CN111894788A - 一种具有升降旋转功能的潮流发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有升降旋转功能的潮流发电设备，包括桩体、机组平台、以及安装在机组平台上的发电机组，还包括升降系统和旋转系统，所述机组平台中设有圆形领圈，所述机组平台通过圆形领圈套装在桩体上，所述桩体上设有承载机组平台使其稳定的支撑稳定结构；所述升降系统包括套装在桩体上的升降筒、升降动力装置、以及连接升降筒和升降动力装置的升降中间连接机构；所述旋转系统包括连接升降筒和机组平台的转动连接结构、以及设置在升降筒上的旋转驱动装置，所述机组平台通过转动连接结构与升降筒在水平方向上可相对转动、在竖向上相固定，所述旋转驱动装置用于驱动机组平台转动。

Description

一种具有升降旋转功能的潮流发电设备
技术领域
本发明涉及海洋能发电技术领域，具体涉及一种具有升降旋转功能的潮流发电设备。
背景技术
潮流能能量密度大、发电稳定、绿色可再生、清洁无污染且资源蕴藏含量高，具有良好的开发前景。至21世纪以来，世界沿海国家对潮流能加快、加深研究及实践应用，潮流发电机组容量不断提升，我国潮流发电机组应用也开始迈出坚实步伐。受潮汐影响，潮流来流方向每天发生周期性变化，为了提高机组发电效率和利用率，需根据来流方向调整机组方向，使机组始终正对来流，因此，需要解决潮流发电机组的升降和旋转问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有升降旋转功能的潮流发电设备，使发电机组能够顺利升降和旋转。
为实现上述目的，本发明提供一种具有升降旋转功能的潮流发电设备，包括桩体、机组平台、以及安装在机组平台上的发电机组，还包括升降系统和旋转系统，所述机组平台中设有圆形领圈，所述机组平台通过圆形领圈套装在桩体上，所述桩体上设有承载机组平台使其稳定的支撑稳定结构；所述升降系统包括套装在桩体上的升降筒、升降动力装置、以及连接升降筒和升降动力装置的升降中间连接机构；所述旋转系统包括连接升降筒和机组平台的转动连接结构、以及设置在升降筒上的旋转驱动装置，所述机组平台通过转动连接结构与升降筒在水平方向上可相对转动、在竖向上相固定，所述旋转驱动装置用于驱动机组平台转动。
进一步地，所述旋转系统中的转动连接结构包括转动轴承，所述转动轴承的轴承内圈同轴地固定在升降筒上、轴承外圈同轴地固定在圆形领圈上。
进一步地，所述旋转驱动装置包括转动电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第二齿轮同轴地与圆形领圈相固定，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述转动电机与升降筒相固定，所述转动电机驱动第一齿轮转动。
进一步地，所述升降系统中的升降中间连接机构包括升降杆，所述升降杆下端与升降筒固定连接、上端与升降动力装置相连接。
进一步地，所述升降动力装置包括液压油缸、以及卡紧机构，所述升降杆沿上下方向还等距地设有多个贴板，所述液压油缸每次提升的距离等于两个相邻贴板的距离，所述卡紧机构用于卡接升降杆上的贴板、使升降杆竖向固定。
进一步地，所述升降系统还包括用于引导机组平台沿桩体升降移动的升降导向机构。
进一步地，所述升降导向机构包括固定在桩体上的竖向轨道、以及与竖向轨道相配合的导向滑块，所述导向滑块设置在升降筒和/或圆形领圈上。
进一步地，所述支撑稳定结构包括固定在桩体上的支撑键，所述机组平台架放在支撑键上。
进一步地，所述支撑键上窄下宽、且宽度平缓过度，所述圆形领圈内壁上设有与支撑键配合的键槽，所述键槽的宽度大于支撑键上端宽度、小与支撑键下端宽度。
进一步地，所述机组平台呈长条形状，所述发电机组设置在机组平台的宽边处，且机组平台在与发电机组相对的一边设有配重结构。
如上所述，本发明涉及的潮流发电设备，具有以下有益效果：
通过设置桩体、机组平台、升降系统和旋转系统，当潮流高低出现变化时，通过升降动力装置带动升降筒，升降筒带动机组平台升降至适当高度，使得发电机组的正常运行高度尽可能与潮流最大流速匹配。当潮流来流方向有变化时，利用旋转驱动装置驱动机组平台和圆形领圈绕桩体转动，使潮流发电机组面向来流，提高发电效能。本发明的潮流发电设备，通过升降系统和旋转系统使机组平台能够顺利升降和旋转，使发电机组能够根据潮流情况灵活调整高度和方向，从而提高发电效能。
附图说明
图1为本发明的潮流发电设备的结构示意图。
图2为本发明中的升降系统和机组平台的安装示意图。
图3为本发明中的旋转系统的结构示意图。
图4为本发明中的支撑键和竖向轨道在桩体上的连接示意图。
图5为本发明中的键槽和导向滑块在圆形领圈上的连接示意图。
元件标号说明
1 桩体
2 机组平台
3 发电机组
31 叶轮叶片
32 机舱
4 圆形领圈
5 升降系统
51 升降筒
52 升降动力装置
53 升降杆
54 贴板
55 竖向轨道
56 导向滑块
6 转动轴承
61 轴承外圈
62 轴承内圈
7 旋转驱动装置
71 转动电机
72 第一齿轮
73 第二齿轮
8 支撑键
9 键槽
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1至图5，本发明提供了一种具有升降旋转功能的潮流发电设备，包括桩体1、机组平台2、以及安装在机组平台2上的发电机组3，还包括升降系统5和旋转系统，机组平台2中设有圆形领圈4，机组平台2通过圆形领圈4套装在桩体1上，桩体1上设有承载机组平台2使其稳定的支撑稳定结构；升降系统5包括套装在桩体1上的升降筒51、升降动力装置52、以及连接升降筒51和升降动力装置52的升降中间连接机构；旋转系统包括连接升降筒51和机组平台2的转动连接结构、以及设置在升降筒51上的旋转驱动装置7，机组平台2通过转动连接结构与升降筒51在水平方向上可相对转动、在竖向上相固定，旋转驱动装置7用于驱动机组平台2转动。
本发明的潮流发电设备，其基本工作原理为：机组平台2通过支撑稳定结构与桩体1保持稳定，此时机组平台2的位置可为最低位置。当潮流高低出现变化时，通过升降动力装置52带动升降筒51，升降筒51带动机组平台2升降至适当高度，使得发电机组3的正常运行高度尽可能与潮流最大流速匹配，并保证发电机组3的叶轮叶片31顶端到水面的距离适当以避免漂浮物撞击，同时保证叶轮叶片31到泥面距离合适以避免水流紊乱造成冲刷。当潮流来流方向有变化时，利用旋转驱动装置7驱动机组平台2和圆形领圈4绕桩体1转动，使潮流发电机组3面向来流，提高发电效能。其中，发电机组3的叶轮叶片31和机舱32等机构，与桩体1的距离须设置合理，并与上部结构配合，保证发电机组3在升降旋转时不与其他结构发生碰撞。本发明的潮流发电设备，通过升降系统5和旋转系统使机组平台2能够顺利升降和旋转，使发电机组3能够根据潮流情况灵活调整高度和方向，从而提高发电效能。
参见图1至图5，下面以一个具体实施例对本发明的潮流发电设备做进一步说明。
作为优选设计，在本实施例中，旋转系统中的转动连接结构包括转动轴承6，参见图3，图3中升降筒51、圆形领圈4和机组平台2只显示了部分结构，转动轴承6的轴承内圈62同轴地固定在升降筒51上、轴承外圈61同轴地固定在圆形领圈4上，当然也可换一下，轴承内圈62与圆形领圈4同轴固定而轴承外圈61与升降筒51固定，以此使升降筒51和圆形领圈4在水平方向上可相对转动，在竖向上相固定，且结构简单稳定，转动灵活。在本实施例中，旋转驱动装置7包括转动电机71、第一齿轮72和第二齿轮73，第二齿轮73同轴地与圆形领圈4相固定，第一齿轮72与第二齿轮73相啮合，转动电机71与升降筒51相固定，转动电机71驱动第一齿轮72转动，第一齿轮72带动第二齿轮73转动，再由第二齿轮73带动轴承外圈61转动，从而带动圆形领圈4和机组平台2转动。当然，转动连接结构和旋转驱动装置7并不限于本实施例中的结构，在其他的实施例中，也可以采用其他合适设计，能够实现上述功能即可。
参见图1和图2，作为优选设计，在本实施例中，升降系统5中的升降中间连接机构包括升降杆53，升降杆53下端与升降筒51固定连接、上端与升降动力装置52相连接，并且在升降杆53沿上下方向还等距地设有多个贴板54，升降动力装置52包括液压油缸、以及卡紧机构，液压油缸采用可拆离方式与升降杆53连接，通过液压油缸伸缩运动，来升降升降杆53，并且，每次升降的距离等于两个相邻贴板54的距离，利用卡紧机构卡紧住贴板54，使得升降杆53竖向固定，然后液压油缸复位，卡紧机构松开，液压油缸与升降杆53连接后再一次升降升降杆53，以此在液压油缸行程一定的情况下，经过多次定距升降实现发电机组3高度变化。
进一步优选地，在本实施例中，参见图4和图5，升降系统5还包括用于引导机组平台沿桩体1升降移动的升降导向机构，升降导向机构包括固定在桩体1上的竖向轨道55、以及与竖向轨道55相配合的导向滑块56，导向滑块56可设置在升降筒51或圆形领圈4上，或者优选同时设置在升降筒51和圆形领圈4上，通过导向滑块56和竖向轨道55的配合作用，对升降筒51的升降运动进行稳向，保证升降时不发生水平移位、倾覆、震荡等稳定性问题。同时导向滑块56采用合适结构和安装方式，使其与竖向轨道55可在需要旋转机组平台2时解除，不会妨碍机组平台2转动。进一步地，竖向轨道55根据需要设置为多个，沿桩体1周向环形整列布置，以此能对机组平台2在朝向不同方向时的升降运动进行导向。当然，升降导向机构、升降连接结构和升降动力装置52等并不限于本实施例中的结构，在其他的实施例中也可以采用其他合适设计，能够实现上述功能即可。
在本实施例中，参见图4和图5，桩体1上的支撑稳定结构包括固定在桩体1上的支持键，机组平台2架放在支撑键8上，并且，支撑键8上窄下宽、且宽度平缓过度，支撑键8具体可呈倒V型，两侧为斜面，圆形领圈4内壁上设有与支撑键8配合的键槽9，键槽9的宽度大于支撑键8上端宽度、小与支撑键8下端宽度，以此，机组平台2下落安装时，通过键槽9卡紧在键槽9中部位置，稳定支撑住机组平台2，当机组平台2提升时键槽9能够在支撑键8上上升，不会产生阻力。
在本实施例中，从上向下俯视的角度，机组平台2呈长条形状，可以是规则的长方形，也可以为不规则的长条状，如图5所示，其沿长度方向的边为长边，沿宽度方向的边为宽边，发电机组3设置在机组平台2的宽边处，且机组平台2在与发电机组3相对的一边设有配重结构，来与发电机组3保持平衡，以此发电机组3面向来流方向时，机组平台2能够减小水流冲击力。
由上可知，本实施例中的潮流发电设备，通过升降系统5和旋转系统使机组平台2能够顺利升降和旋转，并且安全、稳定、易于操作，使发电机组3能够根据潮流情况灵活调整高度和方向，大大提高了发电机组3效率和利用率，提高发电效能。
综上所述，发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种具有升降旋转功能的潮流发电设备，包括桩体(1)、机组平台(2)、以及安装在机组平台(2)上的发电机组(3)，其特征在于：还包括升降系统(5)和旋转系统，所述机组平台(2)中设有圆形领圈(4)，所述机组平台(2)通过圆形领圈(4)套装在桩体(1)上，所述桩体(1)上设有承载机组平台(2)使其稳定的支撑稳定结构；所述升降系统(5)包括套装在桩体(1)上的升降筒(51)、升降动力装置(52)、以及连接升降筒(51)和升降动力装置(52)的升降中间连接机构；所述旋转系统包括连接升降筒(51)和机组平台(2)的转动连接结构、以及设置在升降筒(51)上的旋转驱动装置(7)，所述机组平台(2)通过转动连接结构与升降筒(51)在水平方向上可相对转动、在竖向上相固定，所述旋转驱动装置(7)用于驱动机组平台(2)转动。
2.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述旋转系统中的转动连接结构包括转动轴承(6)，所述转动轴承(6)的轴承内圈(62)同轴地固定在升降筒(51)上、轴承外圈(61)同轴地固定在圆形领圈(4)上。
3.根据权利要求2所述的潮流发电设备，其特征在于：所述旋转驱动装置(7)包括转动电机(71)、第一齿轮(72)和第二齿轮(73)，所述第二齿轮(73)同轴地与圆形领圈(4)相固定，所述第一齿轮(72)与第二齿轮(73)相啮合，所述转动电机(71)与升降筒(51)相固定，所述转动电机(71)驱动第一齿轮(72)转动。
4.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述升降系统(5)中的升降中间连接机构包括升降杆(53)，所述升降杆(53)下端与升降筒(51)固定连接、上端与升降动力装置(52)相连接。
5.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述升降动力装置(52)包括液压油缸、以及卡紧机构，所述升降杆(53)沿上下方向还等距地设有多个贴板(54)，所述液压油缸每次提升的距离等于两个相邻贴板(54)的距离，所述卡紧机构用于卡接升降杆(53)上的贴板(54)、使升降杆(53)竖向固定。
6.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述升降系统(5)还包括用于引导机组平台(2)沿桩体(1)升降移动的升降导向机构。
7.根据权利要求6所述的潮流发电设备，其特征在于：所述升降导向机构包括固定在桩体(1)上的竖向轨道(55)、以及与竖向轨道(55)相配合的导向滑块(56)，所述导向滑块(56)设置在升降筒(51)和/或圆形领圈(4)上。
8.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述支撑稳定结构包括固定在桩体(1)上的支撑键(8)，所述机组平台(2)架放在支撑键(8)上。
9.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述支撑键(8)上窄下宽、且宽度平缓过度，所述圆形领圈(4)内壁上设有与支撑键(8)配合的键槽(9)，所述键槽(9)的宽度大于支撑键(8)上端宽度、小与支撑键(8)下端宽度。
10.根据权利要求1所述的潮流发电设备，其特征在于：所述机组平台(2)呈长条形状，所述发电机组(3)设置在机组平台(2)的宽边处，且机组平台(2)在与发电机组(3)相对的一边设有配重结构。
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