CN104100442A - 海洋能发电装置及其内置模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海洋能发电装置及其内置模块。海洋能发电装置内置模块包括内框架、转轴、驱动单元、至少一个水平轴发电机和至少一个导流罩。转轴可转动地设置于内框架上。驱动单元连接转轴以驱动转轴转动。至少一个水平轴发电机固定于转轴，水平轴发电机的轴线方向平行于水平面。导流罩固定于内框架。海洋能发电装置包括至少一个海洋能发电装置内置模块和外框架。内框架可分离地设置于外框架内。

Description

海洋能发电装置及其内置模块
技术领域
本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种海洋能发电装置及其内置模块。
背景技术
海洋能（包含潮流能、海浪能、洋流能）是指海水流动的机械能，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电和常规水力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。
现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能（包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能）等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备，效率低下，设备不能大规模化。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种安装、维修方便的海洋能发电装置及其内置模块。
为实现本发明的一目的，本发明提供一种海洋能发电装置内置模块，包括内框架、转轴、驱动单元、至少一个水平轴发电机和至少一个导流罩。转轴可转动地设置于内框架上。驱动单元连接转轴以驱动转轴转动。至少一个水平轴发电机固定于转轴，水平轴发电机的轴线方向平行于水平面。导流罩固定于内框架。
根据本发明的一实施例，导流罩的数量为两个，两个导流罩呈轴对称设置且分别位于水平轴发电机的两侧。
根据本发明的一实施例，导流罩为直径逐渐减小的圆筒状。
根据本发明的一实施例，驱动单元包括电动机和减速机，减速机连接转轴的一端，电动机通过减速机驱动转轴转动。
为实现本发明的另一目的，本发明还提供一种海洋能发电装置，包括至少一个海洋能发电装置内置模块和外框架。海洋能发电装置内置模块，包括内框架、转轴、驱动单元、至少一个水平轴发电机和至少一个导流罩。转轴可转动地设置于内框架上。驱动单元连接转轴以驱动转轴转动。至少一个水平轴发电机固定于转轴，水平轴发电机的轴线方向平行于水平面。导流罩固定于内框架。内框架可分离地设置于外框架内。
根据本发明的一实施例，海洋能发电装置还包括拉环和拉索，拉环设于外框架上，拉索的一端设于拉环上。
综上所述，本发明提供的海洋能发电装置内置模块，通过设置可转动的转轴，使得无论水流朝哪个方向流入，水平轴发电机的叶轮始终朝向水流，从而确保最大的发电功率。尤其适用于利用潮汐能进行发电。通过设置导流罩，将水流都集中导向发电机，使得发电机的叶轮受力更大、转速更快，从而提高发电效率。
本发明提供的海洋能发电装置，通过将整个框体分为可分离的外框架和内框架，从而在组装本发明的发电装置时，可以先组装水平轴发电机和内框架，然后将安装有水平轴发电机的内框架嵌入固定至外框架内，以实现模块化安装，使得安装、维修等工作更加便捷。
再者，通过设置拉环和拉索，使得海洋能发电装置能在水中有效固定，便于维修检查。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为根据本发明一实施例提供的海洋能发电装置内置模块的俯视图。
图2为图1的正视图。
图3所示为根据本发明另一实施例提供的海洋能发电装置内置模块的正视图。
图4为所示为根据本发明一实施例提供的海洋能发电装置的俯视图。
图5为图4的局部放大示意图。
具体实施方式
图1所示为根据本发明一实施例提供的海洋能发电装置内置模块的俯视图。图2为图1的正视图。图3所示为根据本发明另一实施例提供的海洋能发电装置内置模块的正视图。请一并参考图1至图3。
海洋能发电装置内置模块10包括内框架1、转轴2、驱动单元3、至少一个水平轴发电机4和至少一个导流罩5。转轴2可转动地设置于内框架1上。驱动单元3连接转轴2以驱动转轴2转动。至少一个水平轴发电机4固定于转轴2。水平轴发电机4的轴线方向X平行于水平面。导流罩5固定于内框架1。
于本实施例中，如图1所示，内框架1的俯视横截面为矩形，且在矩形的中间具有横梁11。对应地，内框架1的底部也具有横梁11。转轴2的两端可转动地设置于横梁11上。
于本实施例中，驱动单元3包括电动机31和减速机32，减速机32连接转轴2的一端（为图2中的上端），电动机31通过减速机32驱动转轴2转动。由于现有的电动机31转速都较快，通过减速机32后转速大大降低，因此能有效且精准地控制转轴2的转速和转动幅度。
于本实施例中，水平轴发电机4的数量可为转轴2的数量的1倍。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，水平轴发电机4的数量可等于转轴2的数量的n倍，其中n>1。即，同一根转轴2上可设置多个水平轴发电机4。于本实施例中，水平轴发电机4为二片叶轮发电机。然而，本发明对此亦不作任何限定。于如图3所示的实施例中，水平轴发电机4可为三片叶轮发电机。于其它实施例中，当水平轴发电机4为多个时，水平轴发电机4可为二片叶轮机、三片叶轮机、四片叶轮机的其中之一或其任意组合。
于本实施例中，导流罩5的数量可为两个，两个导流罩5呈轴对称设置且分别位于水平轴发电机4的两侧。优选地，导流罩5为直径逐渐减小的圆筒状。具体而言，两个导流罩5沿内框架1的横梁11呈轴对称。如图1所示，位于上方的导流罩5，其直径由上而下递减，位于下方的导流罩5，其直径由下而上递减。通过设置导流罩5，将水流都集中导向水平轴发电机4，使得水平轴发电机4的叶轮受力更大、转速更快，从而提高发电效率。然而，本发明对导流罩5的数量和形状不作任何限定。
图4为所示为根据本发明一实施例提供的海洋能发电装置的俯视图。图5为图4的局部放大示意图。请一并参考图4和图5。
本发明还提供一种海洋能发电装置100，包括至少一个海洋能发电装置内置模块10和外框架20。海洋能发电装置内置模块10包括内框架1、转轴2、驱动单元3、至少一个水平轴发电机4和至少一个导流罩5。转轴2可转动地设置于内框架1上。驱动单元3连接转轴2以驱动转轴2转动。至少一个水平轴发电机4固定于转轴2。水平轴发电机4的轴线方向X平行于水平面。导流罩5固定于内框架1。内框架1可分离地设置于外框架20内。
于本实施例中，内框架1上可设有卡勾，外框架20上可设有卡槽，内框架1和外框架20通过卡勾和卡槽的相互卡合实现固定。然而，本发明对内框架1与外框架20之间的固定方式不作任何限定。于实际应用中，一个外框架20内可设有多个内框架1。
于本实施例中，外框架20的一半由空心钢管焊接而成，另一半由工字钢组成。具体而言，外框架20的上半部分由空心钢管焊接而成。因此外框架20重量轻，结构简单，易于加工制造，安装、调节，且拆换方便，适合工程应用。同时外框架20可以给整个海洋能发电装置100提供浮力。另外，外框架20的下半部分可采用工字钢，确保外框架20的重心在下部，以保障外框架20整体的平稳性。
于本实施例中，海洋能发电装置还包括拉环30和拉索40，拉环30设于外框架20上，拉索40的一端设于拉环30上。具体而言，多个拉环30设于外框架20上，多根拉索40的一端穿设于拉环30上，另一端固定在岸边的桩上。优选地，拉环30的数量为四个以上，其中四个分别设于外框架20的四个顶角。通过拉环30和拉索40的设置，使得海洋能发电装置100能在水中固定，也便于维修检查。
于实际应用中，当水流沿水流方向D流向海洋能发电装置及其内置模块时，驱动单元3不运作。此时，水平轴发电机4的叶轮41面向水流。当水流沿水流方向D相反的方向（从图4中看去为由上往下）流向海洋能发电装置及其内置模块时，驱动单元3驱动转轴2转动，从而带动水平轴发电机4旋转180度，使得叶轮41从朝下改为朝上，以保证水平轴发电机4的叶轮始终朝向水流。此种情况尤其适用于利用潮汐能发电，确保了最大的发电功率。
综上所述，本发明提供的海洋能发电装置内置模块，通过设置可转动的转轴，使得无论水流朝哪个方向流入，水平轴发电机的叶轮始终朝向水流，从而确保最大的发电功率。尤其适用于利用潮汐能进行发电。通过设置导流罩，将水流都集中导向发电机，使得发电机的叶轮受力更大、转速更快，从而提高发电效率。
本发明提供的海洋能发电装置，通过将整个框体分为可分离的外框架和内框架，从而在组装本发明的发电装置时，可以先组装水平轴发电机和内框架，然后将安装有水平轴发电机的内框架嵌入固定至外框架内，以实现模块化安装，使得安装、维修等工作更加便捷。
再者，通过设置拉环和拉索，使得海洋能发电装置能在水中有效固定，便于维修检查。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (6)

1.一种海洋能发电装置内置模块，其特征在于，包括：
内框架；
转轴，可转动地设置于所述内框架上； 
驱动单元，连接所述转轴以驱动所述转轴转动； 
至少一个水平轴发电机，固定于所述转轴，所述水平轴发电机的轴线方向平行于水平面；以及
至少一个导流罩，固定于所述内框架。
2.根据权利要求1所述的海洋能发电装置内置模块，其特征在于，所述导流罩的数量为两个，所述两个导流罩呈轴对称设置且分别位于所述水平轴发电机的两侧。
3.根据权利要求1所述的海洋能发电装置内置模块，其特征在于，所述导流罩为直径逐渐减小的圆筒状。
4.根据权利要求1所述的海洋能发电装置内置模块，其特征在于，所述驱动单元包括电动机和减速机，减速机连接转轴的一端，电动机通过减速机驱动转轴转动。
5.一种海洋能发电装置，其特征在于，包括：
至少一个海洋能发电装置内置模块，包括：
内框架；
转轴，可转动地设置于所述内框架上； 
驱动单元，连接转轴以驱动所述转轴转动； 
至少一个水平轴发电机，固定于所述转轴，所述水平轴发电机的轴线方向平行于水平面；以及
至少一个导流罩，固定于所述内框架；以及
外框架，所述内框架可分离地设置于所述外框架内。
6.根据权利要求5所述的海洋能发电装置，其特征在于，所述海洋能发电装置框架还包括拉环和拉索，所述拉环设于所述外框架上，所述拉索的一端设于拉环上。
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