CN104863787B - 一种浪流耦合发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浪流耦合发电装置，属于发电技术领域。一种浪流耦合发电装置，包括水平设置的潮流导流罩和垂直设置的波浪导流罩，均呈两头贯通的中空圆柱体状，波浪导流罩的底部垂直连接于潮流导流罩的中部且两者相通；波浪导流罩靠近其顶部套有可与其发生相对转动的轴承，波浪导流罩的两侧对称设有一对通过连杆与轴承相连的浮子；潮流导流罩的尾部连有尾舵，潮流导流罩内靠近其尾部设有可沿其轴向转动的叶轮，潮流导流罩外固定有发电机，发电机的输入端与叶轮的转轴联动连接，通过叶轮的转动驱动发电机进行发电。本发明将潮流和波浪产生耦合共同对叶轮起作用，把潮流能和波浪能转换为电能，使潮流能与波浪能互为补充，得到更好的经济效益。

Description

一种浪流耦合发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种浪流耦合发电装置。
背景技术
海洋科技产业化是先进生产力的重要组成部分，海洋是人们赖以生存的第二疆土。随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步，人们对能源的需求日益增长，占地球表面积70％的广阔海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能和盐差能等。其中，波浪能和潮汐能由于开发过程中对环境影响较小且以机械能的形式存在，属于品味较高的海洋能，利用其发电开发存在巨大潜力。
我国海岸线漫长，浩瀚的海洋蕴藏着丰富的海洋能资源，利用潮流能发电或波浪能发电的技术也日趋成熟。但若能够将潮流能发电和波浪能发电集合在一起，将使得潮流能与波浪能互为补充，得到更好的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种浪流耦合发电装置，使潮流能与波浪能互为补充，得到更好的经济效益。
本发明的目的是这样实现的：
一种浪流耦合发电装置，其特征在于，包括水平设置的潮流导流罩和垂直设置的波浪导流罩，均呈两头贯通的中空圆柱体状，所述波浪导流罩的底部垂直连接于潮流导流罩的中部且两者相通；所述波浪导流罩靠近其顶部套有可与其发生相对转动的轴承，波浪导流罩的两侧对称设有一对通过连杆与轴承相连的浮子；所述潮流导流罩的尾部连有尾舵，潮流导流罩内靠近其尾部设有可沿其轴向转动的叶轮，潮流导流罩外固定有发电机，所述发电机的输入端与叶轮的转轴联动连接，通过叶轮的转动驱动发电机进行发电。
其中，所述潮流导流罩的头部直径大于其尾部直径，所述波浪导流罩的顶部直径大于其底部直径，均呈喇叭口形状。
其中，所述尾舵呈鱼尾状，其宽度大于潮流导流罩头部的直径。
其中，所述尾舵包括前后相连固定部和活动部，所述固定部的横截面的尾部呈向前凹陷的V形凹口，所述活动部的横截面的头部呈向前凸伸的V形凸起，所述V形凸起的尖部伸入V形凹口内，并通过转动轴与V形凹口的尖部相连。
其中，所述V形凸起的尖部夹角小于V形凹口的尖部夹角，所述活动部可沿转动轴在V形凹口的开口范围内作转动。
其中，所述潮流导流罩的尾部设有与其圆周边沿相连的三角架，所述尾舵通过连接杆与三角架的中心点相连。
其中，所述叶轮的转轴的一端伸出潮流导流罩外，该端部和发电机的输入端均设有齿轮，两者之间通过齿轮带与齿轮啮合进行联动。
本发明的有益效果为：本发明将潮流和波浪产生耦合共同对叶轮起作用，把潮流能和波浪能转换为电能，使潮流能与波浪能互为补充，得到更好的经济效益；同时尾舵使潮流导流罩能够自适应潮流方向，收集更多的潮流能。
附图说明
图1为本发明的立体结构图。
图2为本发明的侧视局部放大图。
图3为本发明的局部后视图。
图4为尾舵的结构图。
图5为尾舵的局部横截面图。
图6为叶轮的结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
如图1结合图2所示，一种浪流耦合发电装置，包括水平设置的潮流导流罩1和垂直设置的波浪导流罩2，均呈两头贯通的中空圆柱体状。波浪导流罩2的底部垂直连接于潮流导流罩1的中部且两者相通。潮流导流罩1的头部直径大于其尾部直径，波浪导流罩2的顶部直径大于其底部直径，均呈喇叭口形状，可起导流作用，更好地吸收潮流能和波浪能。
波浪导流罩2靠近其顶部套有可与其发生相对转动的轴承3，波浪导流罩2的两侧对称设有一对通过连杆4与轴承3相连的浮子5，两个浮子5使得整个装置能够漂浮于水中吸收潮流能和波浪能。
潮流导流罩1的尾部连有尾舵6，尾舵6主要起转向平衡作用。如图3所示，在潮流导流罩1的尾部设有与其圆周边沿相连的三角架9，尾舵6通过连接杆10连接于三角架9的中心点相连。
如图4结合图5所示，尾舵6具体包括前后相连固定部61和活动部62。固定部61的横截面的尾部呈向前凹陷的V形凹口64，活动部62的横截面的头部呈向前凸伸的V形凸起65，V形凸起65的尖部伸入V形凹口64内，并通过转动轴63与V形凹口64的尖部相连。而且，V形凸起65的尖部夹角小于V形凹口64的尖部夹角，使得活动部62可沿转动轴63在V形凹口64的开口范围内作转动。
这种结构的尾舵的好处在于：当水流从侧面冲来时，活动部在水流冲击下可绕转动轴作小范围，使得活动部对水流的阻挡面积增大，从而增加水流对尾舵的冲击力，进而使得活动部带动固定部一起快速转动，直至潮流导流罩的进水口，即其喇叭口朝向水流冲击的方向。
潮流导流罩1内靠近其尾部设有可沿其轴向转动的叶轮7，潮流导流罩1外固定有发电机8，叶轮7的转轴的一端伸出潮流导流罩1外，该端部和发电机8的输入端均设有齿轮11，两者之间通过齿轮带12与齿轮11的啮合进行联动，通过叶轮7的转动驱动发电机8进行发电。
叶轮7具体可选用图6中所示的结构，叶片均匀分布在叶轮一周，水流对叶片的冲击通过连接的肋板带动中心轴转动。
把整个装置放入海中，在两个浮子的作用下，装置能够漂浮于海水中。
当海水运动产生潮流对装置进行冲击时，由于尾舵面积较大，受到海水的阻力较大，大于除浮子外的其他部分收到的阻力，尾舵就会带动装置绕轴承转动直至尾舵方向与海水水流方向相同。尾舵可以带动潮流导流罩自适应水流方向，使潮流导流罩的进水口总是正对水流方向，收集更多的海水。
当海面产生的波浪的起伏使海水进入波浪导流罩时，波浪流和潮流一同进入装置并产生耦合，耦合后的水流对叶轮进行冲击，使叶轮转动。叶轮的转动通过齿轮带带动发电机的输入端转动，从而使发电机发电。
本装置可自适应水流方向，使潮流导流罩能够自适应潮流方向，收集更多的潮流能，同时潮流与波浪流可以产生耦合，共同对叶轮起作用，把潮流能和波浪能转换为电能，得到更好的经济效益。

Claims (7)

1.一种浪流耦合发电装置，其特征在于，包括水平设置的潮流导流罩(1)和垂直设置的波浪导流罩(2)，均呈两头贯通的中空圆柱体状，所述波浪导流罩(2)的底部垂直连接于潮流导流罩(1)的中部且两者相通；所述波浪导流罩(2)靠近其顶部套有可与其发生相对转动的轴承(3)，波浪导流罩(2)的两侧对称设有一对通过连杆(4)与轴承(3)相连的浮子(5)；所述潮流导流罩(1)的尾部连有尾舵(6)，潮流导流罩(1)内靠近其尾部设有可沿其轴向转动的叶轮(7)，潮流导流罩(1)外固定有发电机(8)，所述发电机(8)的输入端与叶轮(7)的转轴联动连接，通过叶轮(7)的转动驱动发电机(8)进行发电。
2.根据权利要求1所述的一种浪流耦合发电装置，其特征在于，所述潮流导流罩(1)的头部直径大于其尾部直径，所述波浪导流罩(2)的顶部直径大于其底部直径，均呈喇叭口形状。
3.根据权利要求2所述的一种浪流耦合发电装置，其特征在于，所述尾舵(6)呈鱼尾状，其宽度大于潮流导流罩(1)头部的直径。
4.根据权利要求3所述的一种浪流耦合发电装置，其特征在于，所述尾舵(6)包括前后相连固定部(61)和活动部(62)，所述固定部(61)的横截面的尾部呈向前凹陷的V形凹口(64)，所述活动部(62)的横截面的头部呈向前凸伸的V形凸起(65)，所述V形凸起(65)的尖部伸入V形凹口(64)内，并通过转动轴(63)与V形凹口(64)的尖部相连。
5.根据权利要求4所述的一种浪流耦合发电装置，其特征在于，所述V形凸起(65)的尖部夹角小于V形凹口(64)的尖部夹角，所述活动部(62)可沿转动轴(63)在V形凹口(64)的开口范围内作转动。
6.根据权利要求1所述的一种浪流耦合发电装置，其特征在于，所述潮流导流罩(1)的尾部设有与其圆周边沿相连的三角架(9)，所述尾舵(6)通过连接杆(10)与三角架(9)的中心点相连。
7.根据权利要求1所述的一种浪流耦合发电装置，其特征在于，所述叶轮(7)的转轴的一端伸出潮流导流罩(1)外，该端部和发电机(8)的输入端均设有齿轮(11)，两者之间通过齿轮带(12)与齿轮(11)啮合进行联动。
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