CN106401848B - 一种海洋能发电机群组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋能发电机群组，特点是包括多个发电机，还包括刚性框架，刚性框架内设置有多个系固节点，系固节点的数量与发电机的数量相同，多个系固节点均布设置在刚性框架内，每个系固节点上系固设置有一个发电机。优点是通过刚性框架将多个发电机整合到一起，通过设置在刚性框架内的多个系固节点使得多个发电机具有稳定的安装定位，在具体施工和锚泊前使多个发电机形成一个整体的发电机组，只需要采用一套系固设备便能够实现对整个发电机组的整体系固，简化了施工工序，降低了施工难度，且大大降低了成本。

Description

一种海洋能发电机群组

技术领域

本发明涉及一种海洋能发电机，尤其是涉及一种海洋能发电机群组。

背景技术

海洋能是一种对环境无污染且广泛分布的可再生资源，海洋能发电对于缓解当前能源危机和环境污染具有重要的意义。在目前海洋能源的开发中，主要有波浪能发电，潮汐能发电，洋流发电三种形式，由于各种发电机的功能、结构、适用水域的不同，其相应的定位形式也会有所变化，就海洋能发电装置总体而言，固定形式有底座式，椿柱式，漂浮式和锚固式四种。而无论是上述哪种固定形式的海洋能发电装置，基本都是采用一套系固设备用于系固一台发电机，这就意味着在一个海洋能发电装置中的多个发电机必须采用多套系固设备，不仅成本高，同时对于海上施工与锚泊工作来说难度较大，且整体工序较为繁复。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、施工和锚泊难度较低的海洋能发电机群组。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种海洋能发电机群组，包括多个发电机，还包括刚性框架，所述的刚性框架内设置有多个系固节点，所述的系固节点的数量与所述的发电机的数量相同，多个所述的系固节点均布设置在所述的刚性框架内，每个所述的系固节点上系固设置有一个所述的发电机。

所述的系固节点的下方设置有系固连接杆，所述的系固连接杆的下端固定安装在所述的发电机的机身上。通过系固连接杆将发电机的稳定安装在系固节点上，结构简单，安装方便。

所述的刚性框架内设置有多个第一支撑杆和第二支撑杆，多个所述的第一支撑杆并列间隔且均布设置在所述的刚性框架内，多个所述的第二支撑杆并列间隔且均布设置在所述的刚性框架内，所述的第一支撑杆和所述的第二支撑杆相互交叉设置形成多个连接交点，每个所述的连接交点上设置有一个所述的系固节点。首先通过交叉设置的第一支撑杆和第二支撑杆增加整个刚性框架的强度，使得多个发电机在其上能够得到稳定的安装，确保发电机的正常使用，其次系固节点安装在第一支撑杆和第二支撑杆之间的交点上，通过第一支撑杆和第二支撑杆用于支撑系固节点，使得发电机能够得到更加稳定的安装，进一步保证发电机能够正常使用。

所述的刚性框架包括长度相等的第一边框、第二边框和第三边框，所述的第一边框、第二边框和第三边框首尾相接形成一正三角形框架，所述的第一边框和所述的第二边框的外侧部分别设置有导缆孔，两个所述的导缆孔的中心连线过所述的刚性框架的重心，每个所述的导缆孔的中心位置均系固有一缆绳，所述的缆绳的另一端设置有配重器。刚性框架为一正三角形框架，正三角形框架的结构最为稳定，在第一边框和第二边框的外侧分别设置导缆孔，导缆孔上通过缆绳连接有配重器，且导缆孔的中心连线过刚性框架的重心，使得配重器能够正常稳定地起到作用。

所述的配重器包括三个部分：浮力装置、重力装置及释放装置。在正常工况下，浮力装置和重力装置的重力保持相等，释放装置的两端均为卡紧位。在浅水域中，配重器的主要作用是：在恶劣海况条件下，通过降低配重器的浮力及对尾翼的调整，控制发电系统所处水深。在深水域中，配重器的主要作用是：恶劣海况条件下，作用与浅水域相同；在系泊缆发生单缆失效的情况下，发生断裂缆绳一侧的配重器释放重力装置，另外一侧的配重器释放浮力装置，首先这种做法能够缓解未断裂系泊缆的末端的张力突变；其次能够很好地避免由于相反操作而引起的发电机组叶片与系泊缆绞缠问题；最重要的特点是能够使刚性框架迅速转变为Spar模式，在极短的时间内刚性框架的横摇便能稳定在90°范围附近，纵摇和艏摇由于Spar模式的开启也能稳定在0°附近，极大地避免了发电机组因单根系缆断裂而造成的发电效率下降及结构损毁。

每个所述的导缆孔的中心位置设置有一悬链线。在每个导缆孔的中心位置设置一悬链线，当上述结构的海洋能发电机组应用在深海中时，该悬链线的下端与深海海底的安装柱相连接，将整个海洋能发电机组进行定位，从而保证正常工作。

所述的第三边框的外侧设置有多个尾翼，多个所述的尾翼并列间隔设置，所述的尾翼与所述的第三边框之间设置有尾翼连接杆，所述的尾翼连接杆的后端固定设置在所述的尾翼上，所述的尾翼连接杆的前端可转动地设置在所述的第三边框上。尾翼的主要功能是调整刚性框架的俯仰角及所在水深，使发电机组能够最大化的吸收所在空间的能量，尾翼连接杆的前端可转动地设置在第三边框上，使得尾翼的角度可调，通过调节尾翼与水流间的攻角，改变刚性框架尾部所受的力和力矩，从而更好地对刚性框架的水深和俯仰角进行控制，以改变发电机组的高度及其叶尖速。

所述的尾翼连接杆的前端设置有球形转动部，所述的第三边框上设置有与所述的球形转动部相配合的安装座，所述的球形转动部可转动地安装在所述的安装座上。上述结构简单，实现方便。

所述的刚性框架的每个外边框上均布设置有多个导缆孔，每个所述的导缆孔的中线位置设置有一系泊缆。当海洋能发电机组应用于浅水水域时，采用上述结构的刚性框架，形成张力腿式系泊缆对整体进行定位，结构简单，操作方便。

所述的系固节点为梭形结构，梭形的所述的系固节点的两个端头分别上下垂直设置。梭形结构的优点是减少结构整体所受的海水阻力，由于该结构在垂直方向的运动幅度远高于在水平方向，因此梭形结构的系固节点的两个端头呈上下垂直设置，尤其是在深水条件下，由于刚性框架仅有两根系泊缆固定，可避免因垂直方向的海水阻力过大，对发电机群组整体运动的稳定性及发电机的发电效率造成影响。

所述的发电机的机身为梭形结构，梭形的所述的发电机的机身的两个端头分别前后水平设置。发电机的机身呈前后水平设置的梭形结构，其优点是减少结构整体所受的海水阻力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过刚性框架将多个发电机整合到一起，通过设置在刚性框架内的多个系固节点使得多个发电机具有稳定的安装定位，在具体施工和锚泊前使多个发电机形成一个整体的发电机组，只需要采用一套系固设备便能够实现对整个发电机组的整体系固，简化了施工工序，降低了施工难度，且大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例一的正面结构示意图；

图2为本发明实施例一的背面结构示意图；

图3为本发明实施例一中刚性框架的整体结构示意图；

图4为本发明实施例一中尾翼的结构示意图；

图5为本发明中发电机与系固节点配合安装的结构示意图；

图6为本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图1至图5所示，一种海洋能发电机群组，包括多个发电机1，还包括刚性框架2，刚性框架2内设置有多个系固节点3，系固节点3的数量与发电机1的数量相同，多个系固节点3均布设置在刚性框架2内，每个系固节点3上系固设置有一个发电机1。

在此具体实施例中，系固节点3的下方设置有系固连接杆4，系固连接杆4的下端固定安装在发电机1的机身11上。通过系固连接杆4将发电机1的稳定安装在系固节点3上，结构简单，安装方便。

在此具体实施例中，刚性框架2内设置有多个第一支撑杆5和第二支撑杆6，多个第一支撑杆5并列间隔且均布设置在刚性框架2内，多个第二支撑杆6并列间隔且均布设置在刚性框架2内，第一支撑杆5和第二支撑杆6相互交叉设置形成多个连接交点，每个连接交点上设置有一个所述的系固节点3。首先通过交叉设置的第一支撑杆5和第二支撑杆6增加整个刚性框架2的强度，使得多个发电机1在其上能够得到稳定的安装，确保发电机的正常使用，其次系固节点3安装在第一支撑杆5和第二支撑杆6之间的交点上，通过第一支撑杆5和第二支撑杆6用于支撑系固节点3，使得发电机1能够得到更加稳定的安装，进一步保证发电机1能够正常使用。

在此具体实施例中，刚性框架2包括长度相等的第一边框21、第二边框22和第三边框23，第一边框21、第二边框22和第三边框23首尾相接形成一正三角形框架，第一边框21和第二边框22的外侧部分别设置有导缆孔7，两个导缆孔7的中心连线过刚性框架2的重心，每个导缆孔7的中心位置均系固有一缆绳71，缆绳71的另一端设置有配重器8。刚性框架2为一正三角形框架，正三角形框架的结构最为稳定，在第一边框21和第二边框22的外侧分别设置导缆孔7，导缆孔7上通过缆绳71连接有配重器8，且导缆孔7的中心连线过刚性框架2的重心，使得配重器8能够正常稳定地起到作用。

在此具体实施例中，每个导缆孔7的中心位置设置有一悬链线72。在每个导缆孔7的中心位置设置一悬链线72，当上述结构的海洋能发电机组应用在深海中时，该悬链线72的下端与深海海底的安装柱相连接，将整个海洋能发电机组进行定位，从而保证正常工作。

在此具体实施例中，第三边框23的外侧设置有多个尾翼9，多个尾翼9并列间隔设置，尾翼9与第三边框23之间设置有尾翼连接杆91，尾翼连接杆91的后端固定设置在尾翼9上，尾翼连接杆91的前端可转动地设置在第三边框23上。尾翼9的主要功能是调整刚性框架2的俯仰角及所在水深，使发电机组能够最大化的吸收所在空间的能量，尾翼连接杆91的前端可转动地设置在第三边框23上，使得尾翼9的角度可调，通过调节尾翼9与水流间的攻角，改变刚性框架2尾部所受的力和力矩，从而更好地对刚性框架2的水深和俯仰角进行控制，以改变发电机组的高度及其叶尖速。

在此具体实施例中，尾翼连接杆91的前端设置有球形转动部92，第三边框23上设置有与球形转动部92相配合的安装座（图中未显示），球形转动部92可转动地安装在安装座上。上述结构简单，实现方便。

在此具体实施例中，配重器8包括三个部分：浮力装置、重力装置及释放装置。在正常工况下，浮力装置和重力装置的重力保持相等，释放装置的两端均为卡紧位。在浅水域中，配重器8的主要作用是：在恶劣海况条件下，通过降低配重器8的浮力及对尾翼的调整，控制发电系统所处水深。在深水域中，配重器8的主要作用是：恶劣海况条件下，作用与浅水域相同；在系泊缆发生单缆失效的情况下，发生断裂缆绳一侧的配重器8释放重力装置，另外一侧的配重器8释放浮力装置，首先这种做法能够缓解未断裂系泊缆的末端的张力突变；其次能够很好地避免由于相反操作而引起的发电机组叶片与系泊缆绞缠问题；最重要的特点是能够使刚性框架2迅速转变为Spar模式，在极短的时间内刚性框架2的横摇便能稳定在90°范围附近，纵摇和艏摇由于Spar模式的开启也能稳定在0°附近，极大地避免了发电机组因单根系缆断裂而造成的发电效率下降及结构损毁。

在此具体实施例中，系固节点3为梭形结构，梭形的系固节点3的两个端头分别上下垂直设置。梭形结构的优点是减少结构整体所受的海水阻力，由于该结构在垂直方向的运动幅度远高于在水平方向，因此梭形结构的系固节点3的两个端头呈上下垂直设置，尤其是在深水条件下，由于刚性框架2仅有两根系泊缆固定，可避免因垂直方向的海水阻力过大，对发电机群组整体运动的稳定性及发电机的发电效率造成影响。

在此具体实施例中，发电机1的机身11为梭形结构，梭形的发电机1的机身11的两个端头分别前后水平设置。发电机1的机身11呈前后水平设置的梭形结构，其优点是减少结构整体所受的海水阻力。

实施例二：如图5、图6所示，一种海洋能发电机群组，包括多个发电机1，还包括刚性框架2，刚性框架2内设置有多个系固节点3，系固节点3的数量与发电机1的数量相同，多个系固节点3均布设置在刚性框架2内，每个系固节点3上系固设置有一个发电机1。

在此具体实施例中，系固节点3的下方设置有系固连接杆4，系固连接杆4的下端固定安装在发电机1的机身11上。通过系固连接杆4将发电机1的稳定安装在系固节点3上，结构简单，安装方便。

在此具体实施例中，刚性框架2内设置有多个第一支撑杆5和第二支撑杆6，多个第一支撑杆5并列间隔且均布设置在刚性框架2内，多个第二支撑杆6并列间隔且均布设置在刚性框架2内，第一支撑杆5和第二支撑杆6相互交叉设置形成多个连接交点，每个连接交点上设置有一个所述的系固节点3。首先通过交叉设置的第一支撑杆5和第二支撑杆6增加整个刚性框架2的强度，使得多个发电机1在其上能够得到稳定的安装，确保发电机的正常使用，其次系固节点3安装在第一支撑杆5和第二支撑杆6之间的交点上，通过第一支撑杆5和第二支撑杆6用于支撑系固节点3，使得发电机1能够得到更加稳定的安装，进一步保证发电机1能够正常使用。

在此具体实施例中，刚性框架2包括长度相等的第一边框21、第二边框22和第三边框23，第一边框21、第二边框22和第三边框23首尾相接形成一正三角形框架。

在此具体实施例中，刚性框架2的每个外边框上均布设置有多个导缆孔7，每个导缆孔7的中线位置设置有一系泊缆73。当海洋能发电机组应用于浅水水域时，采用上述结构的刚性框架2，形成张力腿式系泊缆对整体进行定位，结构简单，操作方便。

在此具体实施例中，系固节点3为梭形结构，梭形的系固节点3的两个端头分别上下垂直设置。梭形结构的优点是减少结构整体所受的海水阻力，由于该结构在垂直方向的运动幅度远高于在水平方向，因此梭形结构的系固节点3的两个端头呈上下垂直设置，尤其是在深水条件下，由于刚性框架2仅有两根系泊缆固定，可避免因垂直方向的海水阻力过大，对发电机群组整体运动的稳定性及发电机的发电效率造成影响。

在此具体实施例中，发电机1的机身11为梭形结构，梭形的发电机1的机身11的两个端头分别前后水平设置。发电机1的机身11呈前后水平设置的梭形结构，其优点是减少结构整体所受的海水阻力。

Claims (8)

1.一种海洋能发电机群组，包括多个发电机，其特征在于还包括刚性框架，所述的刚性框架内设置有多个系固节点，所述的系固节点的数量与所述的发电机的数量相同，多个所述的系固节点均布设置在所述的刚性框架内，每个所述的系固节点上系固设置有一个所述的发电机；所述的刚性框架包括长度相等的第一边框、第二边框和第三边框，所述的第一边框、第二边框和第三边框首尾相接形成一正三角形框架，所述的第一边框和所述的第二边框的外侧部分别设置有导缆孔，两个所述的导缆孔的中心连线过所述的刚性框架的重心，每个所述的导缆孔的中心位置均系固有一缆绳，所述的缆绳的另一端设置有配重器；所述的系固节点的下方设置有系固连接杆，所述的系固连接杆的下端固定安装在所述的发电机的机身上。

2.如权利要求1所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于所述的刚性框架内设置有多个第一支撑杆和第二支撑杆，多个所述的第一支撑杆并列间隔且均布设置在所述的刚性框架内，多个所述的第二支撑杆并列间隔且均布设置在所述的刚性框架内，所述的第一支撑杆和所述的第二支撑杆相互交叉设置形成多个连接交点，每个所述的连接交点上设置有一个所述的系固节点。

3.如权利要求1所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于每个所述的导缆孔的中心位置设置有一悬链线。

4.如权利要求1所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于所述的第三边框的外侧设置有多个尾翼，多个所述的尾翼并列间隔设置，所述的尾翼与所述的第三边框之间设置有尾翼连接杆，所述的尾翼连接杆的后端固定设置在所述的尾翼上，所述的尾翼连接杆的前端可转动地设置在所述的第三边框上。

5.如权利要求4所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于所述的尾翼连接杆的前端设置有球形转动部，所述的第三边框上设置有与所述的球形转动部相配合的安装座，所述的球形转动部可转动地安装在所述的安装座上。

6.如权利要求1所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于所述的刚性框架的每个外边框上均布设置有多个导缆孔，每个所述的导缆孔的中线位置设置有一系泊缆。

7.如权利要求1所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于所述的系固节点为梭形结构，梭形的所述的系固节点的两个端头分别上下垂直设置。

8.如权利要求1或7所述的一种海洋能发电机群组，其特征在于所述的发电机的机身为梭形结构，梭形的所述的发电机的机身的两个端头分别前后水平设置。