CN103742366B - 一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，属于可再生资源发电装置结构领域，包括海洋平台、立柱、吊篮、控制室、发电机、风力传感器、吊绳和水流传感器，立柱固定在有矩形通孔的海洋平台上，吊篮通过吊绳吊装在立柱上，吊篮底部为潮流能发电装置由导流罩、导叶、桨叶和下转轴组成，吊篮上方为风能发电装置，下转轴圆周方向上装有桨叶，下转轴的上端与发电机相连，发电机上端为上转轴，上转轴输入端为风叶，立柱的顶端和底端分别装有风力传感器和水流传感器将测量数据传输到控制室内，控制室建造在海洋平台上。因此该装置解决了单一的海上风力发电装置或潮流能发电装置投资成本太大、发电量不稳定、发电间隔时间太长发电效果比较差的问题。

Description

一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置
技术领域
本发明涉及一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，属于可再生资源发电装置结构领域。
背景技术
随着全球经济的发展，地球的不可再生能源石化燃料逐渐枯竭且温室效应日益严重，越来越多的国家开始关注新型清洁能源的开发利用，海洋占地球表面积的70%成为备受关注的焦点，人们在海上建造巨型海洋平台开采石油及其他不可再生资源的同时，还利用海洋潮流的规律性发明了潮流能发电装置，同时利用海平面上空旷、平坦的特点将风力发电装置安装在海边上，虽然潮流能和风能发电非常环保且取之不尽用之不竭，但考虑到单独在海上建造一个风力发电装置或潮流能发电装置投资巨大，而且单独的风力发电装置经常遇到风力不稳定导致发电量不稳定的情况，潮流能发电装置发电间隔时间太长特别是退潮时发电效果极差，为了解决目前海上发电装置存在的问题，需要开发一款能够降低建造投资成本，降低建设难度，能够保持稳定发电量，发电效益高的新型海上发电装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置。
本发明要解决的问题是传统单一的海上风力发电装置或者潮流能发电装置投资成本太大、发电量不稳定、发电间隔时间太长发电效果普遍比较差的问题。
一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，包括海洋平台、立柱、电机、吊篮、滑轮、控制室、导流罩、底座、发电机、风叶、变速装置、安装横梁、上转轴、下转轴、吊环、风力传感器、吊绳、水流传感器、导叶和桨叶，所述海洋平台上设有矩形通孔供潮流能与风能协同发电装置上下运动，立柱有四根固定在海洋平台上，立柱下端在海平面以下使潮流能发电装置达到最低水位要求，立柱顶部左右两侧分别安装了电机，电机的转轴上绑有吊绳，吊绳另一端绑定在吊环上，吊环在吊篮的顶部两侧，吊篮由Q235钢焊接而成钢结构，吊篮前后四根支腿上装有滑轮，滑轮卡在立柱的U型槽内，方便吊篮上下滑动时导向和定位用，吊篮底部为潮流能发电装置，吊篮中间为发电机，吊篮上方为风能发电装置，导流罩固定在吊篮的底部，导流罩为四周封闭中间贯通的钢结构，导流罩设计成两头大中间小的扩口结构，导流罩进口和出口处均设有导叶，导叶夹装在导流罩上板和下板之间，导叶使水流方向更一致冲击桨叶后带动下转轴快速旋转，下转轴在导流罩里面部分圆周方向上装有桨叶，下转轴装在导流罩正中间垂直方向上，下转轴穿过导流罩的上端与发电机相连，下转轴旋转时做切割磁场运动进行发电，发电机安装在底座上面，底座焊接在导流罩上表面，发电机上端为上转轴，上转轴输入端为变速装置，变速装置改变风叶的转轴旋转速度和旋转方向，变速装置通过安装横梁架空在吊篮内，安装横梁为Q235钢材料，变速装置输入端为风叶，风叶在风力吹动下经过变速装置带动上转轴转动，上转轴在发电机内做切割磁场运动进行发电，立柱的最底端装有水流传感器，立柱的最上端装有风力传感器，水流传感器和风力传感器协同工作将测量数据传输到控制室内，控制室建造在海洋平台上，工人可根据水流速度和风速调节吊篮高度让发电装置发电效益处于最高，发电机在桨叶和风叶共同作用下进行协同发电。
所述立柱截面为U型结构，立柱为Q235钢材料；
所述发电机需做过水密和防腐处理；
所述导流罩、立柱和吊篮表面都涂刷船体专用防腐漆；
所述导叶为SUS316不锈钢材料，导叶在导流罩进口和出口处各有2个；
所述桨叶为镁铝合金成型材料，桨叶数量为10-18片之间；
本发明的优点是：利用吊篮将风能发电装置和潮流能发电装置有效的结合在一起，同时结合风力传感器和水流传感器的测量数据将吊篮进行上下滑动，让风能发电和潮流能发电效益达到最大，整个装置通过立柱固定在现成的海洋平台上，不仅大大降低了单独建造风能发电装置或者潮流能发电装置平台的巨额投资，而且可马上将产生的电能用在海洋平台上的各种钻井设备上，给海洋平台上施工带来了极大的便利，潮流能发电装置扩口结构的导流罩设计使更多的水流通过桨叶，使水流能量更加集中，同时导流罩内导叶的增设可以改变水流的方向，使水流方向更一致减小反向力矩，再进一步的提高潮流能单独发电效益。
附图说明
图1是本发明一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置的整体结构示意图；
图2是本发明一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置中的部件结构示意图；
图3是本发明一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置的纵向剖视结构图；
图4是本发明一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置的横向剖视结构图；
图中：1、海洋平台2、立柱3、电机4、吊篮5、滑轮6、控制室7、导流罩8、底座9、发电机10、风叶11、变速装置12、安装横梁13、上转轴14、下转轴15、吊环16、风力传感器17、吊绳18、水流传感器19、导叶20、桨叶。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，包括海洋平台1、立柱2、电机3、吊篮4、滑轮5、控制室6、导流罩7、底座8、发电机9、风叶10、变速装置11、安装横梁12、上转轴13、下转轴14、吊环15、风力传感器16、吊绳17、水流传感器18、导叶19和桨叶20，所述海洋平台1上设有矩形通孔供潮流能与风能协同发电装置上下滑动，立柱2有四根固定在海洋平台1上，立柱2下端在海平面以下使潮流能发电装置达到最低水位要求，立柱2顶部左右两侧分别安装了电机3，电机3的转轴上绑有吊绳17，吊绳17另一端绑定在吊环15上，吊篮4在电机3的转动下可实现上下滑动让风能发电和潮流能发电，发电效益达到最大，吊环15在吊篮4的顶部两侧，吊篮4由Q235钢焊接而成钢结构，吊篮4前后四根支腿上装有滑轮5，滑轮5卡在立柱2的U型槽内方便吊篮4上下滑动时导向和定位用，吊篮4底部为潮流能发电装置，吊篮4中间为发电机9，吊篮4上方为风能发电装置，导流罩7固定在吊篮4的底部，导流罩7为四周封闭中间贯通的钢结构，导流罩7设计成两头大中间小的扩口结构使水流能量更加集中，导流罩7进口和出口处均设有两片SUS316不锈钢材料的导叶19可以改变水流的方向使水流方向更一致减小反向力矩，导叶19夹装在导流罩7上板和下板之间，导叶19使水流方向更一致冲击桨叶20后带动下转轴14快速旋转，下转轴14在导流罩7里面部分圆周方向上装有10-18片之间镁铝合金成型材料的桨叶20，下转轴14装在导流罩7正中间垂直方向上，下转轴14穿过导流罩7的上端与做过水密和防腐处理的发电机9相连，下转轴14旋转时做切割磁场运动进行发电，发电机9安装在底座8上面，底座8焊接在导流罩7上表面，发电机9上端为上转轴13，上转轴13输入端为变速装置11，变速装置11改变风叶10的转轴旋转速度和旋转方向，变速装置11通过安装横梁12架空在吊篮4内，安装横梁12为Q235钢材料，变速装置11输入端为风叶10，风叶10在风力吹动下经过变速装置11带动上转轴13转动，上转轴13在发电机9内做切割磁场运动进行发电，立柱2的最底端装有水流传感器18，立柱2的最上端装有风力传感器16，水流传感器18和风力传感器16协同工作将测量数据传输到控制室6内，控制室6建造在海洋平台1上，工人可根据水流速度和风速调节吊篮4高度让发电装置发电效益处于最高，发电机9在桨叶20和风叶10共同作用下进行协同发电，导流罩7、立柱2和吊篮4表面都涂刷船体专用防腐漆提高钢结构使用寿命。
本发明使用方法，将潮流能发电装置和风能发电装置统一安装在吊篮4内，将整个吊篮4用吊绳17吊装在立柱2上，立柱2事先固定在设有矩形通孔的海洋平台1上，将相对应的控制线和传感器信号线接至控制室6内，让装置处于发电状态便可，工人根据风力传感器16和水流传感器18的测量数据调节吊篮4高度让风能发电装置和潮流能发电装置发电效益处于最高可持续不间断的给海洋平台1上的设备提供充足的电能；因此本发明具有建造投资成本低，建设难度低，能够保持稳定发电量，两种发电装置协同发电效益极高等优点。

Claims (6)

1.一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，包括海洋平台（1）、立柱（2）、电机（3）、吊篮（4）、滑轮（5）、控制室（6）、导流罩（7）、底座（8）、发电机（9）、风叶（10）、变速装置（11）、安装横梁（12）、上转轴（13）、下转轴（14）、吊环（15）、风力传感器（16）、吊绳（17）、水流传感器（18）、导叶（19）和桨叶（20），其特征是：所述海洋平台（1）上设有矩形通孔，立柱（2）有四根固定在海洋平台（1）上，立柱（2）下端在海平面以下，立柱（2）顶部左右两侧分别安装了电机（3），电机（3）的转轴上绑有吊绳（17），吊绳（17）另一端绑定在吊环（15）上，吊环（15）在吊篮（4）的顶部两侧，吊篮（4）由Q235钢焊接而成钢结构，吊篮（4）前后四根支腿上装有滑轮（5），滑轮（5）卡在立柱（2）的U型槽内，吊篮（4）底部为潮流能发电装置，吊篮（4）中间为发电机（9），吊篮（4）上方为风能发电装置，导流罩（7）固定在吊篮（4）的底部，导流罩（7）为四周封闭中间贯通的钢结构，导流罩（7）设计成两头大中间小的扩口结构，导流罩（7）进口和出口处均设有导叶（19），导叶（19）夹装在导流罩（7）上板和下板之间，下转轴（14）在导流罩（7）里面部分圆周方向上装有桨叶（20），下转轴（14）装在导流罩（7）正中间垂直方向上，下转轴（14）穿过导流罩（7）的上端与发电机（9）相连，下转轴（14）旋转时做切割磁场运动，发电机（9）安装在底座（8）上面，底座（8）焊接在导流罩（7）上表面，发电机（9）上端为上转轴（13），上转轴（13）输入端为变速装置（11），变速装置（11）通过安装横梁（12）架空在吊篮（4）内，安装横梁（12）为Q235钢材料，变速装置（11）输入端为风叶（10），上转轴（13）在发电机（9）内做切割磁场运动，立柱（2）的最底端装有水流传感器（18），立柱（2）的最上端装有风力传感器（16），水流传感器（18）和风力传感器（16）通过信号线与控制室（6）相连，控制室（6）建造在海洋平台（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，其特征是：所述立柱（2）截面为U型结构，立柱（2）为Q235钢材料。
3.根据权利要求1所述的一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，其特征是：所述发电机（9）做过水密和防腐处理。
4.根据权利要求1所述的一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，其特征是：所述导流罩（7）、立柱（2）和吊篮（4）表面都涂刷船体专用防腐漆。
5.根据权利要求1所述的一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，其特征是：所述导叶（19）为SUS316不锈钢材料，导叶（19）在导流罩（7）进口和出口处各有2个。
6.根据权利要求1所述的一种海洋平台的潮流能与风能协同发电装置，其特征是：所述桨叶（20）为镁铝合金成型材料，桨叶（20）数量为10-18片之间。
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