CN110374784B - 一种半潜式海洋能发电装置 - Google Patents

一种半潜式海洋能发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110374784B
CN110374784B CN201910598261.0A CN201910598261A CN110374784B CN 110374784 B CN110374784 B CN 110374784B CN 201910598261 A CN201910598261 A CN 201910598261A CN 110374784 B CN110374784 B CN 110374784B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arc
blades
shaped part
rotating shaft
semi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910598261.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110374784A (zh
Inventor
凌长明
徐青
李军
彭丽明
张明宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Ocean University
Shenzhen Research Institute of Guangdong Ocean University
Original Assignee
Guangdong Ocean University
Shenzhen Research Institute of Guangdong Ocean University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Ocean University, Shenzhen Research Institute of Guangdong Ocean University filed Critical Guangdong Ocean University
Priority to CN201910598261.0A priority Critical patent/CN110374784B/zh
Publication of CN110374784A publication Critical patent/CN110374784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110374784B publication Critical patent/CN110374784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/24—Rotors for turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Abstract

本发明公开了一种半潜式海洋能发电装置，包括悬浮平台和设置在悬浮平台一侧的叶轮，叶轮包括旋转轴和设置在旋转轴上的叶片，叶片包括第一弧形部、第二弧形部、第三弧形部和第四弧形部，第一弧形部的一端与旋转轴相切，海水流动时，海水相对于旋转轴作径向运动，推动叶片转动，叶片在转出或转入水面时，叶片的第四弧形部与旋转轴平行，由于叶片与海水的接触面积小，所受水的阻力也较小，极大地减小了功的损耗；另外，叶片在轴向上分布数量少，可避免叶片之间相互遮挡，进而增大了叶片在海水中的受力面积，从而提高了海洋能的转换效率。

Description

一种半潜式海洋能发电装置
技术领域
本发明涉及一种海上发电设备，特别是一种海洋能发电装置。
背景技术
公开号为“CN109611261A”的专利文献公开了“一种半潜式海洋能发电方法及装置”，其包括海上平台，海上平台上安装有发电机，发电机通过传动机构连接有叶轮，叶轮的叶片沿水面垂直流体流向方向布置，且叶片呈直板状，叶片端部在转出或转入水面时，与海水的接触面积大，所受水的阻力也较大；另外排布在叶轮上的叶片数量过多，叶片之间就会相互遮挡，从而使得叶片在水中的受力面积减小，导致发电机的发电能力弱小，使得能量转换效率降低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适应性强、转换效率高的半潜式海洋能发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种半潜式海洋能发电装置，包括悬浮平台和设置在所述悬浮平台一侧的叶轮，所述叶轮包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的叶片，所述叶片包括第一弧形部、第二弧形部、第三弧形部和第四弧形部，所述第一弧形部的一端与所述旋转轴相切，所述第一弧形部、第二弧形部、第三弧形部和第四弧形部之间满足：r＝(3/2)n-1r0，L＝(3/2)r0，其中r为弧形部的半径，r0为旋转轴的半径，n为弧形部的个数，L为弧形部的弦长。
所述第一弧形部为所述旋转轴的第一内切圆且在所述第一内切圆上所截取的第一圆弧；所述第二弧形部为以所述第一圆弧的一端点为切点，作第二内切圆且在所述第二内切圆上所截取的第二圆弧；所述第三弧形部为以所述第二圆弧的一端点为切点，作第三内切圆且在所述第三内切圆上所截取的第三圆弧；所述第四弧形部为以所述第三圆弧的一端点为切点，作第四内切圆且在所述第四内切圆上所截取的第四圆弧。
所述叶片呈弧状且在所述旋转轴的轴向上均匀分布。
所述叶片上还包括有与所第四弧形部相连接的第五弧形部，所述叶片内凹且在所述旋转轴的轴向上均匀分布。
所述叶片在数量上以2-4个轴向均匀分布在所述旋转轴上。
所述悬浮平台上安装有发电机，所述发电机通过传动机构与所述叶轮相连接。
所述悬浮平台的一侧设置有机壳，所述机壳呈半包围状罩设在所述叶轮的外侧，所述叶轮位于所述机壳中。
所述传动机构包括安装在所述悬浮平台内的联轴器和增速器，所述叶轮通过穿过所述悬浮平台内的所述联轴器和增速器与所述发电机转轴连接。
所述悬浮平台内依次安装有与所述发电机电连接的稳压器、逆变器和储电装置，所述储电装置的下侧还安装有定位装置。
所述悬浮平台的四个角处均设置有穿过所述悬浮平台的锚链口和锚链盒，所述锚链盒位于所述锚链口的内侧。
本发明的有益效果是：本发明通过在悬浮平台一侧安装叶轮，叶轮上设置有旋转轴及在旋转轴上设置有叶片，海水流动时，海水相对于旋转轴作径向运动，推动叶片转动，叶片在转出或转入水面时，叶片的第四弧形部与旋转轴平行，与海水的接触面积小，所受水的阻力也较小，极大地减小了功的损耗；另外，叶片在轴向上分布数量少，可避免叶片之间相互遮挡，进而增大了叶片在海水中的受力面积，从而提高了海洋能的转换效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是叶片的实施方式之一；
图3是叶片的实施方式之二；
图4是叶片的切割图；
图5是叶片的结构示意图；
图6是叶轮的侧视图；
图7是叶轮的结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图7，一种半潜式海洋能发电装置，包括悬浮平台1和设置在所述悬浮平台1一侧的叶轮2，所述悬浮平台1为由耐压材料制成的壳状结构，可使整个海洋能发电装置悬浮在海面上，所述叶轮2包括旋转轴3和设置在所述旋转轴3上的叶片4，所述叶轮2和叶片4由金属材料制成且表面均喷涂有防腐蚀涂料，可增强二者的抗腐蚀性，延长使用寿命；所述叶片4包括第一弧形部5、第二弧形部6、第三弧形部7和第四弧形部8，所述第一弧形部5的一端与所述旋转轴3相切，所述第一弧形部5、第二弧形部6、第三弧形部7和第四弧形部8之间满足：r＝(3/2)n-1r0，L＝(3/2)r0，其中r为弧形部的半径，r0为旋转轴的半径，n为弧形部的个数，L为弧形部的弦长，海水流动时，海水相对于旋转轴3作径向运动，推动叶片4转动，叶片4在转出或转入水面时，叶片4的第四弧形部8与旋转轴3平行，与海水的接触面积小，所受水的阻力也较小，极大地减小了功的损耗，从而提高了海洋能的转换效率。
参照图4和图5，所述第一弧形部5为所述旋转轴3的第一内切圆9且在所述第一内切圆9上所截取的第一圆弧10，切点为点A；所述第二弧形部6为以所述第一圆弧10的一端点B为切点，作第二内切圆11且在所述第二内切圆11上所截取的第二圆弧12；所述第三弧形部7为以所述第二圆弧12的一端点C为切点，作第三内切圆13且在所述第三内切圆13上所截取的第三圆弧14；所述第四弧形部8为以所述第三圆弧14的一端点D为切点，作第四内切圆15且在所述第四内切圆15上所截取的第四圆弧16。
参照图2和图3，所述叶片4呈弧状且在所述旋转轴3的轴向上均匀分布；所述叶片4上还包括有与所第四弧形部8相连接的第五弧形部17，所述叶片4内凹且在所述旋转轴3的轴向上均匀分布；所述叶片4在数量上以2-4个轴向均匀分布在所述旋转轴3上，叶片4数量少，可避免叶片4之间相互遮挡，进而增强叶片4在海水中的受力面积，从而提高转换效率。
参照图6，所述悬浮平台1的一侧设置有机壳19，所述机壳19呈半包围状罩设在所述叶轮2的外侧，所述旋转轴3平行于海平面且与水流方向垂直，所述叶轮2的上部位于海面上，下部潜入海水中，所述叶轮2潜入海水的深度为叶轮2直径的1/3-2/3，所述叶轮2位于所述机壳19中，所述机壳19起挡风作用，在叶片4转动时可减小海水对叶片4的阻力，所述机壳19由玻璃钢材料构成且其表面喷涂有防腐蚀涂料，可增强抗腐蚀性，延长使用寿命。
所述悬浮平台1上安装有发电机18，所述发电机18通过传动机构与所述叶轮2相连接；所述传动机构包括安装在所述悬浮平台1内的联轴器20和增速器21，所述叶轮2通过穿过所述悬浮平台1内的所述联轴器20和增速器21与所述发电机18转轴连接，所述悬浮平台1和联轴器20的表面喷涂有防腐蚀涂料，可增强二者的抗腐蚀性，延长使用寿命。
所述悬浮平台1内依次安装有与所述发电机18电连接的且对发电机18产生的不稳定电能进行稳压整流的稳压器22、逆变器23及存储电能的储电装置24，所述储电装置24的下侧还安装有确定海洋能发电装置在海上的定位装置25。
所述悬浮平台1的四个角处均设置有穿过所述悬浮平台1的锚链口26和锚链盒27，所述锚链盒27内安装有锚链，所述锚链为有档锚链且由圆钢材料弯制并焊接而成，所述锚链及锚的表面均喷涂防腐蚀涂料，可增强二者的抗腐蚀性，并延长其使用寿命；所述锚链盒27位于所述锚链口26的内侧，锚链的一端连接锚，其另一端穿出悬浮平台1，通过锚链口26释放锚链，进而使锚固定在海底，从而增强了海洋能发电装置的稳定性。
在本实施例中，海水流动时(图5中的箭头方向即为海水流动的方向)，海水相对于旋转轴3作径向运动，推动叶片4转动，由于空气密度小于海水的密度，在海面上的叶片4绕旋转轴3转动时所受的空气阻力小，叶片4将持续转动，增速器21通过齿轮箱内有序排列的齿轮将叶轮2在水的作用下所产生的动力传递给发电机18并使其得到相应的转速，进而产生电能，经稳压器22及逆变器23进行稳压整流后，最后存储于储电装置24中，从而实现海洋能到机械能再到电能的转换。
以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种半潜式海洋能发电装置，包括悬浮平台(1)和设置在所述悬浮平台(1)一侧的叶轮(2)，其特征在于所述叶轮(2)包括旋转轴(3)和设置在所述旋转轴(3)上的叶片(4)，所述叶片(4)内凹且在所述旋转轴(3)的轴向上均匀分布；所述叶片(4)包括第一弧形部(5)、第二弧形部(6)、第三弧形部(7)和第四弧形部(8)，所述第一弧形部(5)的一端与所述旋转轴(3)相切，所述第四弧形部(8)与所述旋转轴(3)平行；所述第一弧形部(5)、第二弧形部(6)、第三弧形部(7)和第四弧形部(8)之间满足：r＝(3/2)n-1r0，L＝(3/2)r0，其中r为弧形部的半径，r0为旋转轴的半径，n为弧形部的个数，L为弧形部的弦长。
2.根据权利要求1所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述第一弧形部(5)为所述旋转轴(3)的第一内切圆(9)且在所述第一内切圆(9)上所截取的第一圆弧(10)；所述第二弧形部(6)为以所述第一圆弧(10)的一端点为切点，作第二内切圆(11)且在所述第二内切圆(11)上所截取的第二圆弧(12)；所述第三弧形部(7)为以所述第二圆弧(12)的一端点为切点，作第三内切圆(13)且在所述第三内切圆(13)上所截取的第三圆弧(14)；所述第四弧形部(8)为以所述第三圆弧(14)的一端点为切点，作第四内切圆(15)且在所述第四内切圆(15)上所截取的第四圆弧(16)。
3.根据权利要求1所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述叶片(4)呈弧状且在所述旋转轴(3)的轴向上均匀分布。
4.根据权利要求1所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述叶片(4)上还包括有与所述第四弧形部(8)相连接的第五弧形部(17)。
5.根据权利要求3或4所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述叶片(4)在数量上以2-4个轴向均匀分布在所述旋转轴(3)上。
6.根据权利要求1所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述悬浮平台(1)上安装有发电机(18)，所述发电机(18)通过传动机构与所述叶轮(2)相连接。
7.根据权利要求6所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述悬浮平台(1)的一侧设置有机壳(19)，所述机壳(19)呈半包围状罩设在所述叶轮(2)的外侧，所述叶轮(2)位于所述机壳(19)中。
8.根据权利要求6所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述传动机构包括安装在所述悬浮平台(1)内的联轴器(20)和增速器(21)，所述叶轮(2)通过穿过所述悬浮平台(1)内的所述联轴器(20)和增速器(21)与所述发电机(18)转轴连接。
9.根据权利要求6所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述悬浮平台(1)内依次安装有与所述发电机(18)电连接的稳压器(22)、逆变器(23)和储电装置(24)，所述储电装置(24)的下侧还安装有定位装置(25)。
10.根据权利要求6所述的半潜式海洋能发电装置，其特征在于所述悬浮平台(1)的四个角处均设置有穿过所述悬浮平台(1)的锚链口(26)和锚链盒(27)，所述锚链盒(27)位于所述锚链口(26)的内侧。
CN201910598261.0A 2019-07-02 2019-07-02 一种半潜式海洋能发电装置 Active CN110374784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910598261.0A CN110374784B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种半潜式海洋能发电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910598261.0A CN110374784B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种半潜式海洋能发电装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110374784A CN110374784A (zh) 2019-10-25
CN110374784B true CN110374784B (zh) 2020-11-17

Family

ID=68251898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910598261.0A Active CN110374784B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种半潜式海洋能发电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110374784B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105484930A (zh) * 2015-12-31 2016-04-13 长沙理工大学 一种阻力型水轮机及水力发电系统
US20190032625A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-31 Dayton Hydro Electric Ltd., D/B/A Kw River Hydroelectric Systems and methods for hydroelectric systems incorporating artificial barriers with cross-flow turbines
CN207728477U (zh) * 2018-01-11 2018-08-14 黄成友 水车水力发电装置
CN109611261B (zh) * 2018-10-23 2020-11-17 广东海洋大学 一种半潜式海洋能发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110374784A (zh) 2019-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170051724A1 (en) Floating hybrid composite wind turbine platform and tower system with suspended mass
US20130052015A1 (en) Arrangement and a method in connection with a floating wind turbine
CN109611261B (zh) 一种半潜式海洋能发电装置
CN110949633A (zh) 驳船型漂浮式风机系统及浮式风机平台
TW201610296A (zh) 用於離岸應用之多渦輪風力發電平臺
IL259720A (en) A word for renewable energy
EP4123168A1 (en) Offshore wind turbine with a fluid supply assembly
CN104481780A (zh) 浅浸没漂浮式带导流罩水平轴海流发电系统
CN110374784B (zh) 一种半潜式海洋能发电装置
CN111357694A (zh) 一种基于海上桩基础的转环式养殖网箱
US20110198853A1 (en) Marine Turbine
CN112594138B (zh) 一种海上风电机组运输方法及其叶轮组装方法
CN111252660A (zh) 海上风机整体运输的浮力装置及方法
CN102787988A (zh) 一种海上风力发电机组安装方法
WO2016086328A1 (zh) 门形潮流能发电装置载体及座底式潮流能发电装置
CN215719248U (zh) 一种具有高防腐蚀性的海上风电机组
CN215862212U (zh) 一种单点管道外输连接装置
CN210882541U (zh) 一种张力腿平台-风力机双体模块化浮式集成系统
CN114060205B (zh) 一种提高能量利用率的海洋能综合发电方法及装置
CN219707281U (zh) 一种水上光伏支架
CN219115674U (zh) 一种双浮筒单点系泊海上风电漂浮式基础
CN218913053U (zh) 一种平台螺旋式波浪能发电装置
CN215715488U (zh) 带过渡段的包覆保护式风机单桩基础
CN212716999U (zh) 一种自动偏航的双风轮漂浮式海上风力发电装置
CN218839716U (zh) 一种适用于远海的漂浮式风机基础

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant