潮流能水轮机壳体及其水轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种潮流能水轮机壳体及其水轮机，属于潮流能发电设备技术领域。
【背景技术】
[0002]目前公知的水轮机属于流体机械部件范畴，是将流体(水）的能量转换为机械能的机械设备。
[0003]潮流能发电的水轮机能够将由海洋或河流水面的自然升降造成的水流动能，或者因为太阳能输入不均而形成海水流动所致的流动动能转化为电能。与常规能源相比，潮流能具有能源储量大，良好的可预测性，环境影响相对小等优点。因此，潮流发电水轮机作为一种利用海洋资源的装置，具有重要的研究开发意义。
[0004]然而，由于发展的历史很短，潮流发电在基础研究和工业运行等方面尤其在能量转换装置的研究上，国际上尚未有成熟的技术。另外，通常情况下水平轴潮流能水轮机只有在正对水流方向时，发电功率较大；当水流方向与旋转轴方向有夹角时，其获能利用率迅速下降，一般需要安装偏航控制系统来调节。然而目前采用的控制装置结构复杂、造价高、维护成本高，这些都制约了潮流发电技术的发展。
【发明内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种潮流能水轮机壳体设计，使其具有自动适应水流方向的能力，且装置本身具有结构简单、造价低、维护成本低的优点。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下：
[0007]潮流能水轮机壳体，包括收缩管和扩散管，所述收缩管的小径端和扩散管的小径端通过转轮室连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管的外壁还设置有导流机构。
[0008]进一步的，所述导流机构呈板状结构。
[0009]进一步的，所述导流机构截面为对称的NACA0008标准翼型。
[0010]进一步的，所述扩散管的长度大于收缩管的长度。
[0011 ] 进一步的，所述收缩管的锥角大于扩散管的锥角。
[0012]进一步的，所述导流机构设置于扩散管尾端的顶部。
[0013]本实用新型的潮流能水轮机壳体，还包括用于壳体和安装架体间配合连接的可调节机构，使壳体的轴向可调整至潮流的流向上。
[0014]进一步的，所述可调节机构为轴承。
[0015]潮流能水轮机，包含上述的潮流能水轮机壳体，所述壳体的转轮室内设置有转轮。
[0016]进一步的，所述转轮包括设置于轮毂圆周的叶片所述叶片的截面为NACA0015标准翼型。
[0017]进一步的，所述叶片的数量为10片。
[0018]采用上述结构的潮流能水轮机壳体，其工作中具有如下特点：水流从收缩管进入，从扩散管流出，流动过程中与转轮室内的转轮叶片相互作用，使得转轮转动，将水流能量转换为机械能。而收缩管可以增大转轮进口动能，扩散管能够减小出口动能，最终可以增大进出口流体可利用能量。与此同时，导流机构在潮流的来流方向发生变化时将对机组壳体起到力的作用，而这种流体变换带来的作用力进而可通过可调节机构使得机组发生偏航以适应来流方向，该技术方案的实施可以使得潮流能发电水轮机具有较简单的结构，同时提高能量利用率，获得良好的能量性能，并且具有自动调节适应来流的能力。
[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0020]1、所述潮流能水轮机壳体的结构设计可以增大进出口流体可利用能量，同时设置于扩散管外壁的导流机构能够在来流方向发生变化时为机组提供调节力的作用，为机组适应来流提供可调节的力。
[0021]2、所述板状结构的导流机构具有结构简单、造价低、维护成本低的优点；
[0022]3、本实用新型中扩散管的长度大于收缩管的长度设计，能为机组提供较优的流场，以优化导流机构的调节性能和机组的流体能量利用率；
[0023]4、所述潮流能水轮机壳体通过可调节机构与安装架体进行安装，通过导流机构在流体作用下提供的调节力，来保证机组的对潮流的适应性和可调节性，以保证机组的能量利用率，相比于传统的潮流能水轮机采用的偏航控制系统来调节的方案，具有结构简单、可维护性能好、成本低且可靠性高的优点；
[0024]5、采用该壳体的潮流能水轮机，在截面为NACA0015标准翼型的叶片设计下，具有较高的能量利用率。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的潮流能水轮机壳体结构示意图；
[0026]图2是本实用新型的壳体安装于安装架体上的示意图；
[0027]图3是本实用新型图2的左侧视图；
[0028]图4是本实用新型的板状结构导流机构及其在扩散管上的安装示意图。
[0029]图中标记：1_收缩管、2-扩散管、3-转轮室、4-导流机构、5-安装架体、6_可调节机构、7-轮毂、8-叶片、9-旋转环。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0031]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0032]本实用新型的潮流能水轮机壳体，其结构如图1所示（图1中示意有转轮)，包括收缩管1和扩散管2，所述收缩管1的小径端和扩散管2的小径端通过转轮室3连为整体，形成两端大中部小的结构，所述扩散管2的外壁还设置有导流机构4。
[0033]如图1所示，收缩管1和扩散管2呈喇叭状或者锥型结构，收缩管1的小径端和扩散管2的小径端通过转轮室3整体，组成两端大中部小的结构，类似于常见沙漏的结构。转轮室3是壳体的转轮安装位置所在段，水流从收缩管1进入，从扩散管2流出，流动过程中与转轮室3内的转轮叶片相互作用，使得转轮转动，将水流能量转换为机械能。而收缩管1可以增大转轮进口动能，扩散管2能够减小出口动能，最终可以增大进出口流体可利用能量。
[0034]本实用新型中所述导流机构4为调节水轮机转向的部件，是可以利用潮流的流体能量为机组施加将机组导正的力的结构，从而使机组的轴向导正到潮流的流向上。任何流体上可行现有结构设计均可作为导流机构4的具体结构设计，如本实施中导流机构4采用的板状