CN102384017A - 一种垂直轴水流发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垂直轴水流发电系统。为解决海流发电利用效率低、设备复杂的问题，特提出本发明。其包括工作平台、桩柱、液压系统、发电机、传动机构和涡轮；桩柱垂直固定于海底，工作平台固定于桩柱顶部，涡轮安装于桩柱底部；涡轮与液压系统之间通过传动机构相连，液压系统与发电机之间通过联轴器相连；所述液压系统包括液压泵，液压马达，油箱和油管；所述发电机、液压马达和油箱安装在工作平台上；所述涡轮包括机壳、支撑架和叶片，机壳为中空结构，套在桩柱上，所述叶片与桩柱平行，通过支撑架与机壳连接。本发明海流结构简单、制造方便、成本低，能量损失小、海流能量利用效率高；安全便于维护。

Description

一种垂直轴水流发电系统
技术领域
本发明属于一种水流发电系统，尤其涉及一种垂直轴水流发电系统。
背景技术
在海洋运动中，洋流循着一定的路线周而复始地运动着，其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。海海流动可以推动涡轮机发电，为人们输送绿色能源。中国的洋流能源也很丰富，沿海洋流的理论平均功率为1.4亿千瓦。
目前，海流发电站有很多种海流发电方式，花环式海流发电站，驳船式海流发电站，伞式海流发电站等。花环式海流发电发电量小，一般只能为灯塔和灯船提供电力；驳船式海流发电结构复杂，当有狂风巨浪时，需要驶进附近港口避风，有局限性；伞式海流发电建在船上，有局限性，同时离岸边比较远，电力传输也是难题。
发明内容
为解决海流发电利用效率低、设备复杂的问题，本发明提出一种利用率高、结构简单、安装方便的垂直轴水流发电设备。
本发明的技术方案是：一种垂直轴水流发电系统，包括工作平台、桩柱、液压系统、发电机、传动机构和涡轮；桩柱垂直固定于海底，工作平台固定于桩柱顶部，涡轮安装于桩柱底部；涡轮与液压系统之间通过传动机构相连，液压系统与发电机之间通过联轴器相连；所述液压系统包括液压泵，液压马达，油箱和油管；所述发电机、液压马达和油箱安装在工作平台上；所述涡轮包括机壳、支撑架和叶片，机壳为中空结构，套在桩柱上，所述叶片与桩柱平行，通过支撑架与机壳连接。
所述传动机构包括传动齿轮和变速齿轮，传动齿轮和变速齿轮啮合；变速齿轮直接固定在液压泵的输入轴上。所述传动齿轮固定于涡轮的机壳上。
所述传动机构还可以是传动链条和飞轮，传动链条和飞轮啮合；飞轮直接固定在液压泵的输入轴上。所述传动链条固定于涡轮的机壳上。
所述液压泵与油箱之间、液压泵与液压马达之间、液压马达与油箱之间分别通过油管相连接。
所述发电机通过联轴器与液压系统的液压马达相连。
所述叶片与支撑架之间通过轴承连接，轴承座固定在叶片上，与支撑架上的轴承连接配合，叶片可绕轴承相对于支撑架转动。
所述叶片数量≥3。
本发明的有益效果在于：1、本发明采用垂直叶片受力，其受力效果好，海流能量利用率高；2、本发明采用齿轮传动，其结构简单、制造方便、成本低，且可以完成机械运动的一级变速；3、本发明采用液压系统，其结构简单、能量损失小、海流能量利用效率高；4、本发明的发电机、液压马达和油箱安装于伸出水画的工作平台上，可有效避免关键部件常年浸泡在水里，发生腐蚀或渗漏引起设备故障，同时也便于维护。
附图说明：
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的部分放大示意图；
图3为本发明实施例1中涡轮和传动机构的结构示意图；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
图5为本发明实施例2的部分放大示意图；
图6为本发明实施例2中涡轮和传动机构的结构示意图；
其中：1、工作平台，2、发电机，3、联轴器，4、液压马达，5、油管，6、油箱，7、桩柱，8、液压泵，9、传动齿轮，10、变速齿轮，11、涡轮，12、机壳，13、叶片，14、支撑架，15、轴承，16、轴承座，17、传动链条，18、飞轮。
具体实施方式
实施例1
参见图1，本发明包括工作平台1、桩柱7、液压系统、发电机2、传动机构和涡轮11。桩柱7垂直固定于海底，工作平台1固定于桩柱7顶部，涡轮11安装于桩柱7下部；涡轮11与液压系统之间通过传动机构相连，液压系统与发电机2之间通过联轴器3相连。液压系统包括液压泵8，液压马达4，油箱6和油管5。发电机2通过联轴器3与液压系统的液压马达4相连。传动机构包括传动齿轮9和变速齿轮10，传动齿轮9和变速齿轮10啮合。发电机2、液压马达4和油箱6安装在工作平台1上。变速齿轮10直接固定在液压泵8的输入轴上，传动齿轮9固定于涡轮11上。液压泵8与油箱6之间、液压泵8与液压马达4之间、液压马达4与油箱6之间分别通过油管5相连接。
参见图1和图2，涡轮11包括机壳12、支撑架14和叶片13，机壳12为中空结构，套在桩柱7上，叶片13与桩柱7平行，通过支撑架14与机壳12连接。叶片13与支撑架14之间通过轴承15连接，轴承座16固定在叶片13上，与支撑架14上的轴承15连接配合，叶片13可绕轴承15相对于支撑架14转动。叶片13数量≥3。
工作过程如下：叶片13在海流的作用下，带动机壳12上固定的传动齿轮9绕桩柱7做旋转运动，传动齿轮9带动变速齿轮10，将机械运动加速后直接带动液压泵8转动，经液压泵8将机械能转换成液压能；液压泵8将液压油经油管5输送至液压马达4驱动其转动，将液压能转换成机械能；由于液压马达4转动产生的巨大扭矩通过联轴器3驱动发电机2的转子旋转，当转子旋转时对于定子就形成相对的切割磁力线运动，最终将机械能转换成电能。
实施例2
本发明的传动机构包括传动链条17和飞轮18，传动链条17和飞轮18啮合；飞轮18直接固定在液压泵8的输入轴上，传动链条17固定于涡轮的机壳12上。
工作过程如下：叶片13在海流的作用下，带动机壳12上固定的传动链条17绕桩柱7做旋转运动，传动链条17带动飞轮18，将机械运动加速后直接带动液压泵8转动，经液压泵8将机械能转换成液压能；液压泵8将液压油经油管5输送至液压马达4驱动其转动，将液压能转换成机械能；由于液压马达4转动产生的巨大扭矩通过联轴器3驱动发电机2的转子旋转，当转子旋转时对于定子就形成相对的切割磁力线运动，最终将机械能转换成电能。
其他同实施例1。

Claims (9)

1.一种垂直轴水流发电系统，其特征在于，包括工作平台、桩柱、液压系统、发电机、传动机构和涡轮；桩柱垂直固定于海底，工作平台固定于桩柱顶部，涡轮安装于桩柱底部；涡轮与液压系统之间通过传动机构相连，液压系统与发电机之间通过联轴器相连；所述液压系统包括液压泵，液压马达，油箱和油管；所述发电机、液压马达和油箱安装在工作平台上；所述涡轮包括机壳、支撑架和叶片，机壳为中空结构，套在桩柱上，所述叶片与桩柱平行，通过支撑架与机壳连接。
2.根据权利要求1所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述传动机构包括传动齿轮和变速齿轮，传动齿轮和变速齿轮啮合；变速齿轮直接固定在液压泵的输入轴上。
3.根据权利要求2所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述传动齿轮固定于涡轮的机壳上。
4.根据权利要求1所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述传动机构包括传动链条和飞轮，传动链条和飞轮啮合；飞轮直接固定在液压泵的输入轴上。
5.根据权利要求4所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述传动链条固定于涡轮的机壳上。
6.根据权利要求1所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述液压泵与油箱之间、液压泵与液压马达之间、液压马达与油箱之间分别通过油管相连接。
7.根据权利要求1所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述发电机通过联轴器与液压系统的液压马达相连。
8.根据权利要求1所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述叶片与支撑架之间通过轴承连接，轴承座固定在叶片上，与支撑架上的轴承连接配合，叶片可绕轴承相对于支撑架转动。
9.根据权利要求1或8所述的垂直轴水流发电系统，其特征在于，所述叶片数量≥3。
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