CN104018979B - 自动沉浮的潮流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电技术领域，公开了一种自动沉浮的潮流能发电装置，包括缆绳(3)，缆绳(3)一端固定在海底，另一端连接异形导流罩(1)，异形导流罩(1)有潮流进口(7)和潮流出口(8)，在异形导流罩(1)的潮流出口(8)处设有潮流水轮机(2)，潮流水轮机(2)连接有电缆(4)，电缆(4)与缆绳(3)一并固定在海底，异形导流罩(1)潮流出口处后端设有平衡翼(5)，异形导流罩(1)底部与底座(6)转动连接。本发明可根据潮流流速，自动实现上浮下沉的动作，无需借助动力装置驱动。通过异形导流罩实现束流聚能和上升动力的双重效果，通过缆绳固定在海底，相比桩基结构的固定方法成本更低廉。

Description

自动沉浮的潮流能发电装置
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及了一种自动沉浮的潮流能发电装置。
背景技术
我国海岸线长达18,000余千米，在很多近岸海区存在着剧烈的潮汐、潮流运动，为我国提供了广阔的潮流能开发前景。
潮能(潮流能)是在强潮海域布置开放式水力发电装置，利用海水水平方向的流动进行发电。
潮流能装置安装形式可以分为三种：①以底座的形式布置在海床上，②依靠工程设施悬浮于水体中，③依靠浮体漂浮在水面上。底座式机组的缺点是海底流速较小，因此不能捕获到最大流速的能量；漂浮式机组的缺点是受到海浪的影响较大，因此稳定性不高；依靠工程设施的悬浮式机组的缺点是建造成本较高，例如利用桩基固定的悬浮式机组的最大成本是海上打桩施工费用。
潮流能发电装置一般安装在海湾湾口、岛屿之间的水道等一些大流速海域。这些区域往往流速可达2-3m/s以上，是潮流能开发的重点区域。但是这些海湾口、岛屿之间的水道区域往往是船只通行的航道，因此使得潮流能开发和船只通航存在矛盾。尤其是传统漂浮式或悬浮式潮流能发电必将阻碍船只通行。
发明内容
本发明针对现有技术中底座式机组、漂浮式机组、悬浮式机组的建造成本高，受海浪影响大，稳定性不高等缺点，提供了一种可根据潮流流速自动上浮下沉，建设成本低，且不影响过往船只通航的高效潮流能发电装置。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种自动沉浮的潮流能发电装置，包括缆绳，缆绳一端固定在海底，另一端连接异形导流罩，异形导流罩有潮流进口和潮流出口，在异形导流罩的潮流出口处设有潮流水轮机，潮流水轮机连接有电缆，电缆与缆绳一并固定在海底，异形导流罩潮流出口处后端设有平衡翼，异形导流罩底部与底座转动连接。缆绳一端连接固定在海底，另一端与异形导流罩连接使异形导流罩在受到潮流冲击时不被冲走，异形导流罩按潮流流经方向分为潮流进口和潮流出口，潮流从异形导流罩的潮流进口流入，再从潮流出口流出时带动设置在出口处的潮流水轮机，随着潮流水轮机叶轮的转动带动内部发电机从而发电。潮流水轮机连接有电缆，电缆依附于连接固定在海底的缆绳上，输出电能同时也兼顾固定作用。异形导流罩潮流出口处后端设有平衡翼，平衡翼与装置成水平方向，使得装置在悬浮在水体中时仍能保持平衡和稳定。异形导流罩底部与底座转动连接，转动连接的底座可根据当前潮流流向通过转动对自动调节异形导流罩的朝向，让异形导流罩的迎流面能最大化的承载潮流冲击力。
作为优选，异形导流罩呈喇叭状，上半部分迎流面口径较大，下半部分迎流面口径较小。自动沉浮的潮流能发电装置整体采用轻质材料，使得潮流能发电装置的整体比重略大于海水比重，在潮流较小时，重力大于浮力和升力之和，装置能沉在海底；异形导流罩有潮流进口和潮流出口，潮流进口的迎流面口径较大便于吸收潮流的推力使重力小于浮力和升力之和，装置在缆绳的约束下能悬浮在海水中，潮流出口迎流面口径较小有利于束流集中冲击力。
作为优选，连接异形导流罩上一处以上用于连接固定在海底的缆绳的连接点。为了保持装置在受到潮流冲击时不会偏离预置位置区域，同时保持正确的迎流面，异形导流罩设有一处以上用于连接固定在海底的缆绳的连接点。
作为优选，连接点设置在迎流面口径较大的异形导流罩上半部分。
作为优选，可旋转底座可进行任意角度的活动旋转。转动连接的底座可根据当前潮流流向进行任意角度的活动旋转，适应各种潮流方向，以保障异形导流罩迎流面能收到最大的潮流推力，且底座具备一定的比重用于保持自动沉浮的潮流能发电装置的重心。
作为优选，平衡翼与异形导流罩为固定连接。可保持自动沉浮的潮流能发电装置在水体中的平衡。
作为优选，底座上设有转动杆，异形导流罩连接在转动杆上。使得异形导流罩可任意转动。
本发明的有益效果是：一种自动沉浮的潮流能发电装置可根据潮流流速，自动实现上浮下沉的动作，无需借助动力装置驱动。通过异形导流罩实现束流聚能和上升动力的双重效果，且结构简单可靠。通过缆绳固定在海底，相比桩基结构的固定方法成本更低廉。底部的可旋转底座，使得装置位于海底时，仍然能够调整方向以适应潮流方向，适应性强。通过潮流的大小来自主沉浮的特点，可以根据潮流大小自动上浮下沉，在潮流大不适合通航时段进行高效发电，潮流小的通航时段沉入海底，以此避免和船只碰撞事故。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的正面示意图。
图3是本发明潮流大时装置工作示意图。
图4是本发明潮流小时装置工作示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—异形导流罩，2—潮流水轮机，3—缆绳，4—电缆，5—平衡翼，6—底座，7—潮流进口，8—潮流出口，9—转动杆。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种自动沉浮的潮流能发电装置，如图1、2、3、4所示，包括缆绳3，缆绳3一端固定在海底，另一端连接异形导流罩1，异形导流罩1有潮流进口7和潮流出口8，在异形导流罩1的潮流出口8处设有潮流水轮机2，潮流水轮机2连接有电缆4，电缆4与缆绳3一并固定在海底，异形导流罩1潮流出口处后端设有平衡翼5，异形导流罩1底部与底座6转动连接。缆绳3一端连接固定在海底，另一端与异形导流罩1连接使异形导流罩1在受到潮流冲击时不被冲走，异形导流罩1按潮流流经方向分为潮流进口7和潮流出口8，潮流从异形导流罩1的潮流进口7流入，再从潮流出口8流出时带动设置在出口处的潮流水轮机2，随着潮流水轮机2叶轮的转动带动内部发电机从而发电。潮流水轮机2连接有电缆4，电缆4依附于连接固定在海底的缆绳3上，输出电能同时也兼顾固定作用。异形导流罩1潮流出口处后端设有平衡翼5，平衡翼5与装置成水平方向，使得装置在悬浮在水体中时仍能保持平衡和稳定。异形导流罩1底部与底座6转动连接，转动连接的底座6可根据当前潮流流向通过转动对自动调节异形导流罩1的朝向，让异形导流罩1的迎流面能最大化的承载潮流冲击力。
异形导流罩1呈喇叭状，上半部分迎流面口径较大，下半部分迎流面口径较小。自动沉浮的潮流能发电装置整体采用轻质材料，使得潮流能发电装置的整体比重略大于海水比重，在潮流较小时，重力大于浮力和升力之和，装置能沉在海底；异形导流罩1有潮流进口7和潮流出口8，潮流进口7的迎流面口径较大便于吸收潮流的推力使重力小于浮力和升力之和，装置在缆绳的约束下能悬浮在海水中，潮流出口8迎流面口径较小有利于束流集中冲击力。
连接异形导流罩1上一处以上用于连接固定在海底的缆绳3的连接点。为了保持装置在受到潮流冲击时不会偏离预置位置区域，同时保持正确的迎流面，异形导流罩1设有一处以上用于连接固定在海底的缆绳3的连接点。
连接点设置在迎流面口径较大的异形导流罩1上半部分。
可旋转底座6可进行任意角度的活动旋转。转动连接的底座6可根据当前潮流流向进行任意角度的活动旋转，适应各种潮流方向，以保障异形导流罩1迎流面能收到最大的潮流推力，且底座具备一定的比重用于保持自动沉浮的潮流能发电装置的重心。
平衡翼5与异形导流罩1为固定连接。可保持自动沉浮的潮流能发电装置在水体中的平衡。
底座6上设有转动杆9，异形导流罩1连接在转动杆9上。使得异形导流罩1可任意转动。

Claims (6)

1.自动沉浮的潮流能发电装置，其特征在于：包括缆绳(3)，缆绳(3)一端固定在海底，另一端连接异形导流罩(1)，异形导流罩(1)有潮流进口(7)和潮流出口(8)，在异形导流罩(1)的潮流出口(8)处设有潮流水轮机(2)，潮流水轮机(2)连接有电缆(4)，电缆(4)与缆绳(3)一并固定在海底，异形导流罩(1)潮流出口处后端设有平衡翼(5)，异形导流罩(1)底部与底座(6)转动连接；异形导流罩(1)呈喇叭状，上半部分迎流面口径较大，下半部分迎流面口径较小。
2.根据权利要求1所述的自动沉浮的潮流能发电装置，其特征在于：连接异形导流罩(1)上设有一处以上用于连接固定在海底的缆绳(3)的连接点。
3.根据权利要求2所述的自动沉浮的潮流能发电装置，其特征在于：连接点设置在迎流面口径较大的异形导流罩(1)上半部分。
4.根据权利要求1所述的自动沉浮的潮流能发电装置，其特征在于：可旋转底座(6)可进行任意角度的活动旋转。
5.根据权利要求1所述的自动沉浮的潮流能发电装置，其特征在于：平衡翼(5)与异形导流罩(1)为固定连接。
6.根据权利要求1所述的自动沉浮的潮流能发电装置，其特征在于：底座(6)上设有转动杆(9)，异形导流罩(1)连接在转动杆(9)上。
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