一种水轮机叶片结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种水轮机叶片结构，包括均匀分布于以水轮机主轴为圆心的圆周上的多片叶片，且各个叶片可绕水轮机主轴旋转；各个叶片具有平行于水轮机主轴的叶片转轴，叶片转轴与水轮机主轴之间以叶片连杆连接，叶片转轴可转动地安装于相应叶片连杆，叶片连杆固定连接至水轮机主轴；叶片转轴与偏心轴之间通过垂直于叶片弦线所在平面的控摆杆连接，叶片转轴固定连接于控摆杆，偏心轴可在控摆杆的长滑槽中自由滑动，使得各个叶片可绕相应叶片转轴做摆线式旋转；各个叶片包括作为芯层骨架的铸造层，该铸造层外包覆有耐蚀层。本实用新型专利技术的水轮机叶片结构能量利用效率高，使用寿命较长。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水轮机部件，尤其涉及一种水轮机叶片结构。
技术介绍
潮汐能发电一般采用竖轴水轮机，其可以不受来流方向变化的影响，具有较好的启动性能。普通竖轴水轮机采用固定叶片，工作过程中叶片仅绕竖轴水轮机的主轴转动，叶片自身固定不动，这使得叶片吸收的潮汐动能有限，由此影响了能量的利用效率。此外，叶片为铸造品，其耐蚀性能不够理想，由此影响了水轮机的使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术实施例的目的提供一种能量利用效率高、使用寿命较长的水轮机叶片结构。为解决以上技术问题，本技术实施例提供一种水轮机叶片结构，包括均匀分布于以水轮机主轴为圆心的圆周上的多片叶片，且各个叶片可绕水轮机主轴旋转；各个叶片具有平行于水轮机主轴的叶片转轴，叶片转轴与水轮机主轴之间以叶片连杆连接，叶片转轴可转动地安装于相应叶片连杆，叶片连杆固定连接至水轮机主轴；叶片转轴与偏心轴之间通过垂直于叶片弦线所在平面的控摆杆连接，叶片转轴固定连接于控摆杆，偏心轴可在控摆杆的长滑槽中自由滑动，使得各个叶片可绕相应叶片转轴做摆线式旋转；各个叶片包括作为芯层骨架的铸造层，该铸造层外包覆有耐蚀层。与现有技术相比，本技术水轮机叶片结构的叶片一方面可绕水轮机主轴转动，另一方面也可绕叶片转轴转动，因而可以方便地改变叶片的攻角，这有助于叶片吸收更多的潮汐动能，最终提高了能量的利用效率。特别地，叶片在铸造层外涂覆了耐蚀层，由此改善了叶片的耐蚀性能，从而有助于延长水轮机的使用寿命。附图说明图1是本技术水轮机叶片的分布示意图；图2是图1中一片水轮机叶片被控摆的示意图；图3是图2中一片水轮机叶片的安装示意图；图4是图3的A-A剖面示意图。具体实施方式为了更好地理解本技术实施例的技术原理及工作过程，以下结合附图及具体实施例来进一步对本技术进行详细描述。同时参见图1-图4，图1是本技术水轮机叶片的分布示意图；图2是图1中一片水轮机叶片被控摆的示意图；图3是图2中一片水轮机叶片的安装示意图；图4是图3的A-A剖面示意图。以下结合附图，进一步进行说明。如图1所示，竖轴水轮机(以下简称水轮机)的多片叶片均匀分布于以水轮机主轴所在位置为圆心的圆周上，各个叶片的叶片转轴(沿叶片长度方向安装)平行于水轮机主轴，其中连接各个叶片转轴且垂直于叶片弦线的不同摆线交汇于一偏心轴，即叶片转轴与偏心轴之间的连线(即摆线)与叶片弦线垂直，使得各个叶片可绕相应叶片转轴做摆线式旋转。无论叶片运动到任何位置，摆线都通过偏心轴且摆线始终垂直于相应叶片弦线。当水流以速度V推动竖轴水轮机进行旋转时，叶片可绕水轮机主轴转动，还可以绕叶片转轴旋转。图1中，叶片弦线与叶片轨迹圆切线之间的夹角为叶片攻角φ，偏心点(偏心轴所在位置)P与圆心(水轮机主轴所在位置)O之间的距离为偏心距，改变偏心距就可以改变叶片攻角φ。当偏心距为0时，叶片在任何位置都不会偏摆。如图2所示，叶片1的叶片转轴2与水轮机主轴4之间通过叶片连杆3连接，其中叶片转轴2可转动地安装于叶片连杆3，叶片连杆3固定连接于与水轮机主轴4。这样，叶片1可以绕水轮机主轴4旋转，也可以绕叶片转轴2旋转。叶片转轴2与偏心轴6之间通过控摆杆5连接，其中控摆杆5垂直于叶片弦线所在平面，叶片转轴2固定连接于控摆杆5，偏心轴6可在控摆杆5的长滑槽51中自由滑动，使得各个叶，1可绕相应叶片转轴2做摆线式旋转。当叶片绕水轮主轴4旋转时，控摆杆5沿偏心轴6滑动，从而实现图1所示的控摆原理。当然，本技术也可以另外的方式来叶片转轴2做摆线式旋转，不再赘述。如图3所示，水轮机主轴4可转动地安装于机架7的第一横梁71上，偏心轴6固定安装于机架7的第二横梁72上，叶片连杆3的一端与水轮机主轴4固定连接，叶片连杆3的另一端可转动地安装叶片转轴2，控摆杆5上开设的长滑槽51中装入偏心轴6，控摆杆5的一个端部固定连接至叶片转轴2，使得各个叶，1可绕相应叶片转轴2做摆线式旋转。这样，叶片1绕水轮主轴4旋转时，控摆杆5沿偏心轴6滑动而带动叶片1摆动。由于叶片1一方面可绕水轮机主轴4转动，另一方面也可绕叶片转轴2转动，因而可以方便地通过控摆杆5来改变叶片的攻角φ，这就有助于叶片1吸收更多的潮汐动能，从而有效地提高能量利用效率。制得注意的是，图3仅示出一片叶片1的安装结构，其它叶片1也可以同样方式进行安装(一般可将多个叶片连杆3集成为一个伞形骨架)，不再详细说明。如图4所示，叶片1以铸造层11为芯层骨架，在铸造层11的外表面包裹耐蚀层12，该耐蚀层12为树脂(聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯或聚醚醚酮中的任意一种材料)材料制成，其以热喷涂的方式涂覆于铸造层11的外表面。由于叶片1上外表面设有耐蚀层，由此改善了叶片1的耐蚀性能，从而有助于延长水轮机的使用寿命。上述实施例中，叶片1的断面(垂直于叶片转轴2)具有镜片型的型线，即叶片1断面的上型线和下型线中两个均为正曲率(凹凸方向相同)，其上型线的曲度大于下型线的曲度，当然也可采用对称型或椭圆型的型线形式。关于叶片1断面的上型线和下型线的具体几何参数，可以依据水轮机的设计指标确定，不再赘述。本技术虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本技术，任何本领域技术人员在不脱离本技术的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水轮机叶片结构，包括均匀分布于以水轮机主轴为圆心的圆周上的多片叶片，且各个叶片可绕水轮机主轴旋转，其特征在于，各个叶片具有平行于水轮机主轴的叶片转轴，叶片转轴与水轮机主轴之间以叶片连杆连接，叶片转轴可转动地安装于相应叶片连杆，叶片连杆固定连接至水轮机主轴；叶片转轴与偏心轴之间通过垂直于叶片弦线所在平面的控摆杆连接，叶片转轴固定连接于控摆杆，偏心轴可在控摆杆的长滑槽中自由滑动，使得各个叶片可绕相应叶片转轴做摆线式旋转；各个叶片包括作为芯层骨架的铸造层，该铸造层外包覆有耐蚀层。

【技术特征摘要】
1.一种水轮机叶片结构，包括均匀分布于以水轮机主轴为圆心的圆周上的多片叶片，且各个叶片可绕水轮机主轴旋转，其特征在于，各个叶片具有平行于水轮机主轴的叶片转轴，叶片转轴与水轮机主轴之间以叶片连杆连接，叶片转轴可转动地安装于相应叶片连杆，叶片连杆固定连接至水轮机主轴；叶片转轴与偏心轴之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾国强，顾海鹏，
申请(专利权)人：诸暨市鸿强轴瓦有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33