁玲麗, 趙永智 申請人:東方電氣集團東方電機有限公司