CN109026498B - 一种具有方向可变叶片的海流能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有方向可变叶片的海流能发电装置，包括浮体，浮体的底部通过金属杆与水下阻尼装置的顶部连接，水下阻尼装置的底部连接有固定轴，在固定轴上设有发电组件，在固定轴的端部连接有悬链式锚泊缆；发电组件包括上异形凸轮和下异形凸轮，在上异形凸轮和下异形凸轮的侧方设有若干方向可变叶片；在方向可变叶片的顶部和底部各设有一组长连杆和短连杆；长连杆的一端与方向可变叶片的大端连接，另一端与转动轴连接，转动轴与安装在上异形凸轮顶面的发电机的转轴连接；短连杆的一端与方向可变叶片的小端连接构成第二转动支点，另一端套设在长连杆上，且以长连杆为导轨滑动，短连杆紧靠上、下异形凸轮，滑动规律受异形凸轮轮廓线控制。
Description
技术领域
本发明涉及海流发电装置领域，具体地说，特别涉及到一种具有方向可变叶片的海流能发电装置。
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。
海洋能利用的历史至少可以追溯到中世纪时期。11 世纪在高尔、安达卢西亚和英国沿岸已有原始的潮汐水车在运转。波浪能和温差能的利用设想也早在十九世纪末就已提出。但是，有规模的对海洋能进行开发研究是本世纪 50 年代以后，首先是潮汐能，然后是波浪能、温差能等。
该领域现有的发电装置，主要是通过水流对单一横卧叶轮的驱动再将机械能转换成电能的过程，发电效率较低，装置稳定性不够，系统的能量转换率较低，结构较为复杂生产制造和维护成本较高，可供选择的搭载平台比较局限因而经济效益不高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种具有方向可变叶片的海流能发电装置，以解决现有技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种具有方向可变叶片的海流能发电装置，包括浮体，所述浮体的底部通过金属杆与水下阻尼装置的顶部连接，所述水下阻尼装置的底部连接有固定轴，在所述固定轴上设有发电组件，在固定轴的端部固定连接有悬链式锚泊缆；
所述发电组件包括一组相对设置的上异形凸轮和下异形凸轮，上异形凸轮和下异形凸轮通过侧方的凸轮连杆连接固定，在所述上异形凸轮和下异形凸轮的侧方设有若干方向可变叶片；
在所述方向可变叶片的顶部和底部各设有一组连杆机构，所述连杆机构包括长连杆和短连杆；
所述长连杆的一端与方向可变叶片的大端连接构成第一转动支点，长连杆的另一端与转动轴连接，所述转动轴设置在上异形凸轮和下异形凸轮的中间位置，转动轴的顶部穿出上异形凸轮，且与安装在上异形凸轮顶面的发电机的转轴连接；
所述短连杆的一端与方向可变叶片的小端连接构成第二转动支点，短连杆的另一端为滑动端，短连杆的滑动端套设在长连杆上，且以所述长连杆为导轨滑动。
进一步的，所述凸轮连杆包括与上异形凸轮或下异形凸轮的侧面连接的延伸杆、以及用于连接所述延伸杆的连接杆。
进一步的，在所述上异形凸轮的下表面和下异形凸轮的上表面设有异形导向槽，所述短连杆的滑动端设有滚子滑块结构体，所述滚子滑块结构体包括滑块和滚子；
所述滑块的底部固定设置在短连杆的滑动端上，在所述滑块上设有用于长连杆穿过的导向孔，所述短连杆通过滑块沿着长连杆滑动；
所述滚子设置在滑块的顶部，滚子的主体位于上异形凸轮或下异形凸轮的异形导向槽内，且可沿着异形导向槽滚动。
进一步的，所述长连杆和短连杆与方向可变叶片通过铰链连接。
进一步的，所述上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)上下对称分布，在所述上异形凸轮(71)的上表面和下异形凸轮(72)的下表面各设置有一组同向对称的导向尾翼(9)，所述导向尾翼(9)用于根据海流的方向调整方向可变叶片(8)的朝向。
进一步的，所述方向可变叶片转动时，方向可变叶片的大端与转动轴的距离保持不变，方向可变叶片的小端与转动轴的距离随着滑块在长连杆上的位置变化。
进一步的，所述水下阻尼装置的顶部与金属杆底端连接，所述金属杆顶端与浮体连接，浮体受到波浪冲击而大幅度的上下浮动时，水下阻尼装置将削减上述浮动。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
借助凸轮实现叶片方向可变，使整体结构获得最大转矩，可根据海流方向调整整体结构，极大提高了能源利用率，浮体下方增加金属杆和水下阻尼装置可以减少波浪对海流发电装置稳定性的影响。
附图说明
图1为本发明所述的海流能发电装置的整体结构示意图。
图2为本发明所述的海流能发电装置的侧视示意图。
图3为本发明所述的海流能发电装置的俯视示意图。
图4为本发明所述的异形凸轮的连接示意图。
图5为本发明所述的方向可变叶片的示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1至图5，本发明所述的一种具有方向可变叶片的海流能发电装置，包括浮体(1)，所述浮体(1)的底部通过金属杆(2)与水下阻尼装置(3)的顶部连接，所述水下阻尼装置(3)的底部连接有固定轴(4)，在所述固定轴(4)上设有发电组件，在固定轴(4)的端部固定连接有悬链式锚泊缆(10)；
所述发电组件包括一组相对设置的上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)，上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)通过侧方的凸轮连杆(73)连接固定，在所述上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)的侧方设有若干方向可变叶片(8)；
在所述方向可变叶片(8)的顶部和底部各设有一组连杆机构，所述连杆机构包括长连杆(81)和短连杆(82)；
所述长连杆(81)的一端与方向可变叶片(8)的大端连接构成第一转动支点，长连杆(81)的另一端与转动轴(5)连接，所述转动轴(5)设置在上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)的中间位置，转动轴(5)的顶部穿出上异形凸轮(71)，且与安装在上异形凸轮(71)顶面的发电机(6)的转轴连接；
所述短连杆(82)的一端与方向可变叶片(8)的小端连接构成第二转动支点，短连杆(82)的另一端为滑动端，短连杆(82)的滑动端套设在长连杆(81)上，且以所述长连杆(81)为导轨滑动。
另外，所述凸轮连杆(73)包括与上异形凸轮(71)或下异形凸轮(72)的侧面连接的延伸杆(731)、以及用于连接所述延伸杆(731)的连接杆(732)，通过采用该种结构，提升了本发明的结构强度。
还需要指出的是，在所述上异形凸轮(71)的下表面和下异形凸轮(72)的上表面设有异形导向槽，所述短连杆(82)的滑动端设有滚子滑块结构体(83)，所述滚子滑块结构体(83)包括滑块(831)和滚子(832)；
所述滑块(831)的底部固定设置在短连杆(82)的滑动端上，在所述滑块(831)上设有用于长连杆(81)穿过的导向孔，所述短连杆(82)通过滑块(831)沿着长连杆(81)滑动；
所述滚子(832)设置在滑块(831)的顶部，滚子(832)的主体位于上异形凸轮(71)或下异形凸轮(72)的异形导向槽内，且可沿着异形导向槽滚动；
所述长连杆(81)和短连杆(82)与方向可变叶片(8)通过铰链连接；
上述结构在方向可变叶片(8)转动时，方向可变叶片(8)的大端与转动轴的距离保持不变，方向可变叶片(8)的小端与转动轴的距离随着滑块(831)在长连杆(81)上的位置以及滚子(832)在圆形导向槽内的位置变化而变化，起到调节角度作用。
所述上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)上下对称分布，在所述上异形凸轮(71)的上表面和下异形凸轮(72)的下表面各设置有一组同向对称的导向尾翼(9)，所述导向尾翼(9)用于根据海流的方向调整方向可变叶片(8)的朝向，上述使得整个装置可以正面海流的朝向，提升发电效率。
所述水下阻尼装置(3)的顶部与金属杆(2)底端连接，所述金属杆(2)顶端与浮体(1)连接，水下阻尼装置(3)的截面积远大于下方发电组件，当浮体(1)和发电组件受到波浪冲击而大幅度的上下浮动时，由于水下阻尼装置(3)与海水的接触面较大，水下阻尼装置(3)将削减上述浮动，从而增加了装置的稳定性。
本发明的工作原理如下：
将本发明放置于目标海域时，浮体(1)和悬链式锚泊缆(10)使得整体结构相对固定于海域，海流冲击浮体(1)，浮体(1)上下移动带动金属杆(2)，在水下阻尼装置(3)的作用下，上述浮动将被削减，当海流的流向如图3所示时，海流冲击导向尾翼(9)，导向尾翼(9)两侧的水流压力差会使整个装置可以正面海流的朝向(详见图3)。单个方向可变叶片(8)随着海流转动其角度一直在改变，但在短连杆(82)和滚子滑块结构体(83)的调整下，每个可变叶片(8)在所处角度下均获得最大转矩，因此装置达到最佳转矩。
只要海流不断的冲击，九个方向可变叶片(8)的转动就会持续的进行下去，方向可变叶片(8)会通过转动轴(5)带动发电机转轴做顺时针运动，发电机(6)的绕组切割磁力线感生电势，将动能转换为电能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种具有方向可变叶片的海流能发电装置，包括浮体(1)，所述浮体(1)的底部通过金属杆(2)与水下阻尼装置(3)的顶部连接，所述水下阻尼装置(3)的底部连接有固定轴(4)，在所述固定轴(4)上设有发电组件，在固定轴(4)的端部固定连接有悬链式锚泊缆(10)；其特征在于：
所述发电组件包括一组相对设置的上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)，上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)通过侧方的凸轮连杆(73)连接固定，在所述上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)的侧方设有若干方向可变叶片(8)；
在所述方向可变叶片(8)的顶部和底部各设有一组连杆机构，所述连杆机构包括长连杆(81)和短连杆(82)；
所述长连杆(81)的一端与方向可变叶片(8)的大端连接构成第一转动支点，长连杆(81)的另一端与转动轴(5)连接，所述转动轴(5)设置在上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)的中间位置，转动轴(5)的顶部穿出上异形凸轮(71)，且与安装在上异形凸轮(71)顶面的发电机(6)的转轴连接；
所述短连杆(82)的一端与方向可变叶片(8)的小端连接构成第二转动支点，短连杆(82)的另一端为滑动端，短连杆(82)的滑动端套设在长连杆(81)上，且以所述长连杆(81)为导轨滑动；
所述上异形凸轮(71)和下异形凸轮(72)上下对称分布，在所述上异形凸轮(71)的上表面和下异形凸轮(72)的下表面各设置有一组同向对称的导向尾翼(9)，所述导向尾翼(9)用于根据海流的方向调整方向可变叶片(8)的朝向；
所述方向可变叶片(8)转动时，方向可变叶片(8)的大端与转动轴的距离保持不变，方向可变叶片(8)的小端与转动轴的距离随着滑块(831)在长连杆(81)上的位置变化；
在所述上异形凸轮(71)的下表面和下异形凸轮(72)的上表面设有异形导向槽，所述短连杆(82)的滑动端设有滚子滑块结构体(83)，所述滚子滑块结构体(83)包括滑块(831)和滚子(832)；
所述滑块(831)的底部固定设置在短连杆(82)的滑动端上，在所述滑块(831)上设有用于长连杆(81)穿过的导向孔，所述短连杆(82)通过滑块(831)沿着长连杆(81)滑动；
所述滚子(832)设置在滑块(831)的顶部，滚子(832)的主体位于上异形凸轮(71)或下异形凸轮(72)的异形导向槽内，且可沿着异形导向槽滚动。
2.根据权利要求1所述的具有方向可变叶片的海流能发电装置，其特征在于：所述凸轮连杆(73)包括与上异形凸轮(71)或下异形凸轮(72)的侧面连接的延伸杆(731)、以及用于连接所述延伸杆(731)的连接杆(732)。
3.根据权利要求1所述的具有方向可变叶片的海流能发电装置，其特征在于：所述长连杆(81)和短连杆(82)与方向可变叶片(8)通过铰链连接。
4.根据权利要求1所述的具有方向可变叶片的海流能发电装置，其特征在于：所述水下阻尼装置(3)的顶部与金属杆(2)底端连接，所述金属杆(2)顶端与浮体(1)连接，浮体(1)受到波浪冲击而大幅度的上下浮动时，水下阻尼装置(3)将削减上述浮动。
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|---|---|---|---|---|
| CN115492713B (zh) * | 2022-09-28 | 2023-08-08 | 南通大学 | 一种潮汐能发电系统发电机 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1934352A (zh) * | 2004-03-16 | 2007-03-21 | 雷跃宁 | 竖叶水车发电装置及应用该装置的水力发电方法 |
| CN201396237Y (zh) * | 2009-05-14 | 2010-02-03 | 安明武 | 双子联动式海流发电机 |
| CN201874735U (zh) * | 2010-11-10 | 2011-06-22 | 中国船舶重工集团公司第七一○研究所 | 深海超低启动流速发电装置 |
| KR101335337B1 (ko) * | 2012-05-25 | 2013-12-02 | 서울대학교산학협력단 | 가변면적 조류 발전 터빈 및 이를 이용한 조류 발전 방법 |
| CN103742338A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-23 | 清华大学 | 一种海流能供电水下监测仪 |
| CN105201730A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 杭州恒龙新能源科技有限公司 | 垂直轴水流发电机的自动变桨机构 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1934352A (zh) * | 2004-03-16 | 2007-03-21 | 雷跃宁 | 竖叶水车发电装置及应用该装置的水力发电方法 |
| CN201396237Y (zh) * | 2009-05-14 | 2010-02-03 | 安明武 | 双子联动式海流发电机 |
| CN201874735U (zh) * | 2010-11-10 | 2011-06-22 | 中国船舶重工集团公司第七一○研究所 | 深海超低启动流速发电装置 |
| KR101335337B1 (ko) * | 2012-05-25 | 2013-12-02 | 서울대학교산학협력단 | 가변면적 조류 발전 터빈 및 이를 이용한 조류 발전 방법 |
| CN103742338A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-23 | 清华大学 | 一种海流能供电水下监测仪 |
| CN105201730A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-30 | 杭州恒龙新能源科技有限公司 | 垂直轴水流发电机的自动变桨机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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