CN101265865A - 海洋水力驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种能够将海洋中流向不断变化的水流转化成为具有给定旋流方向水流的海洋水力驱动装置。它是由水流导向安装支座、转动叶轮、水力漂浮装置等构成。水流导向安装支座作为转动叶轮的安装基础，为一由下支撑座、水流导向通筒、上支撑座通过连接螺栓组件组合而成的“笼”型四周“通透”的筒体，转动叶轮位于水流导向安装支座的中心，水流导向通筒沿圆周方向距转动叶轮外圆一定距离均匀分布有水流导向叶板，用于将不同流向的水流沿给定方向导入水流导向通筒形成给定旋流方向的水流，该旋转水流驱动转动叶轮沿给定方向转动，由此将流向频繁变化的水流流动的动能转化成为驱动叶轮转动的机械动能。

Description

海洋水力驱动装置
所属技术领域
本发明涉及一种利用海水流动的动能驱动的水力驱动装置，尤其是能够将流向不断变化的海洋水流转化成为具有给定旋流方向水流的水力驱动装置。
背景技术
海洋中，海水流动是一种普遍现象，海水流动所蕴藏的巨大能量是难于估量的。但是，海水流动时流速时快时慢，流向频繁变化，目前公知的海洋水力驱动装置，当水流方向频繁改变时，作用于水力驱动装置叶轮上的力的方向和大小随之频繁改变，由于机械装置惯性的影响，水力驱动装置的叶轮将无法保持持续、稳定地运转。因此目前公知的海洋水力驱动装置无法适用于水流方向频繁变化的情况，无法直接利用流向频繁变化的海水流动的动能驱动装置运转。
为了有效地进行海洋能源开发，通常采用在海边条件适宜的地方拦堤筑坝的方式，在海水涨潮时将海水灌入地理位置相对较高的堤坝进行储存，当落潮时，控制堤坝中的海水从特定的通道定向流出，驱动水力驱动装置运转。该方法具有占地大、结构设施复杂、投资大、效率低、受地域条件限制等特点，至今无法获得广泛运用。
发明内容
为了克服现有海洋水力驱动装置无法适用于水流方向频繁变化的不足，并充分利用海水流动所蕴藏的巨大能量，本发明提供一种海洋水力驱动装置，该装置能够将流向频繁变化的水流流动的动能转换成为驱动机械装置连续、稳定转动的机械动能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：海洋水力驱动装置由转动叶轮、转动叶轮支撑轴承、水流导向安装支座、水力漂浮装置、定位锚索、定位锚等组成。转动叶轮通过上下两端的转动叶轮支撑轴承安装在水流导向安装支座上，安装支座固定在水力漂浮装置上，使整套海洋水力驱动装置漂浮在海水表面，并通过定位锚索和定位锚定位在特定的水域工作。
转动叶轮为一轴筒上沿圆周均匀分布有螺旋叶片的水力动能-机械能转换装置，螺旋叶片叶片沿转动叶轮轴心线呈螺旋形状，所有叶片旋转方向一致。
水流导向安装支座为一“笼”型四周“通透”的筒体，由下支撑座、水流导向筒、上支撑座通过连接螺栓组件组合而成，作为水流导向装置和转动叶轮的安装基座。水流导向筒由上下两端的支座法兰和一定数量(大于2)的水流导向板构成，水流导向板沿转动叶轮轮沿外周一定距离的圆周上均匀分布，在水流导向板分布圆周的内部形成水流旋流室，水流导向板与圆周切线呈0-90°角度，水流导向板上下两端同水流导向安装支座法兰固定连接(焊接)，同时作为水流导向安装支座的高度方向的连接支撑；由下支撑座和上支撑座用于安装转动叶轮的支撑轴承，并形成水流流出通道。
水力漂浮装置为中空型密闭浮筒，作为海洋水力驱动装置的漂浮固定平台。
由于水流导向筒上的水流导向板是呈圆周分布，各个方向均有水流导向入口，且各导向板的导向角度一致。对于水平面任何方向流过海洋水力驱动装置的水流均可被导入水流旋流室形成固定旋向的旋转水流，该水流作用于转动叶轮的螺旋形叶片上，由螺旋形叶片引导从海洋水力驱动装置下端的排出口排出，并驱动叶轮沿固定方向旋转，通过转动叶轮支撑轴上端的动力输出端-上支撑轴，驱动发电设备或其他动力输出装置运转工作；对于从海洋水力驱动装置下部流入的水流，该水流同样作用于转动叶轮的螺旋形叶片上，驱动叶轮沿固定方向旋转，驱动发电设备或其他动力输出装置运转工作。
本发明的有益效果是，海洋中任何方向流过海洋水力驱动装置的水流均可被水流导向板导入水流旋流室形成固定旋向的旋转水流，该水流作用于转动叶轮的螺旋形叶片上，形成一固定方向的扭力矩驱动驱动转动叶轮沿固定方向旋转，从而克服了由于水流方向频繁变化致使转动叶轮由于惯性影响无法稳定运转的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构原理图。
图2图1的A-A剖视图。
图中1.转动叶轮，2.水流导向筒，3.下支撑座，4.水力漂浮装置，5.上支撑座，6.动力输出装置，7.下支撑轴，8.传动键1，9.支撑轴承1、10.压紧端盖1，11.密封圈1，12.上支撑轴，13.传动键2，14.支撑轴承2，15.密封圈2，16.压紧端盖2，17.密封圈3，18连接螺栓组件1，19.连接螺栓组件2，20.连接螺栓组件3，21.连接螺栓组件4，22.连接螺栓组件5，23.定位锚索，24.定位锚，1-1.叶轮轴筒，1-2.螺旋叶片，2-1.水流导向板，2-2.支座法兰。
具体实施方式
在图1中，转动叶轮(1)下端通过传动键1(8)与下支撑轴(7)连接，然后下支撑轴(7)的另一端安装支撑轴承1(9)并装入下支撑座(3)内，支撑轴承1(9)的外圈由压紧端盖1(10)通过连接螺栓组件3(20)轴向压紧固定，支撑座(3)与下支撑轴(7)配合孔轴间通过密封圈1(11)密封，下支撑座(3)通过连接螺栓组件2(19)安装在水流导向筒下端的支座法兰(2-2)上；
转动叶轮(1)上端通过传动键2(13)与上支撑轴(12)连接，然后上支撑轴(12)的另一端安装支撑轴承2(14)并装入上支撑座(5)内，支撑轴承2(14)的外圈由压紧端盖2(16)通过连接螺栓组件5(22)轴向压紧固定，上支撑座(5)与上支撑轴(12)配合孔轴间通过密封圈2(15)和密封圈3(17)密封，上支撑座(5)通过连接螺栓组件4(21)安装在水流导向筒上端的支座法兰(2-2)上；上支撑轴(12的上端与动力输出装置(6)相连，并驱动动力输出装置(6)工作；
水流导向筒(2)通过连接螺栓组件1(18)固定在水力漂浮装置(4)上，并通过定位锚索(22)和定位锚(23)定位漂浮在特定水域的海面工作。
在图2所示的图1的A-A剖视图中，水流导向筒(2)的水流导向板(2-1)沿转动叶轮(1)轮沿外周一定距离的圆周上均匀分布，在水流导向板(2-1)分布圆周的内部形成水流旋流室，水流导向板(2-1)与圆周切线呈0-90°角度，水流导向板(2-1)上下两端同水流导向筒(2)的支座法兰(2-2)固定连接(焊接)，同时作为水流导向安装支座的高度方向的连接支撑；转动叶轮(1)的叶轮轴筒(1-1)上沿圆周均匀分布有螺旋叶片(1-2)，螺旋叶片叶片(1-2)沿转动叶轮(1)轴心线呈螺旋形状，所有叶片旋转方向一致。

Claims (6)

1. 一种海洋水力驱动装置，其特征是：具有一能够将任何方向流过海洋水力驱动装置的水流转变成旋流方向固定的旋转水流的水流导向筒，该旋转水流驱动位于水流导向筒中央的转动叶轮沿给定方向转动。
2. 根据权利1所述的海洋水力驱动装置，其特征是：海洋水力驱动装置通过水力漂浮装置漂浮在海水表面。
3. 根据权利1所述的海洋水力驱动装置，其特征是：水流导向筒上的水流导向板沿与转动叶轮外圆一定距离的圆周均匀分布，与圆周切线呈0-90°角度，导向板上下两端同水流导向安装支座法兰固定连接。
4. 根据权利1所述的海洋水力驱动装置，其特征是：水流导向安装支座的下支撑座和上支撑座上均设置水流流通孔。
5. 根据权利1所述的海洋水力驱动装置，其特征是：转动叶轮通过上下两端的转动叶轮支撑轴承安装在水流导向安装支座的下支撑座和上支撑座上，上端支撑轴伸出支撑轴承作为与发电设备或其他设备连接的动力输出端。
6. 根据权利1所述的海洋水力驱动装置，其特征是：转动叶轮上的螺旋叶片固定在叶轮轴(筒)上，并沿周向均匀分布，螺旋叶片沿叶轮轴呈螺旋形状，所有叶片旋转方向一致。
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