CN106224165A - 一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，包括上下表面设置有发电机构的浮体，所述发电机构由支柱、能量转换系统和能量采集系统构成；所述支柱的顶端通过内置基座的横轴与所述能量转换系统连接，所述能量转换系统通过转向节与所述能量采集系统连接；该装置拥两套发电装置，在来流切面提取海洋潮流动能和风力动能，转动电机发电，极大提高海洋能资源的利用率，由于主要部件均采用伸缩折叠式结构，无需进行长时间水下安装作业，且一体化装置无需分装运输，运输与安装成本降低。

Description

一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置
技术领域
本发明属于利用海上风能和潮流能发电的技术领域，特别涉及一种利用横轴进行海上潮流能风能两用的发电装置。
背景技术
海洋覆盖了地球的百分之七十的表面，蕴含着无穷的能量，其中可利用的能量大大超过了目前全球能源需求的总和。海洋能是一种清洁的可再生能源，因此合理开发和利用海洋能具有重要的意义。中国海岸线漫长，海洋能资源丰富，并且中国东部沿海地区经济发达，电力负荷密集，为大规模的开发和利用海洋能提供了条件。海洋能将是中国未来能源结构中的重要组成部分。其中潮流能由于可预测性强,在稳定提供电力方面比波浪能有更大的优势,同时与潮汐能的利用相比,潮流能并不需要很大范围的改变自然环境,因此成为当前的海洋能焦点。我国的潮流能资源丰富，著名的潮流高能密度区包括渤海海峡老铁山水道、杭州湾北侧、舟山群岛的金塘水道和西侯门水道等。
陆地上可经济开发的风资源越来越少，海上风电技术成为了新的发展趋势。与陆地风电相比，海上风电具有不占地方，风速高，电量大，运行稳定等优点。由于中国海上风能资源主要集中在东南沿海地区，紧邻用电需求大的发达地区，可以实现就近消化，降低输送成本，所以发展潜力巨大。现有的海上风机和潮流能发电装置基本采用固定式结构，无法解决由于环境中风力资源潮流能资源的转变而引起的发电效率降低问题。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明的目的是提供一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，该装置拥两套发电装置，在来流切面提取海洋潮流动能和风力动能，转动电机发电，极大提高海洋能资源的利用率，由于主要部件均采用伸缩折叠式结构，无需进行长时间水下安装作业，且一体化装置无需分装运输，运输与安装成本降低。
为了解决现有技术中存在技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，包括上下表面设置有发电机构的浮体，所述发电机构由支柱、能量转换系统和能量采集系统构成；所述支柱的顶端通过内置在基座的横轴与所述能量转换系统连接，所述能量转换系统通过转向节与所述能量采集系统连接。
所述横轴上轴承板与基座固定连接，其下轴承板通过弹性卡环与所述支柱顶端固定连接。
所述能量转换系统包括发电机、输入轴和增速齿轮箱；所述发电机的两端分别通过输入轴与所述增速齿轮箱连接。
所述能量采集系统包括连杆和叶轮构成，所述连杆一端连接叶轮，其另一端通过转向节与所述增速齿轮箱连接。
所述转向节与所述能量转换系统之间还设置有轴封。
所述能量转换系统外部设置有保护壳
所述支柱为折叠机构。
所述能量采集系统中叶轮和连接杆均为折叠结构。
所述浮体上还设置浮筒。
所述浮体的底部设置有锚链。
本发明有益效果：
第一，本发明通过在发电机两端各设有一套叶轮、连杆、转向节、和增速齿轮箱，发电机和两端的增速齿轮箱固定在一个公共的基座上，基座借助横轴转动方式安装在支柱上，支柱固定在中间浮体上；并且海上风能发电机和水下潮流能发电机可以同时使用；极大地提高了能源利用率和单个装置的发电效率。
第二，本发明通过整体的折叠式结构能够克服运输与安装消耗大量人力物力财力的不足，通过有效的伸缩折叠缩小整个装置的体积并改变原本复杂的型表面，方便运输。
第三，本发明通过中间的浮体采用锚链固定在海床上，便于工作地点的变更，在使用周期结束后方便收回再次利用。
附图说明
图1是一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置的结构示意图。
图2是图1中横轴结构示意图。
图3是一种利用横轴进行潮流能和风能两用的发电装置的折叠状态图。
附图说明
1--浮体 2--基座 3--横轴 4--转向节 5--轴封
11--发电机构 12--支柱 13--能量转换系统 14--能量采集系统 15--浮筒
16--锚链 17--保护壳 31--上轴板 32--下轴板 33--卡环
131--发动机 132--输入轴 133--增速齿轮箱 141--连杆 142--叶轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出详细地说明：
如图1，图3所示，本发明提供一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，包括上下表面设置有发电机构11的浮体1，所述浮体1上还设置浮筒15。所述浮体1的底部设置有锚链16。所述发电机构11既可以利用海上的潮流能进行发电，也可以利用海上的风能进行发电，所述发电机构11由支柱12、能量转换系统13和能量采集系统14构成；所述支柱12的顶端通过内置在基座2的横轴3与所述能量转换系统13连接，所述能量转换系统13通过转向节4与所述能量采集系统14连接。所述支柱12为折叠机构。所述能量转换系统13包括发电机131、输入轴132和增速齿轮箱133；所述发电机131的两端分别通过输入轴132与所述增速齿轮箱连接133。所述转向节4与所述能量转换系统13之间还设置有轴封5。所述能量转换系统13外部设置有保护壳17。所述能量采集系统14包括连杆141和叶轮142构成，所述连杆141一端连接叶轮142，所述连杆141的另一端通过转向节4与所述增速齿轮箱133连接。所述能量采集系统中叶轮142和连接杆141均为折叠结构。
在实际中，发电机构11通过支柱12固定在浮体1下上表面，利用海上风能和水能的发电机构11通过支柱12固定在浮体1上下表面，凭借各自的升降装置升降至如图1的指定位置。发电机构11中的能量采集系统14通过其叶轮142分别将采集的能量经各自的连杆141传递给能量转换系统中的增速齿轮箱133和发电机131，海上风能、水能转动叶轮142驱动发电机131发电。发电机131和两端的增速齿轮箱133固定在一个公共的基座2上，基座2借助横轴3以转动方式安装在支柱12上，支柱12固定在中间浮体1上。本发明的横轴3采用推力轴承。所述叶轮142采用周向均匀布置的2～6个叶片，每个叶片的根部设有叶片折叠销，所述连杆141和支柱12具有2～5节支杆的折叠式结构。
本发明的所述支柱12采用锁紧机构锁紧的具有3节的支杆，松开锁紧机构，把一节支柱推入两节支柱中，两节支柱推入三节支柱中。所述连杆141采用锁紧机构锁紧的具有3节的臂杆，松开锁紧机构，把一节臂杆推入两节臂杆中，两节臂杆推入三节臂杆中。
图2所示，本发明中推力轴承3即横轴，设置在基座2内，推力轴承3的上轴承板31与基座2为固定连接，下轴承板32与支柱的顶端为固定连接，并设置有防脱落的弹性卡环33。因此安装在基座2上的能量转化系统13可以在支柱12上作适当转动。所述横轴3上轴承板31与基座2固定连接，其下轴承板32通过弹性卡环33与所述支柱12顶端固定连接。
图3所示，本发明提供一种利用横轴进行海上潮流能和风能发电的两用装置折叠后的状态图。该发电装置在运送前，现将风能和水能的能量采集系统14的双反向叶轮142折叠，连杆141和支柱12收缩到最短，风能中能量采集系统中的叶轮142及连杆141随转向节4向上转动90度，同时水能中的能量采集系统对应部分向下转动90度，固定包装运输。这样能有效防止运输过程中对装置的损坏情况。运输至指定地点后，用锚链16将浮体1固定海底上。最后，将风能、水能发电装置中支柱12、连杆141向外拉伸，再伸展叶片142进行发电。
上述实例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、材料、连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术基础上进行的等同变换和改进，均不应该排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，包括上下表面设置有发电机构的浮体，其特征在于：所述发电机构由支柱、能量转换系统和能量采集系统构成；所述支柱的顶端通过内置基座的横轴与所述能量转换系统连接，所述能量转换系统通过转向节与所述能量采集系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述横轴上轴承板与基座固定连接，其下轴承板通过卡环与所述支柱顶端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述能量转换系统包括发电机、输入轴和增速齿轮箱；所述发电机的两端分别通过输入轴与所述增速齿轮箱连接。
4.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述能量采集系统包括连杆和叶轮构成，所述连杆一端连接叶轮，其另一端通过转向节与所述增速齿轮箱连接。
5.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述转向节与所述能量转换系统之间还设置有轴封。
6.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述能量转换系统外部设置有保护壳。
7.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述支柱为折叠机构。
8.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述浮体的底部设置有锚链。
9.根据权利要求1所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述浮体上还设置浮筒。
10.根据权利要求4所述的一种利用横轴进行海上潮流能和风能两用的发电装置，其特征在于：所述能量采集系统中叶轮和连接杆均为折叠结构。
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