CN102536599A - 水下涡轮发电机 - Google Patents

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Abstract

水下涡轮发电机，包括架体，其特征在于：在架体内轴承支撑有主轴，主轴上圆周均匀分布有叶片，在架体的上端设置有可相对于架体横向移动的上平移车，上平移车的上端设置有与主轴相平行的上挡板，上平移车通过两端均铰接的连杆与上导流板的外缘相接，上导流板的另一端铰接在架体上，且与主轴的中轴线等高，在架体的下部设置有可相对于架体横向移动的下平移车，下平移车上设置有与主轴相平行的下挡板，下平移车通过两端均铰接的连杆与下导流板的外缘相接，下导流板的另一端铰接在架体上，且与主轴的中轴线等高，主轴的端部与发电机相连。这是一种结构简单，设计巧妙，能够在水底，尤其是在海面之下利用多个方向的洋流进行发电的水下涡轮发电机。

Description

水下涡轮发电机
技术领域
本发明涉及一种涡轮发电装置，特别是一种能够在水下，尤其是在海洋中进行发电的水下涡轮发电机。 
背景技术
利用水力推动涡轮转动进行发电，是涡轮发电机的基本原理。涡轮发电这种形式因为其环保、低碳等优点已经广泛的在水力发电领域中应用，但是现在绝大多数的涡轮发电机都需要设置在河流中存在一定高度差的水域，利用水由高处流向低处的原理，将水的重力势能转化为涡轮旋转的扭矩输出，并带动发电机进行发电。这种传统的涡轮发电机只能够用在陆地的河流中，但地球上最大的水体是海洋，海洋之中存在着能量巨大的洋流，如果能够将这些洋流都利用起来，进行发电，将会给人类带来极大的经济效益和能源储备。但是由于海底的情况复杂多变，洋流的流向并不是像河流那样只有一个方向，因此如何实现在错综复杂的海底让多个方向的洋流驱动涡轮机进行发电便成为了一个亟待解决的问题。 
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，能够在水底，尤其是在海面之下利用多个方向的洋流进行发电的水下涡轮发电机。 
本发明的技术解决方案是：一种水下涡轮发电机，包括架体1，其特征在于：在架体1内轴承支撑有主轴2，主轴2上圆周均匀分布有叶片3，在架体1的上端设置有可相对于架体1横向移动的上平移车4，上平移车4的上端设置有与主轴2相平行的上挡板5，上平移车4通过两端均铰接的连杆6与上导流板7的外缘相接，上导流板7的另一端铰接在架体1上，且与主轴2的中轴线等高，在架体1的下部设置有可相对于架体1横向移动的下平移车8，下平移车8上设置有与主轴2相平行的下挡板9，下平移车8通过两端均铰接的连杆6与下导流板10的外缘相接，下导流板10的另一端铰接在架体1上，且与主轴2的中轴线等高，主轴2的端部与发电机相连。 
所述的叶片3的中心位置处，朝向主轴2的转动方向设置有与叶片3成α角的上增力叶片11，且α角的取值范围是20-45度，在叶片3的底端设置有与叶片垂直的下增力叶片12。 
高于上增力叶片11连接点部分的叶片3的断面为弧形。 
本发明同现有技术相比，具有如下优点： 
本种结构形式的水下涡轮发电机，其结构简单，设计巧妙，它针对现有的涡轮式发电机只能设置在河流之中，利用水流的重力势能转化成驱动轴的扭矩输出，驱动发电机发电的工作的技术现状。这种传统的涡轮式发电机只能够应用在河流的水面之上，并且只能够适用于单向水流的环境，这种传统的发电机无法放置在水底（尤其是海洋的底部），利用水底的洋流、暗流等进行发电，没有将这部分能源利用起来。而本实施例的发电机则解决了这个问题，能够在水流方向错综复杂的水下实现驱动轴的单方向转动，充分利用水底洋流这种未被开发的资源进行发电。并且它的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例状态一的示意图。 
图2是本发明实施例状态二的示意图。 
图3是本发明实施例的侧视图。 
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种水下涡轮发电机，包括作为基础的架体1，在架体1内轴承支撑有主轴2，在主轴2上圆周方向上均匀分布有多个叶片3，为了增大水流推动叶片3时叶片3提供给主轴2的推动力，在叶片3上靠近末端1/3处还可以设置与叶片3呈20度-45度夹角的分叶片，达到增大有效推动面积的目的，以获得更大的推力；在架体1的上端设置有上平移车4，这个上平移车4能够相对于架体1做横向的移动，在上平移车4的上端设置有与主轴2相平行的上挡板5，上平移车4通过连杆6与上导流板7的外缘相接，并且连杆6的两端均为转动连接的方式，上导流板7的另一端铰接在架体1上，并且与主轴2的中轴线等高； 
在架体1的下部设置有下平移车8，这个下平移车8同样能够相对于架体1做横向的移动，在下平移车8上设置有与主轴2相平行的下挡板9，下平移车通过连杆6与下导流板10的外缘相接，并且连杆6的两端均为转动连接的方式，下导流板10的另一端铰接在架体1上，并且与主轴2的中轴线等高，而主轴2的端头能够与发电机相连。
为了让主轴2获得较大的推力，主轴2上的叶片3设置为特殊结构，在叶片3的中部设置有上增力叶片11，并且上增力叶片11朝向主轴2的转动方向倾斜，上增力叶片11与叶片3之间的夹角为α，该夹角的范围是：20-45度。并且在叶片3的下端还设置有下增力叶片12，下增力叶片12与叶片3相互垂直。为了减小叶片转动过程中收到的阻力，叶片3的上部，即高于上增力叶片11连接点的部分设置成弧形。 
本发明实施例的水下涡轮发电机的工作过程如下： 
为了实现让主轴2转动时带动发电机工作的目的，需要保证不管水流的方向如何，都能够推动主轴2沿着一个方向转动，而本发明实施例的涡轮发电机就可以实现利用不同方向的海底（或水底）的洋流、暗流等驱动主轴沿着一个方向转动，并最终驱动发电机工作的目的。
如图3所示，当水流从右向左流动时，位于上端的上挡板5受到由右至左的推力，推动上平移车4在架体1上向左滑动，上平移车4向左运动的同时，与之连接的连杆6会拉动上导流板7向上翻转，直至上导流板7的外边缘与架体1接触，上导流板7运动至极限位置，并将主轴2的上半部分挡住，防止由右至左的水流吹动主轴2的上半部分；而下挡板9同样受到由右至左的推力，推动下平移车8向左滑动，下平移车8向左运动的同时，与之连接的连杆6会推动下导流板10向上翻转，这样原本在重力作用下自然下垂的下导流板10便会保持水平状态，架体1下部分的通道开启，水流能够在架体1的下部从右至左流动，推动主轴2的下半部分，迫使主轴2沿着顺时针的方向转动； 
当水流从左向右流动时，位于上端的上挡板5受到由左至右的推力，推动上平移车4在架体1上向右滑动，上平移车4向右运动的同时，与之连接的连杆6会推动上导流板7，同时在上导流板7本身的重力的配合下，上导流板7向下翻转，将架体1的上部分通道开启，水流能够在架体1的上部由右至左流动，推动主轴2的上半部分，迫使主轴2依然沿着顺时针的方向转动；同时下挡板9同样受到由左至右的推力，推动下平移车8向右运动，下平移车8向右运动的同时，与之连接的连杆6会拉动下导流板10向下翻转，将主轴2的下半部分挡住，防止水流流到主轴2的下半部分上，阻碍主轴2的正常转动。
综上所述，这种结构的水下涡轮发电机，不论受到哪个方向上的水流，其主轴2都按照顺时针的方向转动，并驱动与其端头连接的发电机工作，很好地解决了涡轮式发电机在水下受到多个方向的推力无法顺利转动的问题。 

Claims (3)

1.一种水下涡轮发电机，包括架体（1），其特征在于：在架体（1）内轴承支撑有主轴（2），主轴（2）上圆周均匀分布有多个叶片（3），在架体（1）的上端设置有可相对于架体（1）横向移动的上平移车（4），上平移车（4）的上端设置有与主轴（2）相平行的上挡板（5），上平移车（4）通过两端均铰接的连杆（6）与上导流板（7）的外缘相接，上导流板（7）的另一端铰接在架体（1）上，且与主轴（2）的中轴线等高，在架体（1）的下部设置有可相对于架体（1）横向移动的下平移车（8），下平移车（8）上设置有与主轴（2）相平行的下挡板（9），下平移车（8）通过两端均铰接的连杆（6）与下导流板（10）的外缘相接，下导流板（10）的另一端铰接在架体（1）上，且与主轴（2）的中轴线等高，主轴（2）的端部与发电机相连。
2.根据权利要求1所述的水下涡轮发电机，其特征在于：所述的叶片（3）的中心位置处，朝向主轴（2）的转动方向设置有与叶片（3）成α角的上增力叶片（11），且α角的取值范围是20-45度，在叶片（3）的底端设置有与叶片垂直的下增力叶片（12）。
3.根据权利要求2所述的水下涡轮发电机，其特征在于：高于上增力叶片（11）连接点部分的叶片（3）的断面为弧形。
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