一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103573531103573531A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201310496522.0(22)申请日2013.10.21(71)申请人河海大学地址210098江苏省南京市江宁区佛城西路8号(72)发明人钟淋涓陈会向沈萍菲周大庆郑源(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人张惠忠(51)Int.Cl.F03B3/12(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图5页附图5页(54)发明名称一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮(57)摘要一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，包括安装在叶轮室内的转轴和轮毂以及安装固定在轮毂上数量为5~7个的“S”型叶片；叶轮室两侧分别为进水侧和出水侧；正向发电时，水流经过导流罩从进水侧沿轴向流向出水侧，反向发电时，水流则是通过出水侧轴向流向进水侧。所述轮毂采用球面形，所述“S”型叶片为从叶片根部到叶轮外缘不等厚度、不等弦长的“S”翼型组成，其中每个“S”翼型左右两侧中心对称，并且左右两侧翼型的翼弦共线；采用这种“S”型叶片的双向叶轮不仅结构简单，加工制造简易，经济成本低，而且在双向流动的海流下，能够高效地转化海流动能，从而有效地利用海流动能，提高水能利用率。CN103573531ACN10357ACN103573531A权利要求书1/2页1.一种海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于包括安装在叶轮室（1）内的转轴（2）和轮毂（3）以及安装固定在轮毂（3）上数量为5～7个的“S”型叶片（4）；叶轮室（1）两侧分别为进水侧（5）和出水侧（6）；正向发电时，水流经过导流罩从进水侧（5）沿轴向流向出水侧（6），反向发电时，水流则是通过出水侧（6）轴向流向进水侧（5）。2.根据权利要求1所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述叶轮室的直径为D1，叶轮室长度L1与叶轮直径D1的比值为0.132～0.142。3.根据权利要求1所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述转轴直径d0与叶轮室直径D1的比值为0.121～0.125，水流以一定的初始流速流入叶轮室（1），使“S”型叶片（4）旋转，进而转轴（2）以一定的转速旋转带动发电机转子旋转发电。4.根据权利要求1所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述轮毂（3）为一球面，轮毂比即轮毂（3）直径dh与叶轮直径D1的比值为0.215～0.223，轮毂长度L2与叶轮直径D1的比值为0.088～0.098。5.根据权利要求1所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述“S”型叶片（4）翼型左右两侧中心对称且两侧翼型的翼弦共线，叶片整体呈一定扭曲状，叶片数为5～7个；叶轮最外缘，即直径为D1的圆柱面所截圆柱面的轮缘侧叶栅稠密度为0.240～0.246，以0.6倍叶轮室直径D1为直径的圆柱面所截圆柱面的轮缘侧叶栅稠密度为0.353～0.359，以轮毂（3），即直径为dh的圆柱面所截圆柱面的轮缘侧叶栅稠密度为0.871～0.877。6.根据权利要求5所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述“S”型叶片（4）轮缘外侧即叶轮室直径D1处翼型弦长c1与叶轮室直径D1的比值为0.124～0.130，该翼型最大厚度d1与翼型弦长c1的比值为0.060～0.066，该翼型最大厚度点到前缘的距离Xd1与翼型弦长c1的比值为0.342～0.358，该翼型最大弯度f1与翼型弦长c1的比值为0.031～0.037，该翼型最大弯度点至前缘的距离Xf1与翼型弦长c1的比值为0.223～0.229。7.根据权利要求5所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述“S”型叶片（4）在0.6倍叶轮室直径D1处翼型弦长c2与叶轮室直径D1的比值为0.109～0.115，该翼型最大厚度d2与翼型弦长c2的比值为0.079～0.085，该翼型最大厚度点到前缘的距离Xd2与翼型弦长c2的比值为0.348～0.354，该翼型最大弯度f2与翼型弦长c2的比值为0.031～0.037，该翼型最大弯度点至前缘的距离Xf2与翼型弦长c22CN103573531A权利要求书2/2页的比值为0.221～0.227。8.根据权利要求5所述的海流能发电具有导流罩的水轮机双向叶轮，其特征在于：所述“S”型叶片（4）在轮毂（3）处，即直径为dh处翼型弦长c3与叶轮室直径D1的比值为0.094～0.100，该翼型最大厚度d3与翼型弦长c3的比值为0.114～0.120，该翼型最大厚度点到前缘的距离Xd3与翼型弦长c3的比值为0.350～0.