海洋波浪能水輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用海洋洋流的發(fā)電裝置，特別涉及一種海洋波浪能水輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋中潮起潮落、洋流流動、波浪起伏都蘊含著巨大的能源，在能源日益緊張的今日，海洋能源是一個巨大的寶庫，海洋潮汐能、波浪能清潔無污染，且潛能巨大，而目前人們對海洋能源的開發(fā)還只是滄海一粟。
[0003]目前針對海洋波浪能的利用，傳統(tǒng)思路是設(shè)置帶發(fā)電裝置的浮子，利用波浪的起伏驅(qū)動擺錘擺動，來驅(qū)動發(fā)電機工作。如中國專利局2013年7月17日公開的CN103206338A號專利申請文件，記載了一種波浪能發(fā)電裝置，該裝置就是利用浮子內(nèi)的擺錘隨波浪起伏而擺動，利用擺動帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動進行發(fā)電。波浪起伏可視為一種往復(fù)運動，擺錘擺動也是一種往復(fù)運動，往復(fù)運動在轉(zhuǎn)向的過程中需要消耗大量的能量，也就是說，大量的波浪能在擺錘往復(fù)運動過程中被轉(zhuǎn)向所消耗，而且，擺錘擺動-停止-轉(zhuǎn)向的過程中，發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化大，對機體壽命也有影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有波浪能發(fā)電大多采用擺動往復(fù)，效率低，對發(fā)電機損耗大的問題，提供一種利用葉輪保持一個方向轉(zhuǎn)動的海洋波浪能水輪機。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種海洋波浪能水輪機，包括浮動在海面上的浮體，浮體內(nèi)設(shè)有發(fā)電機，發(fā)電機連接有從側(cè)面水平伸出浮體的葉輪，所述葉輪表面均勻開設(shè)有若干V形槽，V形槽沿軸向延伸，V形槽內(nèi)設(shè)有可擺動扣合\展開的葉片，葉片的擺動軸沿V形槽的槽底設(shè)置，V形槽的兩側(cè)壁分別為扣合面和展開面，展開面與葉輪徑向的夾角小于扣合面與葉輪徑向的夾角，葉輪貼靠扣合面時，葉片外端與葉輪中心的徑向距離最小，葉輪貼合展開面時，葉片外端與葉輪中心的徑向距離最大。浮體在海面上浮動，葉輪從側(cè)面水平伸出，葉輪可以半露在水面以上，也可以在海水平面以下，葉輪旋轉(zhuǎn)過程中，一側(cè)為上升側(cè)，一側(cè)為下降側(cè)，受波浪和洋流驅(qū)動分為三種情況:1、波浪上升過程中，葉輪上升側(cè)的葉片被上升的波浪推動貼合到V形槽展開面呈展開狀態(tài)，承受波浪的浮力；而下降側(cè)的葉片則被上升的波浪反向推動貼靠到V形槽扣合面上，不對上升的波浪形成阻擋；2、波浪下降過程中，葉輪下降側(cè)的葉片被落下的波浪推動貼合到V形槽展開面呈展開狀態(tài)，承受波浪落下的重力；而上升側(cè)的葉片則被落下的波浪反向推動貼靠到V形槽扣合面上，不對落下的波浪形成阻擋；3、洋流的作用，如果葉輪半露在水面上，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動方向順著洋流方向，葉輪底側(cè)的葉片被洋流推動展開，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動方向逆著洋流方向，則葉輪底側(cè)的葉片被洋流推動扣合；如果葉輪完全沒入水面以下，則無論葉輪轉(zhuǎn)動方向如何，順著洋流方向的葉片被洋流推動展開，逆著洋流方向的葉片被洋流推動扣合。海面上波浪和洋流情況復(fù)雜，但是無論以上三種狀態(tài)如何結(jié)合，本裝置的葉輪總是保持一個旋轉(zhuǎn)方向，減少了轉(zhuǎn)向的能量損失和對機體的沖擊。
[0006]作為優(yōu)選，以葉輪中心與V形槽槽底連線為基準(zhǔn)線，V形槽扣合面和展開面位于基準(zhǔn)線的同一側(cè)面。葉片展開時和扣合時均位于基準(zhǔn)線同一側(cè)，沒有越過徑向臨界點，使扣合和展開狀態(tài)變換時沖擊小，損失的能量也小。同時，葉輪展開狀態(tài)的工作面與葉輪切線夾角小于90度，起到聚流作用，充分利用水流沖擊力。
[0007]作為優(yōu)選，所述葉片貼合扣合面時，葉片的外端突出于葉輪的外輪廓線之外。葉片外端在扣合時略為突出葉輪表面，使葉片轉(zhuǎn)動到順流方向時，能借助海水推動迅速展開。
[0008]作為優(yōu)選，所述葉片為弧形，葉片內(nèi)弧面朝向扣合面，扣合面為凸起外弧面，所述扣合面的弧面半徑小于葉片的弧面半徑。使葉片扣合狀態(tài)時不會與扣合面完全貼合造成展開阻力過大。
[0009]作為優(yōu)選，所述展開面的表面與葉片對應(yīng)位置的表面形狀適配。展開狀態(tài)的葉片所受壓力較大，因此展開面設(shè)計為與葉片適配的平面或者弧度相同的弧面，形成大面積的穩(wěn)定支撐。
[0010]作為優(yōu)選，所述葉片的根部與展開面貼合的位置開設(shè)有排水孔。在葉片展開到扣合轉(zhuǎn)換過程中，V形槽中的水可以從排水孔流出，避免形成過大的阻力
作為優(yōu)選，所述葉片為中部折彎的V形葉片，彎折線與擺動軸垂直，葉片從根部到端部V形彎折程度逐漸加大。V形葉片形成聚流作用，最先限度利用水流沖力。
[0011]作為優(yōu)選，所述發(fā)電機和葉輪之間通過單向傳動的棘輪連接，所述發(fā)電機的另一側(cè)還連接有飛輪。波浪和洋流變化不定，在葉輪轉(zhuǎn)速小于飛輪轉(zhuǎn)速時，棘輪脫開，飛輪利用慣性帶動發(fā)電機發(fā)電，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速下降到葉輪轉(zhuǎn)速時，棘輪又重新連接傳動。
[0012]作為優(yōu)選，浮體內(nèi)還包括機油泵，機油泵通過單獨伸出浮體外的葉輪驅(qū)動，機油泵葉輪與發(fā)電機葉輪結(jié)構(gòu)相同，所述機油泵為發(fā)電機泵送機油，發(fā)電機的機油回流至機油泵的油箱形成機油回路。利用波浪和洋流同時驅(qū)動機油回路，代替電泵，節(jié)約電力。
[0013]本發(fā)明采用葉輪收集波浪能，波浪驅(qū)動展開和扣合葉輪的葉片，使水輪機的葉輪在波浪起伏過程中能始終保持一個方向旋轉(zhuǎn)；同時，本發(fā)明還能在利用波浪能的同時利用洋流的能量推動葉輪。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明波浪上升過程葉輪狀態(tài)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明波浪下降過程葉輪狀態(tài)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明在洋流作用下的葉輪狀態(tài)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明葉片正面結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖6是本發(fā)明圖5中葉片A、B、C位置的彎折程度對比圖。
[0020]圖中:1.飛輪，2.發(fā)電機，3.棘輪，4.葉輪，5.葉片，6.展開面，7.扣合面，8.擺動軸，9.排水孔，10.機油泵，11.浮體。
【具體實施方式】
[0021]下面通過