[发明专利]一种海洋潮流能水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用洋流的发电装置，特别涉及一种海洋潮流能水轮机。

背景技术

海洋中潮起潮落、洋流流动、波浪起伏都蕴含着巨大的能源，在能源日益紧张的今日，海洋能源是一个巨大的宝库，海洋潮汐能、波浪能清洁无污染，且潜能巨大，而目前人们对海洋能源的开发还只是沧海一粟。

传统的利用海洋潮流能发电的水轮机，需要保持水轮机叶轮半浮于水面，这样叶轮下部的叶片受到洋流冲击转动进行发电，这样的结构对水轮机的布置要求高，无论是船用还是海基平台用，都很难进行布置。如中国专利局2012年10月31日公开的CN102758719A号专利申请文件，名称为潮汐发电装置，该装置利用漂浮于海面的两个叶轮装置，分别由正向和反向的潮汐流推动，带动发电机发电。该装置需要在水面漂浮，对于船舶和海基平台来说，难以确定安装高度，或者需要很复杂的调节装置，以适应入水深度要求；再者，该装置叶轮方向固定，在岸边使用有相对稳定的潮汐方向，问题不明显，但是在船舶上使用，船舶与洋流的相对角度时刻变化，叶片角度无法适应洋流方向的变化。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的海面叶轮发电的水轮机叶轮高度要求高的问题，提供一种海洋潮流能水轮机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海洋潮流能水轮机，包括发电机，发电机连接有浸入海水中的叶轮，所述叶轮表面均匀开设有若干V形槽，V形槽沿轴向延伸，V形槽内设有可摆动扣合/展开的叶片，叶片的摆动轴沿V形槽的槽底设置，V形槽的两侧壁分别为扣合面和展开面，展开面与叶轮径向的夹角小于扣合面与叶轮径向的夹角，叶轮贴靠扣合面时，叶片外端与叶轮中心的径向距离最小，叶轮贴合展开面时，叶片外端与叶轮中心的径向距离最大。将叶轮完全放入海水中，叶轮顺着洋流方向一侧的叶片被洋流推动贴合到V形槽展开面呈展开状态，承受洋流的推力；而逆着洋流方向一侧的叶片则被洋流反向推动贴靠到V形槽扣合面上，不对洋流形成阻挡，在叶轮转动的过程中，叶片根据洋流方向不断展开、扣合，驱动叶轮转动。本装置无论洋流方向如何改变，均能使叶轮朝一个方向转动，进行发电。

作为优选，以叶轮中心与V形槽槽底连线为基准线，V形槽扣合面和展开面位于基准线的同一侧面。叶片展开时和扣合时均位于基准线同一侧，没有越过径向临界点，使扣合和展开状态变换时冲击小，损失的能量也小。同时，叶轮展开状态的工作面与叶轮切线夹角小于90度，起到聚流作用，充分利用水流冲击力。

作为优选，所述叶片贴合扣合面时，叶片的外端突出于叶轮的外轮廓线之外。叶片外端在扣合时略为突出叶轮表面，使叶片转动到顺流方向时，能借助洋流推动迅速展开。

作为优选，所述叶片为弧形，叶片内弧面朝向扣合面，扣合面为凸起外弧面，所述扣合面的弧面半径小于叶片的弧面半径。使叶片扣合状态时不会与扣合面完全贴合造成展开阻力过大。

作为优选，所述展开面的表面与叶片对应位置的表面形状适配。展开状态的叶片所受压力较大，因此展开面设计为与叶片适配的平面或者弧度相同的弧面，形成大面积的稳定支撑。

作为优选，所述叶片的根部与展开面贴合的位置开设有排水孔。在叶片展开到扣合转换过程中，V形槽中的水可以从排水孔流出，避免形成过大的阻力

作为优选，所述叶片为中部折弯的V形叶片，弯折线与摆动轴垂直，叶片从根部到端部V形弯折程度逐渐加大。V形叶片形成聚流作用，最先限度利用水流冲力。

作为优选，所述发电机和叶轮之间通过单向传动的棘轮连接，所述发电机的另一侧还连接有飞轮。洋流变化不定，在叶轮转速小于飞轮转速时，棘轮脱开，飞轮利用惯性带动发电机发电，当飞轮转速下降到叶轮转速时，棘轮又重新连接传动。

作为优选，还包括机油泵，机油泵通过单独的叶轮驱动，机油泵叶轮与发电机叶轮结构相同，所述机油泵为发电机泵送机油，发电机的机油回流至机油泵的油箱形成机油回路。利用洋流驱动同时驱动机油回路，代替电泵，节约电力。

本发明采用受洋流驱动展开和扣合的叶片，使水轮机的叶轮能适应任何方向的洋流进行发电。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图。

图2是本发明叶轮结构示意图。

图3是本发明叶片正面结构图。

图4是本发明图3中叶片A、B、C位置的弯折程度对比图。

图中：1.飞轮，2.发电机，3.棘轮，4.叶轮，5.叶片，6.展开面，7.扣合面，8.摆动轴，9.排水孔，10.机油泵。

具体实施方式