一種潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，包括導(dǎo)流體、水密殼體、測量裝置和軸頭，測量裝置設(shè)置水密殼體內(nèi)。測量裝置的空心傳動軸由推力軸承固定在水密殼體內(nèi)的安裝板上，空心傳動軸前端與水密殼體前端軸頭的軸殼鍵連接，軸殼圓柱側(cè)面設(shè)置可以安裝不同數(shù)量葉片的葉片安裝孔，空心傳動軸后端通過聯(lián)軸器連接扭矩傳感器，扭矩傳感器固定在安裝板上，扭矩傳感器的信號電纜從水密殼體后端引出，連接測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本實用新型涉及的試驗裝置固定在水槽上面的運動拖車上，由拖車帶動在水中勻速移動，測量由水流驅(qū)動的葉片轉(zhuǎn)動的機械動能，達到分析不同均勻流速下的不同翼型、升角和不同數(shù)量葉片的一級能量轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】一種潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及潮流能發(fā)電測試裝置，特別是涉及潮流能發(fā)電葉片能量轉(zhuǎn)換效率測試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]中國近海海域潮流能資源豐富，開發(fā)和利用潮流能成為了國內(nèi)能源研究機構(gòu)的一個重要任務(wù)。潮流能發(fā)電裝置的研發(fā)符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對海洋可再生能源的利用具有重大意義。葉片是俘獲潮流能量的核心部件，多個葉片構(gòu)成的旋漿在潮流推動下轉(zhuǎn)動，進而通過轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機電樞轉(zhuǎn)動并發(fā)電。葉片在將潮流能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一級能量轉(zhuǎn)換中至關(guān)重要，國內(nèi)眾多能源類科研院所已開展高獲能葉片的研發(fā)工作。研發(fā)過程中，不同翼型、升角和不同數(shù)量葉片俘獲的能量即潮流能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一級能量轉(zhuǎn)換效率測試尤其重要。然而，目前國內(nèi)尚未研制出用于測量潮流能發(fā)電葉片一級能量轉(zhuǎn)換效率的裝置，直接影響了潮流能發(fā)電葉片從試驗階段走向工程應(yīng)用的進展。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)潮流能發(fā)電葉片能量轉(zhuǎn)換效率測試的現(xiàn)狀，本實用新型推出一種用于潮流能發(fā)電葉片一級能量轉(zhuǎn)換效率的測試裝置，其目的在于，在具有導(dǎo)流體和流線型結(jié)構(gòu)的測試裝置上設(shè)置能安裝不同數(shù)量葉片的軸頭，測試裝置內(nèi)設(shè)置與水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的扭矩傳感器，以便將測試驗裝置放于具有造流功能的水槽敞水試驗裝置上，測試不通均勻流速環(huán)境下葉片的一級能量轉(zhuǎn)換效率。敞水試驗裝置可以測試安裝不同翼型、升角和不同數(shù)量的葉片實現(xiàn)的各種均勻流速狀態(tài)下的一級能量轉(zhuǎn)換效率。
[0004]本實用新型涉及的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，包括導(dǎo)流體、水密殼體、測量裝置和軸頭。導(dǎo)流體固定在水密殼體的上側(cè)，測量裝置設(shè)置在水密殼體內(nèi)，水密殼體前端連接軸頭。測量裝置的空心傳動軸固定在水密殼體內(nèi)的安裝板上，空心傳動軸前端與軸頭的軸殼鍵連接，軸殼圓柱側(cè)面設(shè)置可以安裝不同數(shù)量葉片的葉片安裝孔，空心傳動軸后端通過聯(lián)軸器連接扭矩傳感器，扭矩傳感器固定在安裝板上，連接扭矩傳感器的信號電纜從水密殼體后端引出，連接測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0005]導(dǎo)流體呈扁平狀，垂直固定在水密殼體外殼的上側(cè)，兩扁平狀側(cè)面與水密殼體中軸線平行。導(dǎo)流體上端部設(shè)置螺栓孔。
[0006]水密殼體呈圓筒狀，前后兩端分別由端蓋密封，端蓋上配有O型密封圈。水密殼體內(nèi)設(shè)置安裝板，安裝板為長方形，固定在水密殼體上。
[0007]安裝板置于水密殼體中軸線以下并與中軸線平行。安裝板兩端與水密殼體前后端蓋通過金屬連接棒插接固定。安裝板兩端各設(shè)一個圓弧形槽，兩根金屬連接棒插入圓弧形槽中，金屬連接棒插入水密殼體前后端蓋上設(shè)置的安裝孔內(nèi)。
[0008]測量裝置包括空心傳動軸、扭矩傳感器、聯(lián)軸器，聯(lián)軸器連接空心傳動軸和扭矩傳感器。
[0009]空心傳動軸為變徑空心型，沿水密殼體中軸線設(shè)置，由推力軸承固定在安裝板上。空心傳動軸后端通過聯(lián)軸器連接扭矩傳感器，扭矩傳感器固定在安裝板上。
[0010]連接扭矩傳感器的信號電纜從水密殼體后端的端蓋引出，連接測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0011]空心傳動軸從水密殼體前端的端蓋穿出，與水密殼體前端的軸頭連接。
[0012]軸頭由軸殼與導(dǎo)流罩組成，圓凸?fàn)畹膶?dǎo)流罩固定在軸殼的前側(cè)。
[0013]軸殼末端與空心傳動軸鍵連接實現(xiàn)傳動功能，導(dǎo)流罩用于調(diào)整潮流流場。
[0014]軸殼呈短圓柱狀，空心傳動軸端部插進軸殼中心，實現(xiàn)鍵連接。軸殼圓柱側(cè)面設(shè)置葉片安裝孔，可以通過雙頭螺柱安裝不同數(shù)量的葉片。
[0015]本實用新型涉及的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置進行測試時，將待測葉片安裝在軸頭的軸殼上，通過導(dǎo)流體上端部的螺栓孔將敞水試驗裝置固定在水槽上面的運動拖車上，將水密殼體后端引出的信號電纜連接水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。水槽上面的運動拖車帶動試驗裝置在水中勻速移動，宛如試驗裝置處在勻速的水流中，流線型導(dǎo)流體和軸頭的導(dǎo)流罩使試驗裝置所處的流場穩(wěn)定，安裝待測葉片的軸頭在水中旋轉(zhuǎn)，帶動空心傳動軸轉(zhuǎn)動，與空心傳動軸連接的扭矩傳感器測量空心傳動軸的轉(zhuǎn)速，空心傳動軸的轉(zhuǎn)速由信號電纜傳遞給測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯示傳葉片將水流速到機械轉(zhuǎn)速的一級能量轉(zhuǎn)換效率。
[0016]本實用新型涉及的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置測量潮流能驅(qū)動葉片轉(zhuǎn)動的機械動能，達到分析不同均勻流速下的不同翼型、升角和不同數(shù)量葉片的一級能量轉(zhuǎn)換效率，對于高獲能葉片的設(shè)計研發(fā)具有重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為導(dǎo)流體剖面圖；
[0020]圖4為軸殼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為安裝六葉片的軸頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中標(biāo)記說明:
[0023]1、導(dǎo)流體2、信號電纜
[0024]3、水密殼體 4、葉片
[0025]5、導(dǎo)流罩6、軸殼
[0026]7、螺栓孔8、前端蓋
[0027]9、推力軸承 10、空心傳動軸
[0028]11、安裝板 12、聯(lián)軸器
[0029]13、扭矩傳感器14、后端蓋
[0030]15、葉片安裝孔16、導(dǎo)流罩安裝孔
[0031]17、軸殼孔

【具體實施方式】
[0032]結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進一步說明。如圖所示，本實用新型涉及的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，包括導(dǎo)流體1、水密殼體3、測量裝置和軸頭。導(dǎo)流體I固定在水密殼體3的上側(cè)，測量裝置設(shè)置水密殼體3內(nèi)，水密殼體3前端連接軸頭。
[0033]導(dǎo)流體I呈扁平狀，垂直固定在水密殼體3外殼的上側(cè)，兩扁平狀側(cè)面與水密殼體3中軸線平行。導(dǎo)流體I上端部設(shè)置螺栓孔7。
[0034]水密殼體3呈圓筒狀,前后兩端分別由前端蓋8和后端蓋14密封,前端蓋8和后端蓋14上配有O型密封圈。水密殼體3內(nèi)設(shè)置安裝板11，安裝板11為長方形，固定在水密殼體3的殼體上。
[0035]安裝板11置于水密殼體3中軸線以下并與中軸線平行。安裝板11兩端與水密殼體3前端蓋8和后端蓋14通過金屬連接棒插接固定。安裝板11兩端各設(shè)一個圓弧形槽，兩根金屬連接棒插入圓弧形槽中，金屬連接棒也插入水密殼體3的前端蓋8和后端蓋14上設(shè)置的安裝孔內(nèi)。測量裝置包括空心傳動軸10、扭矩傳感器13、聯(lián)軸器12，聯(lián)軸器12連接空心傳動軸10和扭矩傳感器13。
[0036]空心傳動軸10為變徑空心型，沿水密殼體3中軸線設(shè)置，由推力軸承9固定在安裝板11上?？招膫鲃虞S10后端通過聯(lián)軸器12連接扭矩傳感器13，扭矩傳感器13固定在安裝板11上。
[0037]扭矩傳感器13的信號電纜2從水密殼體3的后端蓋14引出，連接測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0038]空心傳動軸10從水密殼體3前端蓋8穿出，與水密殼體3前端的軸頭連接。
[0039]軸頭由軸殼6與導(dǎo)流罩5組成，圓凸?fàn)畹膶?dǎo)流罩5通過導(dǎo)流罩安裝孔16固定在軸殼6的前側(cè)。
[0040]軸殼6呈短圓柱狀，空心傳動軸端部插進軸殼中心的軸殼孔17，實現(xiàn)鍵連接。軸殼6圓柱側(cè)面設(shè)置葉片安裝孔15，可以通過雙頭螺柱安裝不同數(shù)量的葉片。
【權(quán)利要求】
1.一種潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，其特征在于，包括導(dǎo)流體、水密殼體、測量裝置和軸頭，導(dǎo)流體固定在水密殼體的上側(cè)，測量裝置設(shè)置水密殼體內(nèi)，水密殼體前端連接軸頭；測量裝置的空心傳動軸固定在水密殼體內(nèi)的安裝板上，空心傳動軸前端與軸頭的軸殼鍵連接，軸殼圓柱側(cè)面設(shè)置可以安裝不同數(shù)量葉片的葉片安裝孔，空心傳動軸后端通過聯(lián)軸器連接扭矩傳感器，扭矩傳感器固定在安裝板上，連接扭矩傳感器的信號電纜從水密殼體后端引出，連接測試裝置外部的水上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流體呈扁平狀，垂直固定在水密殼體外殼的上側(cè)，兩扁平狀側(cè)面與水密殼體中軸線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，其特征在于，所述水密殼體呈圓筒狀，前后兩端分別由端蓋密封，端蓋上配有O型密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，其特征在于，所述水密殼體內(nèi)的安裝板置于水密殼體中軸線以下并與中軸線平行；安裝板兩端與水密殼體前后端蓋通過金屬連接棒插接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，其特征在于，所述空心傳動軸為變徑空心型，由推力軸承固定在水密殼體內(nèi)的安裝板上，沿水密殼體中軸線設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮流能發(fā)電葉片敞水試驗裝置，其特征在于，所述軸頭由軸殼與導(dǎo)流罩組成，圓凸?fàn)畹膶?dǎo)流罩固定在軸殼的前側(cè)。
【文檔編號】G01L3/26GK204007967SQ201420464721
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】宋雨澤, 熊焰, 李超, 齊連明, 李彥, 王士一, 朱曉陽 申請人:國家海洋技術(shù)中心