CN111075636A - 一种海潮流发电设备框架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海潮流发电设备框架结构，包括外框架，用于固定安装在海床上；内框架外壁上安装若干滚轮，滚轮与外框架内壁接触，使内框架相对于外框架能产生位移；在内框架开口两端分别安装横梁架，主轴通过轴承固定在横梁架上；在主轴上安装浮筒，沿着主轴外圆周均布至少4扇板框，在扇板框上设置若干取力叶板。本发明内外框架以及浮筒设计，使得内框架随海潮的涨落运动，始终处于海水表层，达到最大限度的获取流速，两块取流板与旋转的扇板框配合，在涨潮和退潮的过程中，一个取流助推，另一个消流减少回程时的阻力，获能能力比原有结构提高了近20%；同时，取流板由于改变水流，使海藻、漂浮物等从外框架外通过，不会对内部产生破坏性影响。

Description

一种海潮流发电设备框架结构

技术领域

本发明涉及一种海潮流发电设备框架结构，属于洋流发电设备技术领域。

背景技术

海潮流的涨潮和落潮在每天中是往复运动的，利用海潮流发电是未来绿色能源的一种重要途径，然而，海洋环境的极其恶劣和复杂的，海藻、漂浮物等会对设备的运转直接产生破坏性影响，台风等会将裸露在外部的大件物体直接摧毁，由于取力需要臂长，设计过小，则发电量小，没有实际应用价值，一个单组的发电设备，长度在20米以上，对于海藻等杂物，现有技术设计挡网过滤，将其阻挡在发电设备外，可实际操作后发现，用不了几天，设备的水流也会被阻断，洋流的利用并不像现有技术中给出的理论性的技术方案所设想的那么简单，一个合理的发电设备框架结构，能保证设备的正常运转和减少对设备的维护费用，现有技术中没有此种结构的设计和技术公开。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种海潮流发电设备框架结构。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种海潮流发电设备框架结构，包括外框架，所述外框架用于固定安装在海床上；内框架，所述内框架外壁上安装若干滚轮，滚轮与外框架内壁接触，使内框架相对于外框架能产生位移；在内框架开口两端分别安装横梁架，主轴通过轴承固定在横梁架上；在主轴上安装浮筒，沿着主轴外圆周均布至少4扇板框，在扇板框上设置若干取力叶板。

进一步的，所述外框架和内框架均为四边形，在外框架内壁对应滚轮的位置安装滑动槽，滚轮在滑动槽内运动。

进一步的，所述主轴下端的轴承为承重止推轴承。

进一步的，所述内框架中，位于迎流侧前部一侧设置与内框架构成三角形的取流板，在内框架相对角设置另一块与内框架构成三角形的取流板。

更进一步的，所述取流板与海潮流来流平行方向的边之间的夹角小于45度。

进一步的，所述外框架底部设置入泥腿。

进一步的，所述横梁架至少包括两根横梁和连接两根横梁的若干连接杆。

更进一步的，所述横梁架上安装控制闸板。

本发明的有益技术效果是：内外框架结构，以及浮筒设计，使得内框架随海潮的涨落运动，始终处于海水表层，达到最大限度的获取流速，两块取流板与旋转的扇板框配合，在涨潮和退潮的过程中，一个取流助推，另一个消流，减少对回程时扇板框的阻力，获能能力比原有结构提高了近20%；同时，取流板由于改变水流，使海藻、漂浮物等从外框架外通过，不会对内部产生破坏性影响。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明进行详细阐述。

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、外框架，2、内框架，3、滚轮，4、横梁架，5、主轴，6、浮筒，7、扇板框，8、取流板，9、控制闸板。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种海潮流发电设备框架结构，包括外框架1，所述外框架1用于固定安装在海床上；内框架2，所述内框架2外壁上安装若干滚轮3，滚轮3与外框架1内壁接触，使内框架2相对于外框架1能产生位移；在内框架2开口两端分别安装横梁架4，主轴5通过轴承固定在横梁架4上；在主轴5上安装浮筒6，沿着主轴5外圆周均布至少4扇板框7，在扇板框7上设置若干取力叶板。

所述外框架1和内框架2均为四边形，在外框架内壁对应滚轮的位置安装滑动槽，滚轮在滑动槽内运动。

对于现有技术中，只有一个框架的结构，所有部件都安装在该框架上，则当海水涨潮时，框架被没入海水中，而落潮时，框架的一部分又会露出来。由于海水表层的流速快，而深层的流速慢，没入海水中，带来的问题是，扇板框上受力不均衡，最终的转速会降低，取力效果下降，转化率下降。而一部分扇框或框架露出来，取力效果下降，在遇到台风时，容易别破坏。发明人设计内外框架，以滚轮辅助内框架可以沿着外框架上下运动，让整个扇板框结构始终处在海水表层，保持取力效果和转化率。而整个重心随海水调整，即使外框架露出一部分，并不好受到台风的太大影响。由于海水的涨潮和落潮方向是不改变的，因此，将框架设计为四边形，更有利于安放和取力。

实施例2

作为实施例1的具体结构设计，所述内框架2中，位于迎流侧前部一侧设置与内框架构成三角形的取流板8，在内框架2相对角设置另一块与内框架构成三角形的取流板8。

所述取流板8与海潮流来流平行方向的边之间的夹角小于45度，图中a所示位置。

对于洋流发电，最关键的转化率，也就是洋流能量转化为电能的比率，转化设备的机械损耗、热量损耗等都限制了转化率。而且，对于很多损耗，是无法克服的，发明人在长时间的研究中发现，我们通过洋流推动旋转架旋转，带动发电机发电，而旋转框架通过取力扇叶的打开和关闭来实现旋转，这时，取力扇叶关闭一侧的架体就是主推动力的来源，而取力扇叶打开的一侧就是阻力的来源。而旋转架是个整体结构，不可能分开，这个问题长时间困扰着发明人，而且，海水中夹杂的很多漂浮物也会影响旋转架。在实验的过程中，发明人发现，在回程旋转架处阻断水流，是能够减少阻力的，然而，在海洋环境中直接阻断会带来诸多问题，发明人最终研究发现，如果设置两块取流板，其中位于迎流侧前部的取流板将海潮流的一部分导出发电单元框架，降低回程扇框的阻力；位于迎流侧后部的取流板将海潮流的一部分导至旋转架的取力扇框，增加取力扇框的动力。这样，无论涨潮还是落潮，洋流从那个位置进入发电单元，效果都是一样的。

在设计中，发明人发现，取流板的角度至关重要，上述小于45度的设计，取流效果最佳，经过测试，获能能力比原有结构提高了近20%。

实施例3

作为实施例1的具体结构设计，所述外框架底部设置入泥腿。

所述横梁架至少包括两根横梁和连接两根横梁的若干连接杆。

所述主轴下端的轴承为承重止推轴承。

外框架的入泥腿，让外框架底部进入海泥中固定，横梁架的设计牢固而重量轻，主轴下端的止推轴承用于承重。这些设计都进一步的优化在海水中的使用效果。

实施例4

作为实施例3的优选结构设计，所述横梁架上安装控制闸板9。

控制闸板的设计是为了运输和吊装中，固定扇板框旋转而设计的，在海水中运转时不使用。

通过上述实施例能够看出，本发明内外框架结构，以及浮筒设计，使得内框架随海潮的涨落运动，始终处于海水表层，达到最大限度的获取流速，两块取流板与旋转的扇板框配合，在涨潮和退潮的过程中，一个取流助推，另一个消流，减少对回程时扇板框的阻力，获能能力比原有结构提高了近20%；同时，取流板由于改变水流，使海藻、漂浮物等从外框架外通过，不会对内部产生破坏性影响。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海潮流发电设备框架结构，其特征在于：包括外框架，所述外框架用于固定安装在海床上；内框架，所述内框架外壁上安装若干滚轮，滚轮与外框架内壁接触，使内框架相对于外框架能产生位移；在内框架开口两端分别安装横梁架，主轴通过轴承固定在横梁架上；在主轴上安装浮筒，沿着主轴外圆周均布至少4扇板框，在扇板框上设置若干取力叶板。

2.根据权利要求1所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述外框架和内框架均为四边形，在外框架内壁对应滚轮的位置安装滑动槽，滚轮在滑动槽内运动。

3.根据权利要求1所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述主轴下端的轴承为承重止推轴承。

4.根据权利要求1所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述内框架中，位于迎流侧前部一侧设置与内框架构成三角形的取流板，在内框架相对角设置另一块与内框架构成三角形的取流板。

5.根据权利要求4所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述取流板与海潮流来流平行方向的边之间的夹角小于45度。

6.根据权利要求1所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述外框架底部设置入泥腿。

7.根据权利要求1所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述横梁架至少包括两根横梁和连接两根横梁的若干连接杆。

8.根据权利要求7所述的海潮流发电设备框架结构，其特征在于：所述横梁架上安装控制闸板。

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