CN109098924A - 圆筒型平台的海流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于圆筒型平台的海流能发电装置，支架绕圆形柱脚设置有若干个扰流发电装置，每个扰流发电装置包括扰流器和两个发电装置，两个发电装置一上一下分别固定在支架上，扰流器竖直地安装在两个发电装置之间，扰流器包括转轴和绕在转轴上的螺旋片，海流能推动螺旋片，使转轴转动，发电装置包括外壳、转接齿轮、驱动轴、铜制转轮、上永磁体、下永磁体、变压器、整流器和蓄电池。本发明具有结构简单，使用方便，成本低廉，能在实现利用海流能发电的同时达到圆筒型涡激振动抑制效果，有效的利用了海流能。

Description

圆筒型平台的海流能发电装置
技术领域
本发明属于海洋平台安全的技术领域，具体涉及一种用于圆筒型平台的海流能发电装置。
背景技术
目前，涌现出了很多新型的浮式海洋平台，用于深海海域的开发，圆筒型平台就是其中之一。圆筒型平台由于其特殊结构特征，对于低频波浪敏感，低频波浪会引起大幅运动。此外，垂荡和纵摇耦合运动，引起Mathieu失稳，易导致结构疲劳寿命降低。另外当波浪、海流流经平台时，一定流速可使得平台两侧交替的形成强烈的漩涡，漩涡脱落会对圆筒型平台产生一个周期性的可变力，使得平台在与流向垂直方向上发生横向振动，严重缩短圆筒型的服役寿命，甚至造成重大安全环境事故。鉴于波浪和海流对平台、系泊的影响，因此研制一种能合理利用海流能发电及其振动抑制装置显得十分重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种用于圆筒型平台的海流能发电装置。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于圆筒型平台的海流能发电装置，其中：包括固定在圆筒型平台淹没于海水中的圆形柱脚上的支架，支架绕圆形柱脚设置有若干个扰流发电装置，每个扰流发电装置包括扰流器和两个发电装置，两个发电装置一上一下分别固定在支架上，扰流器竖直地安装在两个发电装置之间，扰流器包括转轴和绕在转轴上的螺旋片，海流能推动螺旋片，使转轴转动，发电装置包括外壳、转接齿轮、驱动轴、铜制转轮、上永磁体、下永磁体、变压器、整流器和蓄电池，转轴的端部伸入至外壳中，外壳与支架固定连接，转轴的端部与转接齿轮连接，转接齿轮与驱动轴的一端固定连接，转接齿轮用于将转轴的转力传递至驱动轴，使驱动轴转动，驱动轴与铜制转轮的轮心固定连接，铜制转轮水平设置，驱动轴能带动铜制转轮转动，上永磁体和下永磁体均固定在外壳内部，上永磁体和下永磁体上下对称地间隙设置，铜制转轮位于上永磁体和下永磁体之间，当铜制转轮转动时，能切割上永磁体和下永磁体之间的磁场，产生电流，铜制转轮上通过导线依次连接变压器、整流器和蓄电池，将产生的电流变压整流后，注入蓄电池。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的支架为设置在圆形柱脚外侧的硬质网格，该网格包括网格固定杆和扰流发电装置固定网组成，网格固定杆一端与圆形柱脚固定连接，另一端与扰流发电装置固定网固定连接。
上述的扰流发电装置固定网的水平截面为正方形，扰流发电装置固定网的每个边上均固定有至少一个扰流发电装置。
上述的铜制转轮包括轮环和辐条，辐条一端固定连接在铜制转轮的轮心处，另一端与轮环固定连接。
上述的上永磁体和下永磁体均固定在各自的固定座上。
上述的固定座包括左座体和右座体，左座体固定在外壳内侧面的左端，右座体固定在外壳内侧面的右端，左座体卡住上永磁体或下永磁体的左侧，右座体卡住上永磁体或下永磁体的右侧。
上述的转轴伸入外壳处设置有密封圈，密封圈固定在外壳上。
其中，所述的依附于圆筒型平台利用海流发电及涡激振动抑制装置有2个发电装置，分别位于转轴的上下两端，它们大小，结构，原理相同。
其中，所述的转轴为轻型，抗冲击的复合材料，处于发电装置内部的驱动轴为绝缘材料制成。
本发明的有益效果：
（1）本装置结构简单，使用方便，成本低廉，能在实现利用海流能发电的同时达到圆筒型涡激振动抑制效果，有效的利用了海流能。
（2）本发明装置的螺旋叶片的尺寸可根据实际海流情况定制，以适应实际海流环境。
（3）海流能捕获装置设计成转轴样式，能够更大面积的捕获海流能，为发电装置提供更多能量，从而推动铜制的轮子切割磁感线产生电动势，最后将海流能转化成电能储存在蓄电池中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是扰流发电装置的结构示意图；
图3是发电装置的结构示意图；
图4是铜制转轮的结构示意图。
其中的附图标记为：圆形柱脚1、支架2、网格固定杆21、扰流发电装置固定网22、扰流器3、转轴31、螺旋片32、发电装置4、外壳41、转接齿轮42、驱动轴43、铜制转轮44、上永磁体45、下永磁体46、变压器47、整流器48、蓄电池49、固定座5、左座体51、右座体52、密封圈6。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
本发明的一种用于圆筒型平台的海流能发电装置，其中：包括固定在圆筒型平台淹没于海水中的圆形柱脚1上的支架2，支架2绕圆形柱脚1设置有若干个扰流发电装置，每个扰流发电装置包括扰流器3和两个发电装置4，两个发电装置4一上一下分别固定在支架2上，扰流器3竖直地安装在两个发电装置4之间，扰流器3包括转轴31和绕在转轴31上的螺旋片32，海流能推动螺旋片32，使转轴31转动，发电装置4包括外壳41、转接齿轮42、驱动轴43、铜制转轮44、上永磁体45、下永磁体46、变压器47、整流器48和蓄电池49，转轴31的端部伸入至外壳41中，外壳41与支架2固定连接，转轴31的端部与转接齿轮42连接，转接齿轮42与驱动轴43的一端固定连接，转接齿轮42用于将转轴31的转力传递至驱动轴43，使驱动轴43转动，驱动轴43与铜制转轮44的轮心固定连接，铜制转轮44水平设置，驱动轴43能带动铜制转轮44转动，上永磁体45和下永磁体46均固定在外壳41内部，上永磁体45和下永磁体46上下对称地间隙设置，铜制转轮44位于上永磁体45和下永磁体46之间，当铜制转轮44转动时，能切割上永磁体45和下永磁体46之间的磁场，产生电流，铜制转轮44上通过导线依次连接变压器47、整流器48和蓄电池49，将产生的电流变压整流后，注入蓄电池49。
实施例中，支架2为设置在圆形柱脚1外侧的硬质网格，该网格包括网格固定杆21和扰流发电装置固定网22组成，网格固定杆21一端与圆形柱脚1固定连接，另一端与扰流发电装置固定网22固定连接。
实施例中，扰流发电装置固定网22的水平截面为正方形，扰流发电装置固定网22的每个边上均固定有至少一个扰流发电装置。
实施例中，铜制转轮44包括轮环和辐条，辐条一端固定连接在铜制转轮44的轮心处，另一端与轮环固定连接。
实施例中，上永磁体45和下永磁体46均固定在各自的固定座5上。
实施例中，固定座5包括左座体51和右座体52，左座体51固定在外壳41内侧面的左端，右座体52固定在外壳41内侧面的右端，左座体51卡住上永磁体45或下永磁体46的左侧，右座体52卡住上永磁体45或下永磁体46的右侧。
实施例中，转轴31伸入外壳41处设置有密封圈6，密封圈6固定在外壳41上。
螺旋片32镶嵌在转轴31上，转轴31左右两侧距离两端的发电装置的外壳留有10㎝的间距，以防摩擦。
当海流冲向圆筒型平台时，转轴31和螺旋片32会吸收一部分的海流能，扰乱了圆筒型平台周围流场，破坏了绕流旋涡的形成，从而对圆筒型平台达到抑制涡激振动效果。同时转轴31在为圆筒型平台涡激振动提供抑制作用的同时，也为发电装置6提供动能。
驱动轴43在转轴31的传动下，带动铜制转轮44转动。铜制转轮44安装在发电装置4内部、驱动轴43的末端。轮环与辐条组成铜制转轮44，同时与导线形成一个类似转子的装置。
当海流冲击转轴31，转轴31带动驱动轴43转动，驱动轴43因而带动转子工作。转子进行切割磁感线运动，从而产生感应电动势，进而产生电流。电流通过导线进过整流器、变压器从而存储在蓄电池里。
导线13连接到铜制转轮44的正负极，用于电流的输出。在铜制转轮44的两侧有两个圆形永磁铁形成一个类似定子的装置。永磁体通过发电装置6的绝缘固定座5固定。变压器47与导线连接，用于提高电压。整流器48通过导线与变压器47连接，用于输出电流、以便储存。最后蓄电池49通过导线与整流器48连接存储电能，从而为海洋平台提供电能。
本发明的抑制涡激振动及波浪抨击的海流能发电装置安装在圆筒型平台的四周，根据圆筒型平台的尺寸，来选择该套装置的个数，固定安装在圆筒型平台上。本装置在安装过程中由四个装置组成一组，四个装置通过导管串联成四边形，构成一个稳定的抗冲击的结构，同时能处理来自任何方向的海流。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：包括固定在圆筒型平台淹没于海水中的圆形柱脚(1)上的支架(2)，所述的支架(2)绕圆形柱脚(1)设置有若干个扰流发电装置，每个所述的扰流发电装置包括扰流器(3)和两个发电装置(4)，两个发电装置(4)一上一下分别固定在支架(2)上，扰流器(3)竖直地安装在两个发电装置(4)之间，所述的扰流器(3)包括转轴(31)和绕在转轴(31)上的螺旋片(32)，所述的海流能推动螺旋片(32)，使转轴(31)转动，所述的发电装置(4)包括外壳(41)、转接齿轮(42)、驱动轴(43)、铜制转轮(44)、上永磁体(45)、下永磁体(46)、变压器(47)、整流器(48)和蓄电池(49)，所述的转轴(31)的端部伸入至外壳(41)中，外壳(41)与支架(2)固定连接，所述的转轴(31)的端部与转接齿轮(42)连接，转接齿轮(42)与驱动轴(43)的一端固定连接，所述的转接齿轮(42)用于将转轴(31)的转力传递至驱动轴(43)，使驱动轴(43)转动，所述的驱动轴(43)与铜制转轮(44)的轮心固定连接，所述的铜制转轮(44)水平设置，驱动轴(43)能带动铜制转轮(44)转动，所述的上永磁体(45)和下永磁体(46)均固定在外壳(41)内部，所述的上永磁体(45)和下永磁体(46)上下对称地间隙设置，铜制转轮(44)位于上永磁体(45)和下永磁体(46)之间，当铜制转轮(44)转动时，能切割上永磁体(45)和下永磁体(46)之间的磁场，产生电流，所述的铜制转轮(44)上通过导线依次连接变压器(47)、整流器(48)和蓄电池(49)，将产生的电流变压整流后，注入蓄电池(49)。
2.根据权利要求1所述的圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：所述的支架(2)为设置在圆形柱脚(1)外侧的硬质网格，该网格包括网格固定杆(21)和扰流发电装置固定网(22)组成，所述的网格固定杆(21)一端与圆形柱脚(1)固定连接，另一端与扰流发电装置固定网(22)固定连接。
3.根据权利要求2所述的圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：所述的扰流发电装置固定网(22)的水平截面为正方形，扰流发电装置固定网(22)的每个边上均固定有至少一个扰流发电装置。
4.根据权利要求3所述的圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：所述的铜制转轮(44)包括轮环和辐条，所述的辐条一端固定连接在铜制转轮(44)的轮心处，另一端与轮环固定连接。
5.根据权利要求4所述的圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：所述的上永磁体(45)和下永磁体(46)均固定在各自的固定座(5)上。
6.根据权利要求5所述的圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：所述的固定座(5)包括左座体(51)和右座体(52)，所述的左座体(51)固定在外壳(41)内侧面的左端，右座体(52)固定在外壳(41)内侧面的右端，所述的左座体(51)卡住上永磁体(45)或下永磁体(46)的左侧，右座体(52)卡住上永磁体(45)或下永磁体(46)的右侧。
7.根据权利要求6所述的圆筒型平台的海流能发电装置，其特征是：所述的转轴(31)伸入外壳(41)处设置有密封圈(6)，所述的密封圈(6)固定在外壳(41)上。
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