CN110080933B - 一种潮流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潮流能发电装置，包括固定框架和潮流发电模块，所述固定框架上固装有控制及电源管理模块。所述潮流发电模块包括两个发电机、两组安装在固定框架内的笼形转动架和发电转动架体，所述发电机竖向安装在固定框架的顶端并通过输出轴与转轴固接。所述潮流能发电装置还安装有清洁模块和防卡死装置。本发明通过潮流推动发电转动架体旋转而实现发电，通过笼形转动架隔离杂物，通过清洁转动架上的刮刷对笼形转动架清理去污，提高发电装置的工作效率和使用寿命；通过防卡死装置，确保了发电装置正常工作。

Description

一种潮流能发电装置
技术领域
本发明涉及一种潮流能发电装置，属于潮流能发电设备技术领域。
背景技术
地球上海洋面积占其总表面积的71％，蕴藏着巨大的能量，海洋能具有污染小且取之不尽用之不竭的特点，在各种海洋能中,潮流能是一种相对容易开发的能源形式，近些年潮流能的开发利用得到了较大的发展。
申请公布号为CN 105587459 A的发明专利申请公开了一种水下洋流发电装置，包括由一个主支架和至少两个相互平行的与主支架垂直安装的副支架，在主支架与两个副支架的连接中心线上均设置旋转框架，旋转框架的中心转轴连接密封发电室，通过旋转框架的扇板、叶板接收洋流能量而实现发电。其具有发电效率高、制造成本低的特点。但是该发电装置存在以下不足之处：
1.该发电装置难以滤除流经旋转框架的海水中带有的杂物，且长时间使用后，发电装置表面易吸附污物难以去除，影响潮流能发电装置的发电效率，甚至降低发电装置的使用寿命。
2.该发电装置在运行时，由于海水中杂物的影响以及接收洋流能量的叶板易发生干涉，从而频繁出现卡死现象，使得发电装置发生堵转，影响了发电装置的正常运作工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种潮流能发电装置，在工作过程中能够隔离并清除海水中的杂质。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种潮流能发电装置，包括悬浮于洋流中的固定框架和潮流发电模块，所述固定框架上固装有控制及电源管理模块，固定框架的外表面设置数只浮筒，
所述潮流发电模块包括两个发电机、两组通过转轴同轴竖向安装在固定框架内的笼形转动架和发电转动架体，所述发电转动架体位于笼形转动架内，所述发电转动架体与转轴固接，笼形转动架活动连接在转轴上，所述发电机竖向安装在固定框架的顶端并通过输出轴与转轴固接，
所述笼形转动架的外表面安装有清洁模块，所述清洁模块包括数个水流标、数个清洁转动架和刮刷，所述清洁转动架沿轴向围绕在笼形转动架外，清洁转动架的上、下端可转动的连接在转轴上，所述水流标对称固接在清洁转动架的上、下端，每端的水流标沿周向均匀分布，所述刮刷固接在清洁转动架的内侧，
当潮流推动水流标旋转时，清洁转动架相对笼形转动架转动，带动刮刷对笼形转动架进行清洁。
进一步，所述笼形转动架的下端设有排污口。
进一步，所述笼形转动架外表面的中部沿周向设有导轨，所述清洁转动架对应导轨处安装有滚轮。
进一步，所述清洁转动架的数量为4根，沿笼形转动架的周向均匀分布。
进一步，所述转轴上套设有角接触球轴承，所述角接触球轴承外侧固接一环形盘，所述环形盘与笼形转动架的端面固定连接。
进一步，所有清洁转动架的上、下端通过轴套连接在转轴上。
进一步，它还包括防卡死装置，所述防卡死装置包括安装在两个发电机的输出轴上的第一带轮、安装于所述固定框架上的驱动电机和安装在固定框架两侧的流速仪，所述驱动电机位于两个发电机之间，驱动电机的输出轴上安装有第二带轮，所述第二带轮与两个第一带轮之间连接有传动带，所述驱动电机及流速仪分别与控制及电源管理模块电性连接。
进一步，所述驱动电机安装在固定框架顶端的底面，驱动电机的输出轴伸出固定框架外。
进一步，所述固定框架每一侧的流速仪数量为两个，两个流速仪分别靠近笼形转动架，固定框架的两侧在两个流速仪之间设置有固定座，所述固定座的中部固接有水质检测模块。
进一步，所述发电转动架体包括数个固接在转轴上的转动框，每个转动框被均匀分隔成若干小的方形框，所有方形框在同一面各枢接一挡流板，挡流板的长度大于方形框的长度。
本发明的工作原理是，发电转动架体在水流推动下旋转并带动发电机工作。笼形转动架能够阻挡体积较大的杂物进入架体内部，实现对杂物的隔离。当潮流推动水流标旋转时，清洁转动架相对笼形转动架转动，带动刮刷对笼形转动架进行清洁；因笼形转动架底部的流速较小，被清洁的污物由下端的排污口向下排出，可以防止清洁转动架表面淤积过多的海洋垃圾物使内部流速减缓而影响发电效率；笼形转动架外表面环形导轨与清洁转动架上滚轮的配合，能够使笼形转动架旋转更加平稳；所述环形盘能够随角接触球轴承旋转，环形盘与笼形转动架固接，可使笼形转动架的旋转阻力减少。发电转动架体采用小方形框与挡流板结合的方式，挡流板只能在方形框的一面转动，水流也只能从一个方向推开挡流板，当水流从相反方向流向挡流板时，挡流板就会与方形框合拢，阻挡水流通过，从而带动发电转动架体旋转。
防卡死装置的原理是，通过流速仪检测流速来判断潮流发电模块是否卡死和堵转，当控制及电源管理模块判断流速低于预设值时，发送信号给驱动电机，驱动电机工作，通过传动带的驱动两个第一带轮旋转，从而带动发电机恢复正常运转。水质检测模块可同时监测该水域的水质情况。
综上，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过潮流推动发电转动架体旋转而实现发电，通过笼形转动架隔离杂物，通过清洁转动架上的刮刷对笼形转动架清理去污，提高发电装置的工作效率和使用寿命。
2、本发明设有防卡死装置，能够确保发电装置正常工作。
3、本发明同时具备对水质进行监测的功能。
附图说明
图1为本发明一优选实施例的轴测图。
图2为本发明一优选实施例的主视图。
图3为本发明一优选实施例的侧视图。
图4为本发明一优选实施例的俯视图。
图5为本发明一优选实施例整体结构的剖视图。
图6为图5中A-A处的放大示意图。
图7为本发明一种潮流能发电装置的局部示意图。
图8为图7的俯视图。
图9为本发明中发电转动架体的结构示意图。
图中，101-固定框架；102-控制及电源管理模块；103-通信模块；104-水质检测模块；105-浮筒；106-固定座；107-槽型固定板；108-发电机；2-防卡死装置；201-传动带；202-驱动电机；203-第一带轮；204-第二带轮；205-流速仪；206-支撑架；3-潮流发电模块；301-笼形转动架；302-发电转动架体；3021-转动框；303-方形框；304-挡流板；305-转轴；306-角接触球轴承；307-环形盘；4-清洁模块；401-水流标；402-清洁转动架；403-刮刷；404-滚轮；405-排污口。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明，本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的优选实施例，而不是全部的实施例。
结合图1至图4所示，一种潮流能发电装置，包括悬浮于洋流中的固定框架101和潮流发电模块3，所述固定框架101上固装有控制及电源管理模块102，固定框架101的上表面靠近控制及电源管理模块102固设由通信模块103。固定框架101的上下表面均设置6只浮筒105，提升整个装置的浮力，在进行发电作业时能够漂浮在海面上，方便装置搭载的通信模块以及控制与电源管理模块的正常运行。
所述潮流发电模块3包括两个发电机108、两组通过转轴305同轴竖直方向安装在固定框架101内的笼形转动架301和发电转动架体302，所述发电转动架体302位于笼形转动架301内，所述发电转动架体302与转轴305固接，笼形转动架301活动连接在转轴305上，所述发电机108竖向安装在固定框架101的顶端并通过输出轴与转轴305固接，发电机108优选通过支撑架206安装在固定框架101上。发电转动架体302的结构可以采用如申请公布号为CN 105587459 A的发明专利中的旋转框架的结构。也可以采用如图9所示的结构，所述发电转动架体302包括数个固接在转轴305上的转动框3021，每个转动框3021被均匀分隔成若干小的方形框303，所有方形框在同一面各枢接一挡流板304，挡流板304的长度大于方形框303的长度，因此，挡流板304只能在方形框的一面转动，水流也只能从一个方向推开挡流板304，当水流从相反方向流向挡流板时，挡流板就会与方形框303合拢，阻挡水流通过，从而带动发电转动架体302旋转。不论来流方向如何，发电转动架体302皆为单向转动，动力经过转轴305传递给发电机108，以此将潮流能转化为动能并最终转化成电能进行储存。
结合图5、图7，所述笼形转动架301的外表面安装有清洁模块4，所述清洁模块4包括数个水流标401、4根清洁转动架402和刮刷403，所述清洁转动架402沿轴向围绕在笼形转动架301外，4根沿笼形转动架301的周向均匀分布。所述转轴305上装设有轴套40，清洁转动架402的上、下端连接在轴套40上。清洁转动架402的上、下端各安装一个水流标401，所述刮刷403固接在清洁转动架402的内侧。
结合图6，所述转轴305上套设角接触球轴承306，所述角接触球轴承306外侧固接一环形盘307，所述环形盘307与笼形转动架301的端面固定连接。
所述笼形转动架301的下端设有排污口405，当潮流推动水流标401旋转时，清洁转动架402相对笼形转动架301转动，带动刮刷403对笼形转动架301进行清洁。因笼形转动架底部的流速较小，被清洁的污物由下端的排污口405向下排出，可以防止清洁转动架402表面淤积过多的海洋垃圾物使内部流速减缓而影响发电效率。结合图8所示，所述笼形转动架301外表面的中部沿周向设有导轨30，所述清洁转动架402对应导轨30处安装有滚轮404，采用滚轮与导轨配合的方式，能够使笼形转动架旋转更加平稳。
结合图2至图5及图7、图8所示，本发明还包括防卡死装置2，所述防卡死装置2包括安装在两个发电机108的输出轴上的第一带轮203、安装于所述固定框架101上的驱动电机202和安装在固定框架101两侧的流速仪205，所述驱动电机202位于两个发电机108之间。固定框架101顶部中间焊接有两根槽型固定板107，所述驱动电机202优选安装在两根槽形固定板107的底面，驱动电机202的输出轴从两根槽型固定板107之间穿出，输出轴的端部上安装有第二带轮204，所述第二带轮204与两个第一带轮203之间连接有传动带201，所述驱动电机202及流速仪205分别与控制及电源管理模块102电性连接。通过流速仪205检测流速来判断潮流发电模块3是否卡死和堵转，当控制及电源管理模块102判断流速低于预设值时，发送信号给驱动电机202，驱动电机202工作，通过传动带的驱动两个第一带轮203旋转，从而带动发电机108恢复正常运转。
参考图4，所述固定框架101每一侧的流速仪205数量为两个，两个流速仪205分别靠近笼形转动架301，固定框架101的两侧在两个流速仪205之间设置有固定座106，所述固定座106的中部固接有水质检测模块104。
以上所述，仅是本发明优选实施例的描述说明，并非对本发明保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种潮流能发电装置，包括悬浮于洋流中的固定框架和潮流发电模块，所述固定框架上固装有控制及电源管理模块，固定框架的外表面设置数只浮筒，其特征在于：
所述潮流发电模块包括两个发电机、两组通过转轴同轴竖向安装在固定框架内的笼形转动架和发电转动架体，所述发电转动架体位于笼形转动架内，所述发电转动架体与转轴固接，笼形转动架活动连接在转轴上，所述发电机竖向安装在固定框架的顶端并通过输出轴与转轴固接，
所述笼形转动架的外表面安装有清洁模块，所述清洁模块包括数个水流标、数个清洁转动架和刮刷，所述清洁转动架沿轴向围绕在笼形转动架外，清洁转动架的上、下端可转动的连接在转轴上，所述水流标对称固接在清洁转动架的上、下端，每端的水流标沿周向均匀分布，所述刮刷固接在清洁转动架的内侧，
当潮流推动水流标旋转时，清洁转动架相对笼形转动架转动，带动刮刷对笼形转动架进行清洁。
2.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述笼形转动架的下端设有排污口。
3.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述笼形转动架外表面的中部沿周向设有导轨，所述清洁转动架对应导轨处安装有滚轮。
4.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述清洁转动架的数量为4根，沿笼形转动架的周向均匀分布。
5.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述转轴上套设有角接触球轴承，所述角接触球轴承外侧固接一环形盘，所述环形盘与笼形转动架的端面固定连接。
6.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所有清洁转动架的上、下端通过轴套连接在转轴上。
7.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
它还包括防卡死装置，所述防卡死装置包括安装在两个发电机的输出轴上的第一带轮、安装于所述固定框架上的驱动电机和安装在固定框架两侧的流速仪，所述驱动电机位于两个发电机之间，驱动电机的输出轴上安装有第二带轮，所述第二带轮与两个第一带轮之间连接有传动带，所述驱动电机及流速仪分别与控制及电源管理模块电性连接。
8.根据权利要求7所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述驱动电机安装在固定框架顶端的底面，驱动电机的输出轴伸出固定框架外。
9.根据权利要求7所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述固定框架每一侧的流速仪数量为两个，两个流速仪分别靠近笼形转动架，固定框架的两侧在两个流速仪之间设置有固定座，所述固定座的中部固接有水质检测模块。
10.根据权利要求1所述的潮流能发电装置，其特征在于：
所述发电转动架体包括数个固接在转轴上的转动框，每个转动框被均匀分隔成若干小的方形框，所有方形框在同一面各枢接一挡流板，所述挡流板的长度大于方形框的长度。
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