CN103994016A - 带自调节导向罩的叶轮发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，解决现有的海面叶轮发电装置无法适应船舶具体使用需求的问题。本装置包括设置在船体内的发电机，船体底部设有带叶片的叶轮，叶轮转轴竖直向上穿过船体与发电机转子转轴连接，叶轮外侧设有导流罩，导流罩转动设置在船体底面，导流罩转轴与叶轮同轴，导流罩由过转轴的平面分隔成中心对称的左右两个流道，两个流道方向相反，并在流道出口处设有单向开启的挡板。本发明采用完全伸入海水中的叶轮驱动发电，密封方便、对入水深度无需求，导流罩分左右两个方向相反的流道，使两个流道均能推动叶轮同向转动；且导流罩能根据洋流方向自动调节方向，提高了效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用洋流的发电装置，特别涉及一种带自调节导向罩的叶轮发电装置。
背景技术
海洋中潮起潮落、洋流流动、波浪起伏都蕴含着巨大的能源，在能源日益紧张的今日，海洋能源是一个巨大的宝库，海洋潮汐能、波浪能清洁无污染，且潜能巨大，而目前人们对还能能源的开发还只是沧海一粟。
传统的利用洋流的叶轮发电机，需要保持叶片半浮于水面，这样下部的叶片受到洋流冲击转动进行发电，这样的结构对吃水深度会发生变化的船上来说，很难进行布置。如中国专利局2012年10月31日公开的CN102758719A号专利申请文件，名称为潮汐发电装置，该装置利用漂浮于海面的两个叶轮装置，分别由正向和反向的潮汐流推动，带动发电机发电。该装置需要在水面漂浮，对于吃水深度变化的船舶来说，难以确定安装高度，或者需要很复杂的调节装置，以适应入水深度要求；再者，该装置叶轮方向固定，在岸边使用有相对稳定的潮汐方向，问题不明显，但是在船舶上使用，船舶与洋流的相对角度时刻变化，叶片角度无法适应洋流方向的变化。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的海面叶轮发电装置无法适应船舶具体使用需求的问题，提供一种带自调节导向罩的叶轮发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，包括设置在船体内的发电机，船体底部设有带叶片的叶轮，叶轮转轴竖直向上穿过船体与发电机转子转轴连接，叶轮外侧设有导流罩，导流罩转动设置在船体底面，导流罩转轴与叶轮同轴，导流罩由过转轴的平面分隔成中心对称的左右两个流道，两个流道方向相反，并在流道出口处设有单向开启的挡板。叶轮整体伸入水中，可以在与船体交接处密封，导流罩沿叶轮的中心平面分隔成两个方向相反的流道，并采用挡板阻止流道中逆流，这样两个流道中的洋流对叶轮推动的方向均为顺时针或者均为逆时针，避免反转。导流罩本身也采用转动固定在船体底部，当洋流方向和流道方向存在夹角，导流罩能自动调节转动，使导流罩处于洋流阻力最小的方向，即其中一个流道顺着洋流的方向。
作为优选，所述导流罩在分隔平面处设置隔板，隔板中部开设供叶片转动的空腔，隔板为平板、同时作为两个流道的左侧壁。隔板内侧靠近叶片的最大外径，最大限度阻止两个流道的洋流逆行产生反省的推动力。
作为优选，所述导流罩于分隔平面的两侧设置弧形展开的导流板，两导流板展开方向相反、并分别作为两流道的右侧壁，形成进口大、出口小的喇叭口形流道。
作为优选，所述导流板在进口端展开的弧度变大。
作为优选，所述导流板和隔板在底部通过垂直隔板方向的筋条连接固定。
作为优选，所述两个挡板通过具有回弹力的合页安装在隔板的两侧。
作为优选，所述叶轮转轴和发电机转子转轴之间通过棘轮连接。当叶轮转速小于发电机转子转轴的转速，棘轮脱离，发电机转子转轴利用惯性转动发电直至转速减小到叶轮转速。
作为优选，所述叶轮转轴和发电机转子转轴设有两个同向的棘轮，两棘轮之间设有增速器。增速器为变速比大于一的变速器，可以为行星齿轮组、或者平行齿轮组等变速器，可以叶轮转速放大后传递给发电机，同时当叶轮转速变小时，两个棘轮脱离，避免增速器阻尼形成负担。
作为优选，所述发电机转子转轴另一端伸出发电机并挂设有飞轮。当叶轮转速变小，发电机转子利用飞轮的惯性能保持较长时间的稳定转速。
作为优选，所述发电机横向布置，叶轮转轴和发电机转子转轴之间设有直角传动装置。
本发明采用完全伸入海水中的叶轮驱动发电，密封方便、对入水深度无需求，导流罩分左右两个方向相反的流道，使两个流道均能推动叶轮同向转动；且导流罩能根据洋流方向自动调节方向，提高了效率。
附图说明
图1是本发明一种结构示意图。
图2是本发明发电装置结构示意图。
图3是本发明图2中A-A处结构图。
图4是本发明棘轮结构示意图。
图中：1.船身，2.发电机，3.叶轮，4.导流罩，5.飞轮，6.增速器，7.棘轮，8.导流板，9.隔板，10.合页，11.挡板。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，如图1所示，船身1内布置有发电装置。如图2、图4所示，发电装置包括发电机2，发电机转子转轴上端伸出挂设飞轮5，发电机转子转轴下端伸出通过一个棘轮7连接增速器6，增速器通过另一个同向的棘轮7连接叶轮3的转轴，叶轮3的转轴穿过船身1的底板伸出船体，叶轮设置在船体底部外。叶轮的转轴竖直设置，与叶轮同轴可转动设置有一个导流罩4，导流罩转动连接在船体上。导流罩罩设在叶轮3的外侧。
导流罩结构如图3所示，导流罩沿过转轴的平面设置隔板9，隔板中部空腔与叶片的最大外径配合。隔板两侧分别设有一个向外展开的导流板8，两导流板向外展开方向相反，并在最外端展开弧度增大。两个导流板和隔板之间形成两个方向相反、进口大出口小的流道，隔板的两端通过可回弹的合页10安装有挡板11，挡板分别设置在两个流道的出口处。导流板和隔板的底端通过筋条连接固定。
当船体在海中行驶或者驻停，导流罩根据洋流方向自动调节到阻力最小的方向，洋流从顺着洋流一侧的流道中流过推动叶轮转动，另一侧流道通过挡板封闭。叶轮通过棘轮带动增速器转动，增速器将叶轮转速放大后传递给发电机。当洋流流速降低，叶轮转速减小，发电机利用飞轮5的惯性保持较长时间的转动，此时棘轮脱开，直至发电机转速和叶轮一致。
Claims (10)
1.一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：包括设置在船体内的发电机，船体底部设有带叶片的叶轮，叶轮转轴竖直向上穿过船体与发电机转子转轴连接，叶轮外侧设有导流罩，导流罩转动设置在船体底面，导流罩转轴与叶轮同轴，导流罩由过转轴的平面分隔成中心对称的左右两个流道，两个流道方向相反，并在流道出口处设有单向开启的挡板。
2.根据权利要求1所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述导流罩在分隔平面处设置隔板，隔板中部开设供叶片转动的空腔，隔板为平板、同时作为两个流道的左侧壁。
3.根据权利要求1或2所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述导流罩于分隔平面的两侧设置弧形展开的导流板，两导流板展开方向相反、并分别作为两流道的右侧壁，形成进口大、出口小的喇叭口形流道。
4.根据权利要求3所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述导流板在进口端展开的弧度变大。
5.根据权利要求3所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述导流板和隔板在底部通过垂直隔板方向的筋条连接固定。
6.根据权利要求2所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述两个挡板通过具有回弹力的合页安装在隔板的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述叶轮转轴和发电机转子转轴之间通过棘轮连接。
8.根据权利要求1所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述叶轮转轴和发电机转子转轴设有两个同向的棘轮，两棘轮之间设有增速器。
9.根据权利要求7或8所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述发电机转子转轴另一端伸出发电机并挂设有飞轮。
10.根据权利要求1或2或7或8所述的一种带自调节导向罩的叶轮发电装置，其特征在于：所述发电机横向布置，叶轮转轴和发电机转子转轴之间设有直角传动装置。
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| CN111520275A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种用于船舶的潮汐能发电装置及救生艇 |
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