CN107956632B - 高效潮流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种高效潮流能发电装置，包括上浮板、下压板、导流板、叶轮和发电机，上浮板水平的设置在下压板的上方，叶轮可转动的固定在上浮板和下压板之间，叶轮与固定在上浮板上端面上的发电机的输入端固定连接，导流板的数量为两个，两个导流板垂直的固定在上浮板和下压板之间、且分别位于叶轮的两侧，两个导流板之间形成潮流通道；叶轮包括主转轴、第一叶轮组件和第二叶轮组件，主轴通过轴套可转动的固定在上浮板和下压板之间，本发明无需在海底地面上制造强力的基础，稳定性好，发电效率高。

Description

高效潮流能发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种高效潮流能发电装置。
背景技术
海洋中蕴藏着大量的能源，目前并未得到充分和有效的开发。海洋能主要包括海流能、潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等，它是一种巨大的可再生绿色能源，其中潮汐能是海洋能中具有灵活性的能源，具有贮量丰富，地理位置分布广泛，相对其他自然能源的能量密度高等特点，受月球、太阳引力作用形成的潮流，其流动的方向在一段时间内沿着某一方向流动(单向流动)，而在另一段时间内则又沿着相反的方向流动，因此潮流的方向是双向的。在能源问题日益严重，可持续发展成为全世界共识的21世纪，开发利用海洋能源有着非同寻常的重要意义。而且利用潮流发电比开发陆地上的水电和煤电优越得多，它既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，更没有资源枯竭和环境污染的压力，完全可成为人类可靠的能源。潮流发电机组可与海上风机共用基础，有效利用海上风机基础、配电、并网资源。
专利CN201120520487.8公开了一种潮流发电装置，包括带叶片的桨轮和带主轴的潮流发电机，所述主轴的两端伸出所述潮流发电机，所述主轴的两端均安装有所述桨轮。本实用新型同时还提供了包括前述潮流发电装置的潮流发电机组。通过本实用新型的发电装置及发电机组，极大地提高了水能利用率，增强了发电效果，更有利于潮流发电的发展，为新型的环保能源和可持续、可再生能源的开发产生了积极的影响。而且利用潮流发电比开发陆地上的水电和煤电优越得多，它既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，更没有资源枯竭和环境污染的压力，完全可成为人类可靠的能源。
专利CN201580024303.X公开了一种潮流发电用浮体，其特征在于，包括：发电部与主体部，发电部包括水车与发电装置，发电装置与所述水车连接；主体部，具备潮流通道，潮流通道具备从前面与后面逐渐朝所述水车缩小的截面积。本发明的潮流发电用浮体在幅度狭窄的海峡并排设置多个，并潮流通道的长度方向与潮流的方向一致地设置，根据潮流的流速调整浮体的吃水，使得即便停潮时潮流的流速变慢也能顺畅地进行发电的发电方法。
上述两个装置虽然能够应该于潮流发电，但是其发电效率较低，稳定性不好。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种高效潮流能发电装置，无需在海底地面上制造强力的基础，稳定性好，发电效率高。
具体的技术方案如下：
高效潮流能发电装置，包括上浮板、下压板、导流板、叶轮和发电机；
上浮板的上端面和下端面均为正方形结构，上浮板的下端面上设有第一凸块，第一凸块为向下突出的圆弧形结构，上浮板上端面的边长为L1；
下压板的上端面和下端面均为正方形结构，下压板的上端面向上突出形成圆弧形结构的第二凸块，下压块的下端面向上凹陷形成圆弧形结构的第一凹槽，下压板的上端面的边长为L2，L1＞L2：
上浮板水平的设置在下压板的上方，叶轮可转动的固定在上浮板和下压板之间，叶轮与固定在上浮板上端面上的发电机的输入端固定连接，导流板的数量为两个，两个导流板垂直的固定在上浮板和下压板之间、且分别位于叶轮的两侧，两个导流板之间形成潮流通道；
叶轮包括主转轴、第一叶轮组件和第二叶轮组件，主轴通过轴套可转动的固定在上浮板和下压板之间；
第一叶轮组件包括第一固定杆和第一叶片，两个第一固定杆垂直的固定在主转轴的上、下两端，第一叶片固定在第一固定杆的外侧，第一叶片为长条形结构，在竖直方向上、第一叶片顶部与主转轴之间的距离大于第一叶片底部与主转轴之间的距离，在水平方向上、第一叶片倾斜的固定在第一固定杆的端部，第一叶片的外侧壁向外突出成圆弧形结构；
第二叶轮组件包括第二固定杆和第二叶片，两个第二固定杆垂直的固定在主转轴的上、下两端，第二叶片固定在第二固定杆的外侧，第二叶片为长条形结构，在竖直方向上、第二叶片顶部与主转轴之间的距离等于第二叶片底部与主转轴之间的距离，在水平方向上、第二叶片垂直的固定在第二固定杆的端部，第二叶片的外侧壁向内凹陷成圆弧形结构；
第一叶轮组件和第二叶轮组件的数量均为四个，四个第一叶轮组件两两垂直的固定在主转轴的外壁上，四个第二叶轮组件分别固定在相邻的两个第一叶轮组件之间，第一叶轮组件中，第一固定杆的长度为L3，第二叶轮组件中，第二固定杆的长度为L4，L3＝2*L4。
进一步的，所述发电机为直驱永磁发电机。
进一步的，所述上浮板的上端面上设有保护端盖，保护端盖盖合在发电机上。
进一步的，所述下压板中设有钢锭作为承重层。
进一步的，所述上浮板和下压板之间通过若干弹性连杆加以连接，弹性连杆倾斜的固定在上浮板和下压板之间。
进一步的，所述导流板的两个侧壁均向外突出形成圆弧形结构的导流壁，导流板内设有调节腔，导流壁上设有若干扰流机构，扰流机构包括扰流板、第一转接板、转接柱和第二转接板，第一转接板和第二转接板分别固定在转接柱的两侧，转接柱可转动的设置在导流壁中，第一转接板穿过导流壁与扰流板固定连接，第二转接板穿过导流壁、与设置在调节腔中的调节杆相连接，调节杆的两侧分别设有若干固定块，第二转接板可转动的固定在相应的固定块上，调节杆的两端分别可移动的设置在调节插槽中。
进一步的，所述扰流板的截面形状为菱形结构。
本发明的有益效果为：
本发明使用时，水流在导流板的作用下进入潮流通道中，使叶轮发生转动，叶轮带动发电机转动从而进行发电，在导流板上设有扰流机构，使扰流板可以在水流的作用下沿水流运动方向进行摆动，配合叶轮的结构设计，提高了能力的转化效率，大幅提高了发电效率。
附图说明
图1为本发明剖视图。
图2为本发明叶轮俯视图。
图3为本发明导流板水平方向剖视图。
图4为图3中A部放大图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
附图标记
上浮板1、下压板2、导流板3、叶轮4、发电机5、第一凸块6、第二凸块7、第一凹槽8、保护端盖9、弹性连杆10、主转轴11、第一叶轮组件12、第二叶轮组件13、第一固定杆14、第一叶片15、第二固定杆16、第二叶片17、导流壁18、调节腔19、扰流机构20、扰流板21、第一转接板22、转接柱23、第二转接板24、调节杆25、固定块26、调节插槽27、承重层28。
如图所示高效潮流能发电装置，包括上浮板1、下压板2、导流板3、叶轮4和发电机5；
上浮板的上端面和下端面均为正方形结构，上浮板的下端面上设有第一凸块6，第一凸块为向下突出的圆弧形结构，上浮板上端面的边长为L1；
下压板的上端面和下端面均为正方形结构，下压板的上端面向上突出形成圆弧形结构的第二凸块7，下压块的下端面向上凹陷形成圆弧形结构的第一凹槽8，下压板的上端面的边长为L2，L1＞L2，下压板中设有钢锭作为承重层28；
上浮板水平的设置在下压板的上方，叶轮可转动的固定在上浮板和下压板之间，叶轮与固定在上浮板上端面上的发电机的输入端固定连接，发电机为直驱永磁发电机；上浮板的上端面上设有保护端盖9，保护端盖盖合在发电机上；导流板的数量为两个，两个导流板垂直的固定在上浮板和下压板之间、且分别位于叶轮的两侧，两个导流板之间形成潮流通道；
上浮板和下压板之间通过若干弹性连杆10加以连接，弹性连杆倾斜的固定在上浮板和下压板之间；
叶轮包括主转轴11、第一叶轮组件12和第二叶轮组件13，主轴通过轴套可转动的固定在上浮板和下压板之间；
第一叶轮组件包括第一固定杆14和第一叶片15，两个第一固定杆垂直的固定在主转轴的上、下两端，第一叶片固定在第一固定杆的外侧，第一叶片为长条形结构，在竖直方向上、第一叶片顶部与主转轴之间的距离大于第一叶片底部与主转轴之间的距离，在水平方向上、第一叶片倾斜的固定在第一固定杆的端部，第一叶片的外侧壁向外突出成圆弧形结构；
第二叶轮组件包括第二固定杆16和第二叶片17，两个第二固定杆垂直的固定在主转轴的上、下两端，第二叶片固定在第二固定杆的外侧，第二叶片为长条形结构，在竖直方向上、第二叶片顶部与主转轴之间的距离等于第二叶片底部与主转轴之间的距离，在水平方向上、第二叶片垂直的固定在第二固定杆的端部，第二叶片的外侧壁向内凹陷成圆弧形结构；
第一叶轮组件和第二叶轮组件的数量均为四个，四个第一叶轮组件两两垂直的固定在主转轴的外壁上，四个第二叶轮组件分别固定在相邻的两个第一叶轮组件之间，第一叶轮组件中，第一固定杆的长度为L3，第二叶轮组件中，第二固定杆的长度为L4，L3＝2*L4。
所述导流板的两个侧壁均向外突出形成圆弧形结构的导流壁18，导流板内设有调节腔19，导流壁上设有若干扰流机构20，扰流机构包括扰流板21、第一转接板22、转接柱23和第二转接板24，第一转接板和第二转接板分别固定在转接柱的两侧，转接柱可转动的设置在导流壁中，第一转接板穿过导流壁与扰流板固定连接，第二转接板穿过导流壁、与设置在调节腔中的调节杆25相连接，调节杆的两侧分别设有若干固定块26，第二转接板可转动的固定在相应的固定块上，调节杆的两端分别可移动的设置在调节插槽27中；所述扰流板的截面形状为菱形结构。

Claims (7)

1.高效潮流能发电装置，其特征为，包括上浮板、下压板、导流板、叶轮和发电机；
上浮板的上端面和下端面均为正方形结构，上浮板的下端面上设有第一凸块，第一凸块为向下突出的圆弧形结构，上浮板上端面的边长为L1；
下压板的上端面和下端面均为正方形结构，下压板的上端面向上突出形成圆弧形结构的第二凸块，下压块的下端面向上凹陷形成圆弧形结构的第一凹槽，下压板的上端面的边长为L2，L1＞L2；
上浮板水平的设置在下压板的上方，叶轮可转动的固定在上浮板和下压板之间，叶轮与固定在上浮板上端面上的发电机的输入端固定连接，导流板的数量为两个，两个导流板垂直的固定在上浮板和下压板之间、且分别位于叶轮的两侧，两个导流板之间形成潮流通道；
叶轮包括主转轴、第一叶轮组件和第二叶轮组件，主轴通过轴套可转动的固定在上浮板和下压板之间；
第一叶轮组件包括第一固定杆和第一叶片，两个第一固定杆垂直的固定在主转轴的上、下两端，第一叶片固定在第一固定杆的外侧，第一叶片为长条形结构，在竖直方向上、第一叶片顶部与主转轴之间的距离大于第一叶片底部与主转轴之间的距离，在水平方向上、第一叶片倾斜的固定在第一固定杆的端部，第一叶片的外侧壁向外突出成圆弧形结构；
第二叶轮组件包括第二固定杆和第二叶片，两个第二固定杆垂直的固定在主转轴的上、下两端，第二叶片固定在第二固定杆的外侧，第二叶片为长条形结构，在竖直方向上、第二叶片顶部与主转轴之间的距离等于第二叶片底部与主转轴之间的距离，在水平方向上、第二叶片垂直的固定在第二固定杆的端部，第二叶片的外侧壁向内凹陷成圆弧形结构；
第一叶轮组件和第二叶轮组件的数量均为四个，四个第一叶轮组件两两垂直的固定在主转轴的外壁上，四个第二叶轮组件分别固定在相邻的两个第一叶轮组件之间，第一叶轮组件中，第一固定杆的长度为L3，第二叶轮组件中，第二固定杆的长度为L4，L3＝2*L4。
2.如权利要求1所述的高效潮流能发电装置，其特征为，所述发电机为直驱永磁发电机。
3.如权利要求1所述的高效潮流能发电装置，其特征为，所述上浮板的上端面上设有保护端盖，保护端盖盖合在发电机上。
4.如权利要求1所述的高效潮流能发电装置，其特征为，所述下压板中设有钢锭作为承重层。
5.如权利要求1所述的高效潮流能发电装置，其特征为，所述上浮板和下压板之间通过若干弹性连杆加以连接，弹性连杆倾斜的固定在上浮板和下压板之间。
6.如权利要求1所述的高效潮流能发电装置，其特征为，所述导流板的两个侧壁均向外突出形成圆弧形结构的导流壁，导流板内设有调节腔，导流壁上设有若干扰流机构，扰流机构包括扰流板、第一转接板、转接柱和第二转接板，第一转接板和第二转接板分别固定在转接柱的两侧，转接柱可转动的设置在导流壁中，第一转接板穿过导流壁与扰流板固定连接，第二转接板穿过导流壁、与设置在调节腔中的调节杆相连接，调节杆的两侧分别设有若干固定块，第二转接板可转动的固定在相应的固定块上，调节杆的两端分别可移动的设置在调节插槽中。
7.如权利要求6所述的高效潮流能发电装置，其特征为，所述扰流板的截面形状为菱形结构。
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