CN106224168B - 一种可回收的独立海岛发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可回收的独立海岛发电装置，所述独立海岛发电装置由发电单元组成，每个发电单元均包括风力发电装置和竖直轴潮流能发电机。本发明装置原理利用海面上风能及潮流能进行发电，将风力机与竖直轴潮流能发电机相结合，利用风力机收集海面上的风能、利用潮流能轮机收集潮流能，从而最大限度提高对海上能源的收集。本发明风力机的风叶可以根据海上的天气情况进行回收和展开，风力发电装置和竖直轴潮流能发电装置对称布置，有效的提高了整机系统的温性，从而能最大限度的降低海上恶劣天气对设备的损坏，提高整个装置的使用寿命。

Description

一种可回收的独立海岛发电装置
技术领域
本发明涉及风力发电和潮流能发电装置开发，属海上新能源利用领域，特别是涉及一种可回收的独立海岛发电装置。
背景技术
我国是海洋大国，海岛众多，由于与大陆相隔，每个海岛属于独立的生态系统。由于有些海岛地理位置的特殊性，具有重要的军事价值，传统的柴油机供电系统不能满足海岛军事与生活供给，综合利用风能与海洋能发电技术是解决独立海岛供电的不二之选。海上风力资源丰富，静风期少，但海岛面临的海洋环境恶劣，海洋发电装置要抵御台风、大浪的侵袭，因此设计的发电装置需要有较好的可靠性。风力发电装置采用了可变直径V型叶片设计，与传统的竖轴H型和φ型风机相比，V型叶片可以改变直径调整迎风面积、避免在大风下转动过速；此外叶片还可以通过控制机构放平回收，降低整体发电装置的重心，有利于提高装置的稳性。潮流能转换装置采用竖轴叶轮，该装置的特点是转动方向不随着来流方向变化。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种可回收的独立海岛发电装置一种利用海面上风能及海底潮流能进行发电的发电装置，将风力机与竖直轴潮流能发电机相结合，利用风力机收集海面上的风能，利用海底潮流能发电机收集海底潮流能，从而最大限度的对海上资源的收集，此外风力机的风叶可以根据海上的天气情况进行回收和展开，风力发电装置和竖直轴潮流能发电装置对称布置，从而能最大限度的降低海上恶劣天气对设备的损坏，提高整个装置的使用寿命，为达此目的，本发明提供一种可回收的独立海岛发电装置，所述立海岛发电装置由发电单元组成，每个发电单元均包括风力发电装置和竖直轴潮流能发电机；
所述风力发电装置包括风叶、电机卷筒装置、铁绳、风叶的转盘、滚球、机舱顶层、轴承密封装置、风叶的输入轴、换向装置机箱一、啮合锥齿轮一、联轴器一、增速器一、风力发电机、机舱中间支撑板和机舱中层；
所述风叶与机舱顶层之间有滚动连接风叶的转盘，所述风叶的转盘上活动连接风叶，所述风叶的转盘上有电机卷筒装置，所述电机卷筒装置通过双头螺柱连接在风叶的转盘上，所述风叶上有连接孔，所述的电机卷筒装置通过铁绳连接风叶，所述滚球放在风叶的转盘和机舱顶层之间，所述风叶的转盘上有风叶的输入轴，所述风叶输入轴端部有轴承密封装置，所述风叶的输入轴有通过平键连接的锥齿轮换向装置一，所述锥齿轮换向装置一内有啮合锥齿轮一，所述换向装置机箱一通过六角螺柱连接在机舱顶层下方，所述锥齿轮换向装置一放在换向装置机箱中，所述锥齿轮换向装置一上有通过联轴器一连接增速器一，所述增速器一与连接风力发电机转轴，所述风力发电机通过双头螺柱连接在机舱中间支撑板上，所述机舱中间支撑板通过双头螺柱连接在机舱中层上；
所述竖直轴潮流能发电机包括潮流能发电机、潮流能发电机支撑板、潮流能发电装置支撑板、增速器二、增速器连接装置、联轴器二、换向装置机箱二、机舱底层、水密轴承、啮合锥齿轮二、叶轮和叶轮联轴器；
所述潮流能发电装置支撑板通过双头螺柱连接在机舱底层，所述潮流能发电机支撑板通过双头螺柱连接在潮流能发电装置支撑板上，所述潮流能发电机通过双头螺柱连接在潮流能发电机支撑板上，所述增速器二与潮流能发电机连接，所述增速器二通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板和机舱中层之间，所述锥齿轮换向装置二内有啮合锥齿轮二，所述锥齿轮换向装置二通过联轴器二连接在增速器二的输入轴上，所述换向装置机箱二通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板上，所述锥齿轮换向装置二放在换向装置机箱二中，所述水密轴承通过水密的密封装置放在叶轮的输入轴与潮流能发电装置支撑板的接口位置，所述叶轮通过叶轮联轴器连接在啮合锥齿轮二的输入轴下端。
本发明的进一步改进，所述风叶上端固定连接有一对辅助风叶，通过设置辅助风叶可以扩大受力方向，从而提高发电效率。
本发明的进一步改进，所述风叶两侧各有一个支撑杆，所述支撑杆下端通过活动装置连接在风叶的转盘上，所述支撑杆上端卡在对应风叶下方的卡槽内，风叶加装支撑装置，可以提高稳定支撑。
本发明的进一步改进，所述轴承密封装置为螺钉连接轴承密封装置，本发明轴承密封装置主要使用螺钉连接轴承密封装置。
本发明的进一步改进，所述风力发电机和潮流能发电机分布在机舱两侧，风力发电装置和潮流能发电装置对称布置解决整个装置在海上飘浮的平衡问题。
本发明的进一步改进，各发电单元相连后形成蜂窝状分布，每个蜂窝单元均有六个发电单元，本发明可以将无数个装置按六边形的形状连接在一起放在海上，更多的利用海上资源，并且六边形结构更为稳定。
本发明一种可回收的独立海岛发电装置，本装置可以方便地将海洋风能、潮流能高效转换为电能输出。与现有的海上风力机相比，本发明的风叶可回收，能避免海上恶劣天气的破坏，提高了装置的重复利用率降低的成本。本发明可同时利用海上风能和潮流能，相比之前的海上发电装置更大化的利用了海上资源。适宜于海上自然环境中风速变化范围大，潮流快的地点。尤其是在国家电网覆盖不到，解决沿海岛屿及一些孤岛的生产生活用电方面，可发挥积极作用。由于海洋利用率的提高，克服了以往海洋资源利用率低和风力机易损坏的缺点，必将推动潮流能、水能发电的商业应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意简图图；
图2是本发明正视图可回收风叶部分；
图3是本发明的风力发电部分的结构示意图；
图4是本发明的潮流能发电部分的结构示意图；
图5是本发明的潮流能发电装置的叶轮部分；
图6是本发明提出的一个无限扩展的概念。
具体说明如下：
图1中.1.风叶，3.电机卷筒装置，5.支撑杆，11.换向装置机箱一，14.增速器一，15. 风力发电机，18.潮流能发电机，21.增速器二，24.换向装置机箱二，28.叶轮。
图2中.1.风叶，2.辅助风叶，3.电机卷筒装置，4.铁绳，5.支撑杆，6.风叶的转盘，7.滚球，8. 机舱顶层。
图3中.9. 轴承密封装置，10.风叶的输入轴，11.换向装置机箱一，12.啮合锥齿轮一，13.联轴器一，14.增速器一，15. 风力发电机，16.风力发电装置支撑板，17.机舱中层支撑板
图4中.18.潮流能发电机，19. 潮流能发电机支撑板，20.潮流能发电装置支撑板，21.增速器二，22.增速器连接装置，23.联轴器二，24.换向装置机箱二，25.机舱底层，26.水密轴承，27.啮合锥齿轮二。
图5中.28.叶轮，29.叶轮联轴器。
图6中.30.发电单元。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种可回收的独立海岛发电装置一种利用海面上风能及海底潮流能进行发电的发电装置，将风力机与竖直轴潮流能发电机相结合，利用风力机收集海面上的风能，利用海底潮流能发电机收集海底潮流能，从而最大限度的对海上资源的收集，此外风力机的风叶可以根据海上的天气情况进行回收和展开，风力发电装置和竖直轴潮流能发电装置对称布置，从而能最大限度的降低海上恶劣天气对设备的损坏，提高整个装置的使用寿命。
作为本发明一种实施例，本发明提供如图1所示的一种可回收的独立海岛发电装置，所述立海岛发电装置由发电单元组成，每个发电单元均包括风力发电装置和竖直轴潮流能发电机；
本发明所述风力发电装置包括风叶1、电机卷筒装置3、铁绳4、风叶的转盘6、滚球7、机舱顶层8、轴承密封装置9、风叶的输入轴10、换向装置机箱一11、啮合锥齿轮一12、联轴器一13、增速器一14、风力发电机15、机舱中间支撑板16和机舱中层17；
本发明所述风叶1与机舱顶层8之间有滚动连接风叶的转盘6，所述风叶的转盘6上活动连接风叶1，所述风叶的转盘6上有电机卷筒装置3，所述电机卷筒装置3通过双头螺柱连接在风叶的转盘6上，所述风叶1上有连接孔，所述的电机卷筒装置3通过铁绳4连接风叶1，所述滚球7放在风叶的转盘6和机舱顶层8之间，所述风叶的转盘6上有风叶的输入轴10，所述风叶输入轴10端部有轴承密封装置9，所述风叶的输入轴10有通过平键连接的锥齿轮换向装置一，所述锥齿轮换向装置一内有啮合锥齿轮一12，所述换向装置机箱一11通过六角螺柱连接在机舱顶层8下方，所述锥齿轮换向装置一放在换向装置机箱11中，所述锥齿轮换向装置一上有通过联轴器一13连接增速器一14，所述增速器一14与连接风力发电机15转轴，所述风力发电机15通过双头螺柱连接在机舱中间支撑板16上，所述机舱中间支撑板16通过双头螺柱连接在机舱中层17上；
本发明所述竖直轴潮流能发电机包括潮流能发电机18、潮流能发电机支撑板19、潮流能发电装置支撑板20、增速器二21、增速器连接装置22、联轴器二23、换向装置机箱二24、机舱底层25、水密轴承26、啮合锥齿轮二27、叶轮28和叶轮联轴器29；
本发明所述潮流能发电装置支撑板20通过双头螺柱连接在机舱底层25，所述潮流能发电机支撑板19通过双头螺柱连接在潮流能发电装置支撑板20上，所述潮流能发电机18通过双头螺柱连接在潮流能发电机支撑板19上，所述增速器二21与潮流能发电机18连接，所述增速器二21通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板20和机舱中层17之间，所述锥齿轮换向装置二内有啮合锥齿轮二27，所述锥齿轮换向装置二通过联轴器二23连接在增速器二21的输入轴上，所述换向装置机箱二24通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板20上，所述锥齿轮换向装置二放在换向装置机箱二24中，所述水密轴承26通过水密的密封装置放在叶轮28的输入轴与潮流能发电装置支撑板20的接口位置，所述叶轮28通过叶轮联轴器29连接在啮合锥齿轮二27的输入轴下端。
作为本发明一种具体实施例，本发明一种可回收的独立海岛发电装置，所述立海岛发电装置由发电单元组成，每个发电单元均包括风力发电装置和竖直轴潮流能发电机；
本发明所述风力发电装置如图2和图3所示包括风叶1、电机卷筒装置3、铁绳4、风叶的转盘6、滚球7、机舱顶层8、轴承密封装置9、风叶的输入轴10、换向装置机箱一11、啮合锥齿轮一12、联轴器一13、增速器一14、风力发电机15、机舱中间支撑板16和机舱中层17；
本发明所述风叶1与机舱顶层8之间有滚动连接风叶的转盘6，所述风叶的转盘6上活动连接风叶1，所述风叶的转盘6上有电机卷筒装置3，所述电机卷筒装置3通过双头螺柱连接在风叶的转盘6上，所述风叶1上端固定连接有一对辅助风叶2，通过设置辅助风叶可以扩大受力方向，从而提高发电效率，所述风叶1两侧各有一个支撑杆5，所述支撑杆5下端通过活动装置连接在风叶的转盘6上，所述支撑杆5上端卡在对应风叶1下方的卡槽内，风叶加装支撑装置，可以提高稳定支撑，所述风叶1上有连接孔，所述的电机卷筒装置3通过铁绳4连接风叶1，所述滚球7放在风叶的转盘6和机舱顶层8之间，所述风叶的转盘6上有风叶的输入轴10，所述风叶输入轴10端部有轴承密封装置9，所述轴承密封装置9为螺钉连接轴承密封装置，本发明轴承密封装置主要使用螺钉连接轴承密封装置，所述风叶的输入轴10有通过平键连接的锥齿轮换向装置一，所述锥齿轮换向装置一内有啮合锥齿轮一12，所述换向装置机箱一11通过六角螺柱连接在机舱顶层8下方，所述锥齿轮换向装置一放在换向装置机箱11中，所述锥齿轮换向装置一上有通过联轴器一13连接增速器一14，所述增速器一14与连接风力发电机15转轴，所述风力发电机15通过双头螺柱连接在机舱中间支撑板16上，所述机舱中间支撑板16通过双头螺柱连接在机舱中层17上；
本发明所述竖直轴潮流能发电机如图4和图5所示包括潮流能发电机18、潮流能发电机支撑板19、潮流能发电装置支撑板20、增速器二21、增速器连接装置22、联轴器二23、换向装置机箱二24、机舱底层25、水密轴承26、啮合锥齿轮二27、叶轮28和叶轮联轴器29；
本发明所述潮流能发电装置支撑板20通过双头螺柱连接在机舱底层25，所述潮流能发电机支撑板19通过双头螺柱连接在潮流能发电装置支撑板20上，所述潮流能发电机18通过双头螺柱连接在潮流能发电机支撑板19上，所述增速器二21与潮流能发电机18连接，所述增速器二21通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板20和机舱中层17之间，所述锥齿轮换向装置二内有啮合锥齿轮二27，所述锥齿轮换向装置二通过联轴器二23连接在增速器二21的输入轴上，所述换向装置机箱二24通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板20上，所述锥齿轮换向装置二放在换向装置机箱二24中，所述水密轴承26通过水密的密封装置放在叶轮28的输入轴与潮流能发电装置支撑板20的接口位置，所述叶轮28通过叶轮联轴器29连接在啮合锥齿轮二27的输入轴下端。
本发明所述风力发电机15和潮流能发电机18分布在机舱两侧，风力发电装置和潮流能发电装置对称布置解决整个装置在海上飘浮的平衡问题。
此外本发明各发电单元如图6所示相连后形成蜂窝状分布，每个蜂窝单元均有六个发电单元，本发明可以将无数个装置按六边形的形状连接在一起放在海上，更多的利用海上资源，并且六边形结构更为稳定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种可回收的独立海岛发电装置，独 立海岛发电装置由发电单元组成，其特征在于：每个发电单元均包括风力发电装置和竖直轴潮流能发电机；
所述风力发电装置包括风叶(1)、电机卷筒装置（3）、铁绳（4）、风叶的转盘（6）、滚球（7）、机舱顶层（8）、轴承密封装置（9）、风叶的输入轴（10）、换向装置机箱一（11）、啮合锥齿轮一（12）、联轴器一（13）、增速器一（14）、风力发电机（15）、机舱中间支撑板（16）和机舱中层（17）；
所述风叶（1）与机舱顶层（8）之间有滚动连接风叶的转盘（6），所述风叶的转盘（6）上活动连接风叶（1），所述风叶的转盘（6）上有电机卷筒装置（3），所述电机卷筒装置（3）通过双头螺柱连接在风叶的转盘（6）上，所述风叶（1）上有连接孔，所述的电机卷筒装置（3）通过铁绳（4）连接风叶（1），所述滚球（7）放在风叶的转盘（6）和机舱顶层（8）之间，所述风叶的转盘（6）上有风叶的输入轴（10），所述风叶输入轴（10）端部有轴承密封装置（9），所述风叶的输入轴（10）有通过平键连接的锥齿轮换向装置一，所述锥齿轮换向装置一内有啮合锥齿轮一（12），所述换向装置机箱一（11）通过六角螺柱连接在机舱顶层（8）下方，所述锥齿轮换向装置一放在换向装置机箱（11）中，所述锥齿轮换向装置一上有通过联轴器一（13）连接增速器一（14），所述增速器一（14）与连接风力发电机（15）转轴，所述风力发电机（15）通过双头螺柱连接在机舱中间支撑板（16）上，所述机舱中间支撑板（16）通过双头螺柱连接在机舱中层（17）上；
所述竖直轴潮流能发电机包括潮流能发电机（18）、潮流能发电机支撑板（19）、潮流能发电装置支撑板（20）、增速器二（21）、增速器连接装置（22）、联轴器二(23)、换向装置机箱二（24）、机舱底层（25）、水密轴承（26）、啮合锥齿轮二（27）、叶轮（28）和叶轮联轴器（29）；
所述潮流能发电装置支撑板（20）通过双头螺柱连接在机舱底层（25），所述潮流能发电机支撑板（19）通过双头螺柱连接在潮流能发电装置支撑板（20）上，所述潮流能发电机（18）通过双头螺柱连接在潮流能发电机支撑板（19）上，所述增速器二（21）与潮流能发电机（18）连接，所述增速器二（21）通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板（20）和机舱中层（17）之间，锥齿轮换向装置二内有啮合锥齿轮二（27），所述锥齿轮换向装置二通过联轴器二(23)连接在增速器二（21）的输入轴上，所述换向装置机箱二（24）通过六角螺柱连接在潮流能发电装置支撑板（20）上，所述锥齿轮换向装置二放在换向装置机箱二（24）中，所述水密轴承（26）通过水密的密封装置放在叶轮（28）的输入轴与潮流能发电装置支撑板（20）的接口位置，所述叶轮（28）通过叶轮联轴器（29）连接在啮合锥齿轮二（27）的输入轴下端。
2.根据权利要求1所述的一种可回收的独立海岛发电装置，其特征在于：所述风叶（1）上端固定连接有一对辅助风叶（2）。
3.根据权利要求1所述的一种可回收的独立海岛发电装置，其特征在于：所述风叶（1）两侧各有一个支撑杆（5），所述支撑杆（5）下端通过活动装置连接在风叶的转盘（6）上，所述支撑杆（5）上端卡在对应风叶（1）下方的卡槽内。
4.根据权利要求1所述的一种可回收的独立海岛发电装置，其特征在于：所述轴承密封装置（9）为螺钉连接轴承密封装置。
5.根据权利要求1所述的一种可回收的独立海岛发电装置，其特征在于：所述风力发电机（15）和潮流能发电机（18）分布在机舱两侧。
6.根据权利要求5所述的一种可回收的独立海岛发电装置，其特征在于：各发电单元相连后形成蜂窝状分布，每个蜂窝单元均有六个发电单元。
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