CN104100446B - 一种潮汐能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种潮汐能发电装置，属于发电技术领域。本发电装置，包括固定在海底的固定桩和安装在固定桩上的发电单元,所述发电单元具有密封的空腔主体、安装在主体尾部外的螺旋桨和安装在主体内经过传动轴和螺旋桨连接的发电机，所述主体头部设置有与固定桩连接的固定部，所述固定桩上端设置有固定面板，所述固定面板上设置有圆弧形的固定槽，所述固定槽两端所夹的圆心角在90°到180°之间，所述固定部通过环状结构和固定槽连接，所述固定槽的宽度大于环状结构横截面的最大宽度，所述主体的浮力大于等于发电单元的总重。本发明具有安装、拆卸方便、防止电缆损伤、发电效率高等优点。

Description

一种潮汐能发电装置

技术领域

本发明属于发电技术领域，涉及一种发电装置，特别是一种潮汐能发电装置。

背景技术

潮汐能是一种清洁无污染环境的可再生能源。潮水每日涨落，周而复试，取之不尽，用之不竭。充分开发利用潮汐能不仅可以节约日益枯竭的常规能源，缓解严峻的资源短缺问题，而且还可以减少污染，保护人类赖以生存的生态环境。潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。它是一种相对稳定的可靠能源，很少受气候等自然因素的影响，全年总发电量稳定。

但是目前的潮汐能发电装置，大多都需要长期固定在海底，拆卸，安装操作复杂,发电机及叶轮不能随着潮水的流向的变化相应的改变位置，不能使叶轮始终保持和潮水的流向一致等技术问题。

针对上述问题，通过检索发现有中国专利文献公开了一种潮汐能发电模块及阵列【申请号：201210153710.9；申请公布号 CN 103423075 A】。这种潮汐能发电模块由发电机、发电机固定框架、叶轮及导线组成；发电机固定于发电机固定框架的中心；叶轮与发电机输入轴相连接。

但是该专利文献公开的潮汐能发电模块的发电机是在固定发电机固定框架上的，当潮水的流向发生变化时，发电机及叶轮不能随着潮水的流向的变化相应的改变位置，不能使叶轮始终保持和潮水的流向一致，因此存在发电效率不高的问题。

另外，中国专利文献还公开了一种潮汐流叶轮发电装置，【申请号：201010137629.2；申请公布号 CN 101832218 A】。该潮汐流叶轮发电装置的通过设置具有双向旋转功能的叶轮，实现两个方向的潮汐流都能发电，但是依然不能使叶轮始终保持和潮水的流向一致。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种潮汐能发电装置，该装置具有安装、拆卸方便、并可以使叶轮始终保持和潮水的流向一致的特点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种潮汐能发电装置，包括固定在海底的固定桩和安装在固定桩上的发电单元,所述发电单元具有密封的空腔主体、安装在主体尾部外的螺旋桨和安装在主体内经过传动轴和螺旋桨连接的发电机，所述主体头部设置有与固定桩连接的固定部，所述固定桩上端设置有水平的固定面板，所述固定面板上设置有圆弧形的固定槽，所述固定槽两端所夹的圆心角在90°到180°之间，所述固定部通过环状结构和固定槽连接，所述固定槽的宽度大于环状结构横截面的最大宽度，所述主体的浮力大于等于发电单元的总重。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的螺旋桨外端设置有导流罩。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的螺旋桨的桨叶是具有空心内腔的密封结构。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述主体的内腔还设置有增速器，所述传动轴包括传动轴一和传动轴二，所述增速器的输入轴通过传动轴一和螺旋桨连接，所述增速器的输出轴通过传动轴二和发电机的输入轴连接，所述的主体和螺旋桨之间还设置有传动轴防缠绕装置，所述传动轴防缠绕装置是锯齿形切割刀，所述锯齿形切割刀固定在主体的尾部并和传动轴一同心设置。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的传动轴防缠绕装置还包括片状切割刀，所述片状切割刀固定在传动轴一上并位于锯齿形切割刀和螺旋桨之间。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述主体的上部和下部分别设置有垂直于主体的片状的背鳍和腹鳍，所述主体两侧均设置有片状的舭龙骨，所述舭龙骨和腹鳍之间呈锐角设置。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的固定桩具有中空管状的桩体，所述桩体的一端设置有固定面板，另外一端设置有圆锥状的桩头，所述桩体外壁上靠近桩头的一端固定有数块呈三角形的加强部。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的固定面板上开设有电缆孔二，所述固定面板的下端设置有固定短管，所述桩体插入固定短管内作间隙配合，所述桩体和固定短管通过紧固件做脱卸式连接，所述桩体的侧壁上开设有电缆孔一。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的固定桩具有中空管状的桩体，所述桩体一端设置有固定面板，另外一端为固定端，所述所述固定面板上开设有电缆孔二，所述固定面板的上端设置有固定短管，所述桩体插入固定短管内作间隙配合，所述桩体和固定短管通过紧固件做脱卸式连接。

在上所述的一种潮汐能发电装置中，所述的桩体内浇筑有水泥砂浆，所述输出电缆固定在水泥砂浆内。

与现有技术相比，本发明通过卸扣把潮汐能发电装置的本体固定在固定桩的环形的固定槽内，所述卸扣可以根据本体受潮水作用力的情况在固定槽内移动，具有安装、拆卸方便、防止电缆损伤，并可以使叶轮始终保持和潮水的流向一致，发电效率高等优点

附图说明

图1是第一实施例中的本发明的安装示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是图1中的A向视图。

图4是图1中的B-B剖视图。

图5是第二实施例中的本发明的安装示意图

图中：1、主体；2、螺旋桨；3、导流罩；4、背鳍；5、腹鳍；6、舭龙骨；7、传动轴一；8、增速器；9、传动轴二；10、发电机；11、稳压器；12、输出电缆；13、固定部；14、卸扣；15、固定桩；15a、固定面板；15b、固定短管；15c、桩体；15d、电缆孔一；15e、加强部；15f、桩头；15g、固定槽；15h、电缆孔二；16、锯齿形切割刀；17、片状切割刀；18、海床；19、海洋结构物；

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图4所示，一种潮汐能发电装置，包括固定在海底的固定桩15和安装在固定桩15上的发电单元,所述发电单元具有密封的空腔主体1、安装在主体1尾部外的螺旋桨2和安装在主体1内经过传动轴和螺旋桨2连接的发电机10，所述主体1头部设置有与固定桩15连接的固定部13，所述固定桩15上端设置有水平的固定面板15a，所述固定面板15a上设置有圆弧形的固定槽15g，所述固定槽15g两端所夹的圆心角在90°到180°之间，所述固定部13通过环状结构和固定槽15g连接，所述固定槽15g的宽度大于环状结构横截面的最大宽度，所述主体1的浮力大于等于发电单元的总重。

具体来说，所述主体1的头部子弹头状的流线结构，所述主体1的躯干从头到尾呈逐步减小的喇叭状的流线结构；所述环状结构可以是卸扣14 或者其它类似的环状的可拆卸结构。

具体来说，所述主体的1内腔，从尾到首依次设置有增速器8、发电机10，所述增速器8的输入轴通过传动轴一7和螺旋桨2连接，所述增速器8的输出轴通过传动轴二9和发电机10的输入轴连接，所述主体1的内腔还设置有稳压器11，所述发电机10通过电缆和稳压器11连接，所述稳压器11和输出电缆12连接，所述主体的1内腔还可以设置有压载舱来调节本潮汐能发电装置的重力，从而使本潮汐能发电装置在海水中处于浮力和重力的平衡状态。

通过在固定桩15的固定面板15a上设置圆心角在90°至180°之间的环槽即上述的固定槽15g，把发电单元通过卸扣14固定在固定槽15g内，当潮汐流发生变化时，通过潮汐流作用在主体1上的力，推动发电单元绕着固定桩15的中心，在固定槽15g的范围内来回转动，最终使发电单元的中心轴和潮汐流的流向一致，发电效率高，另外因为固定槽的圆心角在90°至180°之间，所以本发电单元的旋转范围基本处于180°以内，所以不会使输出电缆12过度扭转而损坏，当固定槽15g的圆心角小于180°时，所述固定面板15a上可以设置两条对称布置的固定槽15g，当其中一条固定槽15g损坏时，可以换用另外一条固定槽15g。

具体来说，所述的螺旋桨2外端设置有导流罩3，所述的螺旋桨2的桨叶是具有空心内腔的密封结构，所述螺旋桨2和导流罩3可以采用钛板、铜板或者不锈钢板制作。

螺旋桨2外设置导流罩3可以增加螺旋桨2的工作效率，螺旋桨的桨叶采用空心的密封结构，可以增加浮力。

具体来说，所述的主体1和螺旋桨2之间还设置有传动轴防缠绕装置，所述传动轴防缠绕装置是锯齿形切割刀16，所述锯齿形切割刀16固定在主体1的尾部并和传动轴一7同心设置。

具体来说，所述的传动轴防缠绕装置还包括片状切割刀17，所述片状切割刀17固定在传动轴一7上并位于锯齿形切割刀17和螺旋桨2之间。

在螺旋桨2和主体1之间设置传动轴防缠绕装置可以有效的避免渔网等缠绕物缠绕螺旋桨2和传动轴一7，从而使本装置工作更加可靠。

具体来说，所述的主体1的上部和下部分别设置有垂直于主体1的片状的背鳍4和腹鳍5，所述主体1两侧均设置有片状的舭龙骨6，所述舭龙骨6和腹鳍5之间呈锐角设置。

通过垂直设置背鳍4和腹鳍5，当潮汐流方向有改变时，可以增加受力面积，可以提高发电单元随潮汐流改变方向的灵敏性；另外在主体1两侧设置有舭龙骨6可以增加发电单元的稳性，使其在工作过程中平稳、可靠；舭龙骨6和腹鳍5之间呈锐角设置可以减小发电单元在水中左右摇摆的幅度，提高稳定性。

具体来说，所述的固定桩15具有中空管状的桩体15c，所述桩体15c的一端设置有固定面板15a，另外一端设置有圆锥状的桩头15f，所述桩体15c外壁上靠近桩头15f的一端固定有数块呈三角形的加强部15e，所述桩头15f和加强部15e均打入海床18。

具体来说，所述的固定面板15a上开设有电缆孔二15h，所述固定面板15a的下端设置有固定短管15b，所述桩体15c插入固定短管15b内作间隙配合，所述桩体15c和固定短管15b通过紧固件做脱卸式连接，所述桩体15c的侧壁上开设有电缆孔一15d，输出电缆12从主体1内穿出后经面板15a上的电缆孔二15h进入桩体15c内，并经桩体15c侧壁上的电缆孔一15d穿出至用电设备。

具体来说，所述的桩体15c内浇筑有水泥砂浆，所述输出电缆12固定在水泥砂浆内。

实施例二

如图5所示，本实施例二中的内容大致与实施例一中的内容相同，所不同的是实施一中所述固定桩15是固定在海床18上的，而实施例二中固定桩15是通过桩体15c固定在如海洋平台、驳船、浮动船坞等海洋结构物19上的。

具体来说，所述的固定桩15具有中空管状的桩体15c，所述桩体15c一端设置有固定面板15a，另外一端为固定端，固定在如海洋平台、驳船、浮动船坞等海洋结构物19上。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、主体；2、螺旋桨；3、导流罩；4、背鳍；5、腹鳍；6、舭龙骨；7、传动轴一；8、增速器；9、传动轴二；10、发电机；11、稳压器；12、输出电缆；13、固定部；14、卸扣；15、固定桩；15a、固定面板；15b、固定短管；15c、桩体；15d、电缆孔一；15e、加强部；15f、桩头；15g、固定槽；15h、电缆孔二；16、锯齿形切割刀；17、片状切割刀；18、海床；19、海洋结构物等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种潮汐能发电装置，包括固定在海底的固定桩（15）和安装在固定桩（15）上的发电单元,所述发电单元具有密封的空腔主体（1）、安装在主体（1）尾部外的螺旋桨（2）和安装在主体（1）内经过传动轴和螺旋桨（2）连接的发电机（10），其特征在于，所述主体（1）头部设置有与固定桩（15）连接的固定部（13），所述固定桩（15）上端设置有水平的固定面板（15a），所述固定面板（15a）上设置有圆弧形的固定槽（15g），所述固定槽（15g）两端所夹的圆心角在90°到180°之间，所述固定部（13）通过环状结构和固定槽（15g）连接，所述固定槽（15g）的宽度大于环状结构横截面的最大宽度，所述主体（1）的浮力大于等于发电单元的总重。

2.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述螺旋桨（2）外端设置有导流罩（3）。

3.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述螺旋桨（2）的桨叶是具有空心内腔的密封结构。

4.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述主体（1）的内腔还设置有增速器（8），所述传动轴包括传动轴一（7）和传动轴二（9），所述增速器（8）的输入轴通过传动轴一（7）和螺旋桨（2）连接，所述增速器（8）的输出轴通过传动轴二（9）和发电机（10）的输入轴连接，所述主体（1）和螺旋桨（2）之间还设置有传动轴防缠绕装置，所述传动轴防缠绕装置是锯齿形切割刀（16），所述锯齿形切割刀（16）固定在主体（1）的尾部并和传动轴一（7）同心设置。

5.根据权利要求4所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述传动轴防缠绕装置还包括片状切割刀（17），所述片状切割刀（17）固定在传动轴一（7）上并位于锯齿形切割刀（17）和螺旋桨（2）之间。

6.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述主体（1）的上部和下部分别设置有垂直于主体（1）的片状的背鳍（4）和腹鳍（5），所述主体（1）两侧均设置有片状的舭龙骨（6），所述舭龙骨（6）和腹鳍（5）之间呈锐角设置。

7.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述固定桩（15）具有中空管状的桩体(15c)，所述桩体(15c)的一端设置有固定面板(15a)，另外一端设置有圆锥状的桩头(15f)，所述桩体(15c)的外壁上靠近桩头(15f)的一端固定有数块呈三角形的加强部(15e)。

8.根据权利要求7所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述固定面板（15a）上开设有电缆孔二（15h），所述固定面板（15a）的下端设置有固定短管（15b），所述桩体（15c）插入固定短管(15b)内作间隙配合，所述桩体(15c)和固定短管(15b)通过紧固件做脱卸式连接，所述桩体(15c)的侧壁上开设有电缆孔一(15d)。

9.根据权利要求1所述的一种潮汐能发电装置，其特征在于，所述固定桩(15)具有中空管状的桩体(15c)，所述桩体(15c)一端设置有固定面板(15a)，另外一端为固定端，所述固定面板(15a)上开设有电缆孔二（15h），所述固定面板(15a)的上端设置有固定短管（15b），所述桩体（15c）插入固定短管(15b)内作间隙配合，所述桩体(15c)和固定短管(15b)通过紧固件做脱卸式连接。