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CN101798983B - 自变距双向流海流电站专用透平 - Google Patents

自变距双向流海流电站专用透平 Download PDF

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陈健梅
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Abstract

本发明属于可再生能源领域，具体涉及一种自变距双向流海流电站专用透平。本发明采用对称翼型(NACA0012)的大实度叶片，叶片根部带有自变距水动力补偿小翼，叶片根部设有限位控制系统，使叶片可以调整角度，海流改变方向时，叶片由水动力补偿小翼产生偏转力矩，使叶片改变桨距，并由叶根限位控制器限制角度°，保持最佳攻角，具有最高的转换效率，在反向来流时叶片旋转方向仍不改变，整个发电装置免去了调向控制装置，避免了输电电缆缠绕。采用的材料可有效抵御海水腐蚀。本发明结构简单，工作可靠，具有抗海水涌动破坏特性，可在海水环境中长时间、持续稳定工作。

Description

自变距双向流海流电站专用透平
技术领域
本发明属于可再生能源领域，具体涉及一种自变距双向流海流电站专用透平。
背景技术
目前，国际性的能源危机和持续环境恶化使各国纷纷加大对新兴可再生能源的开发力度，海洋能源特别是海流能具有其他海洋能不可比拟的可持续性、规律性和可预见性，最具商业前景。国际上英、美两国水平轴海流能发电技术发展较快，已经进入兆瓦级海流电站示范阶段，但技术并不成熟。近年来国内海流发电技术也在迅猛发展，目前已与国际上差距不大。现今海流发电站调向机构大都采用叶轮整体偏转对向海流，在调向过程中电能的输出面临电缆缠绕的技术难题。海流发电机依靠尾舵调向是最常见的办法，但系统在海水腐蚀下难以做到长时间持续工作，同时在调向过程中由于海水的瞬时涌动也会对透平产生致命破坏。
发明内容
本发明的目的是解决传统叶轮透平易招受破坏、传统海流发电机自调向系统易招受海水腐蚀的问题，同时解决调向过程中由于电机旋转造成输电电缆扭曲形成的电缆缠绕问题，提供一种自变距双向流海流电站专用透平，以保证海流发电机长时间、持续稳定工作。
本发明技术方案如下：
采用对称翼型(NACA0012)的大实度叶片，叶片根部带有自变距水动力补偿小翼，叶片与轮毂连接处设有限位控制系统，使叶片可以在±14°内调整角度，以迎合来流方向。当来流改变方向的时候，叶片由水动力补偿小翼产生偏转力矩，使叶片改变桨距，并由叶根限位控制器限制在14°，此时叶片处于最佳攻角，因而具有最高的转换效率，在反向来流的同时叶片旋转方向仍不改变，这使得整个发电装置免去了转向调整动作，因而省去了输电滑环、调向控制装置，并且避免了输电电缆产生缠绕。
叶片采用浮力泡沫填充，力求具有最大的浮力，以减轻电机主轴径向力产生的摩擦损失。叶片底部为旋转轴，可在±14°内自由旋转，旋转轴由敷钛的不锈钢管组成。轮毂由耐腐蚀钛合金制成，叶片由玻璃钢外涂聚氨酯制成，可有效抵御海水腐蚀。主轴直接安装在发电机转子铁芯上。
本发明整个变距装置结构简单，工作可靠，变距过程无需额外能量，无须调向即可适应双向往返海流能发电，同时具有抗海水涌动破坏特性，故可在海水环境中长时间、持续稳定工作。
附图说明
附图1为自变距双向流海流电站专用透平结构示意图；
附图2为自变距双向流海流电站专用透平俯视示意图。
图中：大实度浮力叶片部分1、补偿小翼2、轮毂主轴3、限位控制器4、叶片转轴5、轮毂6、安装孔7、凹槽8。
具体实施方式
大实度浮力叶片部分1为矩形，横截面为流线型，根部展弦增加形成自变距水动力补偿小翼2，大实度浮力叶片底部为圆柱型叶片转轴5，叶片转轴5上端设有凸状限位控制器4。大实度浮力叶片一组两片，为对称翼型(NACA0012)。轮毂6左右对称设有两个圆柱形贯通安装孔7，分别在左、右安装孔7上端、下端的右、左侧面设有凹槽8。圆柱形叶片转轴5通过聚合物水润滑轴承插装在安装孔7内，可在安装孔7内自由旋转，限位控制器4嵌装在凹槽8内，可绕叶片转轴5旋转正负14度，即叶片转轴5旋转角度为正负14度。从而限定了大实度浮力叶片部分1平面的旋转角度。轮毂6通过轮毂主轴3与发电机转子连接。按图1正视，叶轮转动方向为逆时针方向，海流方向变化叶轮转动方向不变。具有抗海水瞬时涌动的作用。
叶片部分1采用浮力泡沫填充，力求具有最大的浮力，以减轻电机主轴径向力产生的摩擦损失，由玻璃钢外涂聚氨酯制成，可有效抵御海水腐蚀。叶片转轴5由敷钛的不锈钢管组成。轮毂6由耐腐蚀钛合金制成。

Claims (2)

1.自变距双向流海流电站专用透平，其特征是主要由大实度浮力叶片部分(1)、动力补偿小翼(2)、限位控制器(4)及轮毂(6)组成，大实度浮力叶片部分(1)横截面为流线型，根部展弦增加形成自变距水动力补偿小翼(2)，大实度浮力叶片底部为圆柱型叶片转轴(5)，叶片转轴(5)上端设有凸状限位控制器(4)，大实度浮力叶片一组两片，为对称翼型，轮毂(6)左右对称设有两个圆柱形贯通安装孔(7)，分别在左、右安装孔(7)上端、下端的右、左侧面设有凹槽(8)，圆柱形叶片转轴(5)插装在安装孔(7)内，限位控制器(4)嵌装在凹槽(8)内，限位控制器(4)及转轴(5)旋转角度为正负14度，轮毂(6)通过轮毂主轴(3)与发电机转子连接。
2.按照权利要求1所述的自变距双向流海流电站专用透平，其特征是叶片部分(1)采用浮力泡沫填充，由玻璃钢外涂聚氨酯制成，叶片转轴(5)由敷钛的不锈钢管组成，轮毂(6)由耐腐蚀钛合金制成。
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