具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1至图3所示，一种导流型双轴薄膜摆动式水轮机，包括导流罩1、水轮机支架2和薄膜叶片结构5，水轮机支架2上设有两组轴承座，每组轴承座包括两个同轴间隔设置的轴承支座3，同组的两个轴承支座3之间设有一个转动支撑轴6，每个转动支撑轴6上设有两个传动轮7，两个转动支撑轴6上的四个传动轮7通过两条传动带4连接，两条传动带4之间阵列固定有若干薄膜叶片结构5；水轮机支架2两端为弧形，水轮机支架2两侧分别设有一个导流罩1；导流罩1一侧设有矩形开口，导流罩1设有矩形开口一侧所在平面与两个转动支撑轴6轴线所在平面夹角为锐角，导流罩1的另一侧平面与水轮机支架2端部弧面相切，导流罩1的开口处设有导流叶片10，导流叶片10其中一端与导流罩1上其中一个平行于转动支撑轴6轴线的一个开口边固定，导流叶片10另一端与导流罩1上另一个平行于转动支撑轴6轴线的另一个开口边固定，导流叶片10的其余两边为敞口。

具体的，如图4至图6所示，导流罩1包括导流框架8，导流框架上设有平行设置的上导流板和下导流板，导流框架一侧设有两端分别与上导流板和下导流板一侧连接的侧导流板，导流框架的一端与水轮机支架2的弧形端连接，导流框架上与侧导流板相对一侧设有导流叶片10，导流叶片10的一端与侧导流板的一端固定，导流叶片10的另一端与连接水轮机支架2一端的导流框架固定，导流叶片10其余两侧边为敞口(即导流叶片10分别与上导流板和下导流板相邻的一侧为敞口)。侧导流板上开设有安装孔9，通过地脚螺栓通过安装孔9安装在地基或是河床。

导流罩1设有矩形开口一侧所在平面与水轮机支架2固定连接处位于传动带4平行段；传动带4的平行段指与两个传动轮均相切的一段传动带。

优选的，导流罩1设有矩形开口一侧所在平面与两个转动支撑轴6轴线所在平面夹角为60°-80°，此时导流叶片10所安装平面能够使水流顺利导入水轮机支架2内，在水轮机支架2内的薄膜叶片结构5上形成最大的流向。

如图10所示，薄膜叶片结构5包括叶片轴51和矩形叶片框架52，矩形叶片框架52上安装有内圈叶片53，叶片轴51固定于矩形叶片框架52一侧，通过叶片轴51将矩形叶片框架52与传动带4固定连接，内圈叶片53的三边与矩形叶片框架52的边框固定连接，其中与矩形叶片框架52固定连接的两个边与连接叶片轴51一侧的矩形叶片框架52所在边相邻。所述叶片轴51侧部与矩形叶片框架52的长边固定连接，内圈叶片53采用柔性薄膜材料，优选的，内圈叶片53的三条边分别与矩形叶片框架52的三条边固定，内圈叶片53的另一条长边为自由边，在内圈叶片53与矩形叶片框架52的一侧形成开口。且所有薄膜叶片结构5的内圈叶片53自由边(开口边)的方向一致。内圈叶片53可以随水流的方向变化而改变迎水面(凹面)方向，从而不论水流方向如何变化均保持链轮转动方向不变，保证轮机发电效率。当矩形叶片框架52安装到所述传动带4上后，矩形叶片框架52的长底边应与转动支撑轴6的轴线平行。

如图7-图9所示，矩形叶片框架52运行至传动带4两侧平行段时，矩形叶片框架52所在平面与两个转动支撑轴6轴线的共面之间夹角不大于15°。即矩形叶片框架52随传动带4运行至同一传送带两侧平行段所在平面时，此时同一传送带两侧平行段所在平面与两个转动支撑轴6轴线的共面平行。

优选的，矩形叶片框架52运行至传动带4两侧平行面时，矩形叶片框架52所在平面与两个转动支撑轴6轴线的共面平行，即夹角为0，此时，当矩形叶片框架52随传送带运行至传送带处于平面时，矩形叶片框架52与传送带共面。

本申请传动带4采用带齿皮带或链条，传动带4采用带齿皮带时，矩形叶片框架52的一侧边框的两端安装有连接轴，分别与两天带齿皮带的侧壁固定连接，安装后，矩形叶片框架52与带齿皮带连接处相对固定。传动带4采用链条时，传动轮7采用链轮，转动支撑轴6上的两个链轮形成轴毂结构，链条与链轮相啮合，每条链条分别啮合两个转动支撑轴6上的一个链轮。矩形叶片框架52的一侧边框的两端分别与两条链条上的链节固定连接，在两条链条之间起到支撑链条的作用。

如图11所示，当流体通过矩形叶片框架52时，由于内圈叶片53的弹性，内圈叶片53的自由边会向流体流动方向摆动形成一定的弧度，形成凹陷结构，从而获得流体产生的动力。

按照水流的方向，可以将靠近流向的平移段称为迎水面，远离水流方向的为背水面，线速度与水流方向一致的弧形段称为顺水面，线速度与水流方向不一致的为逆水面。

当流体通过薄膜叶片时，由于薄膜叶片的弹性，自由的长边会向流体方向摆动形成一定的弧度，从而获得流体产生的动力。柔性叶片的惯性极小，产生的滞后效应也很少。在迎水面，薄膜叶片自由边在右侧，薄膜叶片顺时针摆动一定角度，使迎水面的薄膜叶片获得向左的力矩，也就是逆时针的力矩。旋转线速度方向与水流方向一致的顺水面，也是水轮机的左侧，薄膜叶片受到向下的力仍然产生逆时针的力矩，背水面也就是水轮机的下侧的直面，薄膜叶片逆时针摆动一定角度，受到被迎水面导流之后的水流的作用，受到向右的力也产生逆时针的力矩，并且经过导流后的水流方向与薄膜叶片的夹角更接近垂直所以产生的力矩更大。逆水面也就是水轮机右侧，叶片运动的线速度与水流方向相反，但是由于薄膜叶片可以在叶片框架内自由摆动，迎着水流方向的叶片框架后侧有薄膜叶片会形成一定导流现象，减少在逆水面产生的反向的力矩，使水轮机整体有较高的能量利用系数。具体：如图12、图13所示，当水流从左向右流动的时候，下部的导流叶片10受到水流的作用摆动成如图13所示的弧形，因此加速流向迎水面的水流，增加迎水面和背水面薄膜叶片结构5产生的正向力矩；而背水面由于导流罩阻挡薄膜叶片结构5背水面出水口，降低了流向逆水面的水流，减少了阻力的产生，从而大大提升了整机的效率。当水流从右向左流动时上部的导流叶片10受到水流的作用摆动成如图14所示的弧形，加速流向迎水面和背水面薄膜叶片结构5的水流速度，并且下部导流罩上的导流叶片10对于逆水面产生了阻塞作用，减少了阻力的产生，从而增加了整体的效率。

通过导流罩进入水轮机支架2的水流，如图12所示，水流由左至右流动，传动轴沿垂直于水流平面设置，正对水流方向的迎水面矩形叶片框架52的自由边在上侧，即传动带4左端的矩形叶片框架52上的内圈叶片53上侧为开口，此时传动带4处于水平面时矩形叶片框架52所在平面与两个转动支撑轴6轴线的共面平行，内圈叶片53顺时针摆动一定角度，使迎水面的内圈叶片53获得向下的力矩，也就是逆时针的力矩，转动支撑轴6受力逆时针转动；旋转线速度方向与水流方向一致的顺水面，内圈叶片53受到向右的力仍然产生逆时针的力矩，背水面也就是水轮机的右侧的直面，薄膜叶片5逆时针摆动一定角度，受到被迎水面导流之后的水流的作用，受到向上的分力也产生逆时针的力矩，并且经过导流后的水流方向与薄膜叶片53的夹角更接近垂直所以产生的力矩更大。逆水面也就是水轮机上侧，由于导流罩阻挡薄膜叶片结构5背水面出水口，减小了逆水面流速，从而减少在逆水面产生的反向的力矩，使水轮机内部转子整体有较高的能量利用系数。

两条传动带4之间阵列固定有若干薄膜叶片结构5，增加单位水轮机结构可以附加的叶片数，增加了迎水面和背水面的面积占比，从而提高叶片对于一定方向的来流的能量利用率。另外矩形框架配合薄膜材料的使用，可以减少刚性摆动式叶片设计由于叶片自身惯性产生的迟滞效应，同时在叶片的尾部也避免了由于压力突变产生的叶片空化效应，延长了叶片的寿命。同时薄膜叶片受水流影响摆动改善由于生物附着或者水体腐蚀产生的额外的阻力。薄膜叶片的使用也会降低整体的轮机的惯性极矩，增加其自启动性能。薄膜叶片的使用也会降低水轮机的制造安装成本。