CN113202686A - 能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备 - Google Patents

Abstract

本发明能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备中的“能够自动切换角度的叶片”，能够安装在带有倒流帽的旋转头上构成“叶轮”推动发电机旋转；能够安装在外转子式发电机的外壳上，能够安装在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上直接推动发电机旋转；它能够根据介质流动方向的变化自动改变角度，并保持发电机旋转方向不变；其“叶片轴中心线”偏离发电机中心的设计，更有利于发电机旋转；其叶片套筒与叶片轴之间和叶片套筒与限位件之间所预留的间隙，能够保证灵活并防止积垢；将装有上述“叶片”的发电装备安装在船形漂浮体下面并组成浮桥，能够实现交通和发电双重收益；安装在大坝中能够利用潮汐水势能和流动能，安装在带有大底座的支架上放置到海底能够利用潮汐水流动能，安装在专门建造的“腔体”之上，能够实现潮汐能“间接利用”。

Description

能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备

技术领域

本发明涉及潮汐发电领域，主要是指即能够利用潮汐水势能，又能够利用潮汐水流动能，还能够利用由潮汐水涨落转换成的“空气能”（即能够“直接或者间接”利用潮汐能）发电的装备。

背景技术

由于大海蕴藏着取之不尽用之不竭的巨大能量，加上近年来人们对减少碳排放问题的重视，已经和正在吸引越来越多的人从事海洋能源开发利用方面的研究；其中海上风能和太阳能发电已比较成功，其设备已基本定型，并且有些地方已实现大面积推广。在波浪能发电方面也有了成功的案例，但基本上仍然是小型和小规模实验，其大规模开发利用还有待时日，还有很多问题需要研究解决。在潮汐能发电方面，其应用比较成功案例都是在潮汐水势能利用方面，而在潮汐水流动能和由潮汐水涨落转换成“空气能”的利用方面，仍处于研究探索阶段。

通过对已有潮汐能发电装备的研究发现，无论是在海湾口通过建造大坝，单纯利用潮汐水势能发电，还是在某大陆与某岛屿之间的海峡部位或有潮汐水流动的海域，只利用潮汐水流动能发电，还是在近岸利用潮汐水的涨落转换成“空气能”发电，其所涉及的装备（即发电机加上其驱动部分，其驱动部分的主要部件是“叶片”），其选型都越来越趋向于采用“轴流式发电机”，其原因在于：“轴流式发电机” 通透性好，运行阻力小，并且能够适合两种流动方向；虽然“轴流式发电机”能够双向利用两种流动方向的介质，但在改变“介质”流动方向的同时，是否需要改变发电机旋转方向问题上，存在着两种解决方案，一是“改变发电机旋转方向”，二是“保持发电机旋转方向不变”。

通过对相关资料的检索查询发现，已有的通过“改变发电机旋转方向”的发电装备所存在的缺陷是：由于发电机旋转存在一定的惯性，当改变其旋转方向时，必然会造成“瞬间输出电流归零”，因此，不仅会增加控制难度，还会对电网电压的稳定带来影响，还会因为“重新启动”（即每改变一次旋转方向就相当于重新启动一次）而产生一定的“滞后性”，因而会影响发电效率，会影响潮汐能的利用效率；而“保持发电机旋转方向不变”则需要改变“叶片”（“叶片”即推动发电机特别是“轴流式发电机”旋转的授能体或称发电机的主要驱动部件）角度；已有的“保持发电机旋转方向不变”的发电装备，在改变“叶片”角度方面所存在的缺陷是：机械结构复杂，调整、控制难度大，维修、维护难度大，响应速度慢，甚至有时候会跟不上“介质”流动方向的变化速度；还有，由于其自身调整、控制也需要用“电”，因此，不仅增加控制难度而且自身还会消耗电能。

针对上述已有的潮汐能发电装备中“轴流式发电机”在“保持发电机旋转方向不变”问题上所存在的具体问题，本申请发明人推出带有“能够自动切换角度的叶片”的，并且即能够利用潮汐水势能的，又能够利用潮汐水流动能的，还能够利用由潮汐水涨落转换成“空气能”（即能够“直接或者间接”地利用潮汐能）的，能够快速响应流动介质改变流动方向并仍然保持发电机旋转方向不变的发电装备，以利于潮汐能发电装备的推广应用；该发电装备依靠“能够自动切换角度的叶片”能够快速响应介质流动方向的改变，并保持发电机旋转方向不变，而且不需要施加任何控制，同时还能够通过对其“叶片”的优化设计，实现免维修、免维护和简单化、实用化。

发明内容

本发明的目的和技术任务是针对已有潮汐能发电装备，研究开发带有“能够自动切换角度的叶片”的，并且即能够利用潮汐水势能的，又能够利用潮汐水流动能的，还能够利用由潮汐水涨落转换成“空气能”（即能够“直接或者间接”地利用潮汐能）的，能够快速响应流动介质流动方向改变，并仍然保持发电机旋转方向不变的发电装备；该发电装备通过优化设计，还能够实现免维修、免维护、长寿命、简单化、实用化和易推广。

本发明的能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备具有以下三种实现形式：

第一种实现形式是：它配备有一个“外筒”，在“外筒”两端安装“和喇叭口”，在“外筒”内通过“连接件”安装“内转子轴流式发电机”；内转子轴流式发电机是指在其发电机的轴端安装有叶轮，其叶轮上安装“能够自动切换角度的叶片”；所述的发电机也能够是“单出头”（指一端露出轴头）的，“单出头”只能安装一个“叶轮”，“双出头”（指两端露出轴头）的，“双出头”的两端各安装一个“叶轮”；“叶轮”由“带有倒流帽的旋转头”和“能够自动切换角度的叶片”以及“限位件”构成；“能够自动切换角度的叶片”的一边为一“套筒”形结构，其“套筒”套装在“叶片轴”上，在叶片轴的外端有挡圈和螺钉，叶片轴的里端安装固定在带有倒流帽的旋转头上，叶片轴的中心线是依据发电机中心为圆心选择一个“定位圆”并以该圆作“切线”而确定；该发电机通过其四周的连接件固定在外筒的内壁上，外筒或通过喇叭口或直接固定在大坝中或者固定在其它载体上；能够自动切换角度的叶片在带有倒流帽的旋转头圆周上的安装布置数量能够是3~n片；能够自动切换角度的叶片由限位件限定角度，限位件成“C”形，其“C”形口含在包括叶片轴在内的叶片套筒的外面，底端焊接在带有倒流帽的旋转头上。

第二种实现形式是：它配备有一个“外筒”，在“外筒”两端安装“喇叭口”；在“外筒”内安装“外转子轴流式发电机”；所述的“外转子轴流式发电机”是指在发电机外转子外面安装有“能够自动切换角度的叶片”；所述外转子发电机能够采用永磁式，其能够自动切换角度的叶片的“叶片轴”的里端安装固定在外转子永磁发电机外壳的外面，能够自动切换角度的叶片的一边为一套筒形结构，其套筒套装在叶片轴上，外端有挡圈和螺钉，叶片轴的中心线也是依据发电机中心为圆心选择一个“定位圆”并以该圆作“切线”而确定的；能够自动切换角度的叶片在发电机外转子圆周轴向上布置为两环，每环3~n片；能够自动切换角度的叶片由限位件限定角度，其限位件成“C”形，其“C”形口中含有叶片套筒及叶片轴，限位件的底端焊接在外转子永磁发电机外壳的外面；在外转子永磁发电机的两端露出的轴头上安装“带有倒流帽的固定头”，其固定头外侧四周通过连接件与外筒内壁连接固定。

第三种实现形式是：它采用能够中间流水的“大环式”发电机，所述的“大环式”发电机主要由“用于固定的外环”和“能够转动的内环”构成，该发电机主要采用永磁式，其永磁体和线圈分别固定在“用于固定的外环”和“能够转动的内环”上并相互对应的部位；在“能够转动的内环”内侧安装有“能够自动切换角度的叶片”，能够自动切换角度的叶片的一边为一套筒形结构，其套筒套装在叶片轴上，叶片轴的里端有挡圈和螺钉，叶片轴的外端安装固定在“能够转动的内环”上，叶片轴的中心线仍然是以发电机中心为圆心选择一个“定位圆”，并以该圆作“切线”而确定的；能够自动切换角度的叶片在“能够转动的内环”的内圆上的布置数量为n片，叶片形状为梯形；能够自动切换角度的叶片由限位件限定角度，限位件成“C”形，其“C”形口含在叶片套筒外面，叶片套筒内有叶片轴，限位件的底端焊接在“大环式”永磁发电机的“能够转动的内环”上。

上面所述发电装备中所指的“能够自动切换角度的叶片”，其形状不仅限于“矩形”，也能够是“梯形”还能够是“带有圆头”的矩形或者梯形；其叶片套筒与叶片轴之间和叶片套筒与限位件之间还预留了间隙，用于防止叶片因轴间积垢而影响灵活性。

上面所述的“能够‘直接或者间接’利用潮汐能发电的装备”具有以下四种应用方法：

第一种是：能够将上面所述的三种（包括大环式）发电装备安装在船形漂浮体下面，并以抛锚方式应用在具有潮汐水流动的海湾口，或者应用在具有潮汐水流动的某大陆与某岛屿之间海峡区域，只利用潮汐水流动能进行发电；同时还能够将安装了上述发电单元或者总成的船形漂浮体连接起来作为浮桥，用于某海湾口或某大陆与某岛屿之间作为交通设施，使其同时具有交通和发电两种功能，其发出的电能，能够通过输出电缆传输到岸上的整流变电站并通过变压整流后输入电网。

第二种是：能够将上面所述的采用“内转子轴流式发电机”的或“外转子轴流式发电机”的发电装备安装应用在海湾口的大坝中，使之即能够利用潮汐水势能又能够利用潮汐水流动，并且一个大坝中能够安装布置多台，并且利用其“通透式”的安装布置方法和带有“能够自动切换角度的叶片”的发电机，能够自动适应涨潮和退潮两个方向的水流，并且能够保持发电机旋转方向不变，能够有效降低控制难度和提高潮汐水利用率。

第三种是：能够将上面所述的三种（包括大环式）发电装备安装在“支架”上，并将“支架”固定在“大底座”上，并将“大底座”放置到海底，充分利用“大底座”的稳定性将该发电装备固定在有潮汐水流动的海域的海底，应用这种实现形式能够降低制造费用。

第四种是：能够将上面所述的“内转子轴流式发电机”或“外转子轴流式发电机”所构成的发电装备，安装在靠近岸边的专门建造的“腔体”之上的“进、出风的口”上，利用“腔体”内因潮汐水水位涨落变化对其内部空气的“驱赶排出或者吸入”而产生的“空气能”进行发电，实现潮汐能的“间接利用”。

本发明的能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备与现有技术相比，具有以下突出的优点和有益效果：它能够安装在大坝中充分利用潮汐水的势能和流动能；它能够安装在船形或者类似船形的漂浮体下面，并以抛锚方式应用在具有潮汐水流动的海湾口，或者应用在具有潮汐水流动的某大陆与某岛屿之间海峡区域；还能够将船形漂浮体连接起来作为浮桥，作为某海湾口或某大陆与某岛屿之间的交通设施，实现交通和发电双重收益；它还能够安装在带有大底座的支架上直接放置在海底；还能够安装在靠近岸边的专门建造的“腔体”之上的“进、出风的口”上，利用“腔体”内因潮汐水水位涨落变化对其内部空气的“驱赶排出或者吸入”而产生的“空气能”进行发电，实现潮汐能的“间接利用”；它能够根据水深情况、大坝情况，以及“风量”情况能够选择大型化或者小型化；特别是它所具有的“能够自动切换角度的叶片”，能够快速针对涨潮、退潮包括“进风、出风”两种流动模式进行自动切换角度，并保持发电机旋转方向不变，因此，它能够避免因切换发电机旋转方向而带来的滞后性，能够降低控制难度，能够提高潮汐能的利用率，能够提高发电效率；它所具有的“能够自动切换角度的叶片”采用耐磨耐腐蚀材料制造，能够实现免维修免维护长寿命，并且其叶片套筒与叶片轴之间和叶片套筒与限位件之间所预留的间隙，能够保证叶片灵活且不易积垢；它在解决叶片达到限位时的碰撞问题上，除在其“叶片”内部设置“承撞肋”，用以承受叶片摆动到限位时产生的碰撞力外；还能够将叶片制成“实芯的”（除套筒外的部分），以提高其耐碰撞能力；还能够通过限制叶片宽度的方法，降低其到达限位时的碰撞强度；还能够通过加高限位件高度的方法，以加大碰撞部位接触面积的方法，减轻碰撞强度；还有，本发明“能够自动切换角度的叶片”所采用的叶片轴中心线偏离发电机中心的设计，将会更加有利于提高发电机的旋转效果。

附图说明

附图1是本发明在剖开“外筒”及“喇叭口”后展示内转子轴流式发电机及两端“叶轮”情况（包括能够显示潮水从右向左流动时叶片角度情况和发电机旋转方向情况）的示意图；

附图2是本发明在剖开“外筒”及“喇叭口”后展示内转子轴流式发电机及两端“叶轮”情况（包括能够显示潮水从左向右流动时叶片角度情况和发电机旋转方向情况）的示意图；

附图3是本发明附图2中A向视图局部放大后的（即能够显示叶片形状、叶片轴中心线定位方法以及叶片与旋转头结构关系的）示意图，也是“叶轮”的轴向视图；

附图4是本发明附图3中B向视图局部放大后的（即能够单纯显示单个叶片摆动情况的）示意图；

附图5是显示本发明单个“能够自动切换角度的叶片”横断面结构（包括能够显示叶片轴与叶片套筒之间，叶片套筒与限位件之间的间隙及叶片内部“叶片承撞肋”）的示意图；

附图6是本发明“能够自动切换角度的叶片”安装在外转子轴流式发电机外壳上的，并且剖开“外筒”及“喇叭口”后（包括能够显示潮水从右向左流动时叶片角度情况和外转子发电机旋转方向）的示意图；

附图7是本发明“能够自动切换角度的叶片”安装在外转子轴流式发电机外壳上的，并且剖开“外筒”及“喇叭口”后（包括能够显示潮水从左向右流动时叶片角度情况和外转子发电机旋转方向）的示意图；

附图8是本发明“能够自动切换角度的叶片”安装在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上的（并且能够显示叶片为“梯形”的）示意图；

附图9是本发明带有“内转子轴流式发电机”或者“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在船形漂浮体下面（并且显示能够将多台船形漂浮体组合成浮桥）的示意图；

附图10是本发明带有“内转子轴流式发电机”或者“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在船形漂浮体下面组合成浮桥的俯视图（能够显示在船形漂浮体上有通向下面的能够将发电装备从上面吊出的孔，即图中26所指虚线区域）的示意图；

附图11是本发明带有“内转子轴流式发电机”或者“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在大坝中（并且显示能够安装多台）的示意图；

附图12是本发明带有“内转子轴流式发电机”或者“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在带有“大底座”的支架上时的主视图的示意图；

附图13是本发明带有“内转子轴流式发电机”或者“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在带有“大底座”的支架上时的左视图（即附图12的左视图）的示意图；

附图14是本发明“大环式”的发电装备安装在“大底座”及其支架上时的主视图的示意图；

附图15是本发明“大环式”的发电装备安装在“大底座”及其支架上时的左视图（即附图14的左视图）的示意图；

附图16是本发明带有“内转子轴流式发电机”或者“外转子轴流式发电机”的发电装备，安装在靠近岸边的专门建造的“腔体”之上的“进、出风口”上，利用“腔体”内因潮汐水水位涨落变化对其上部空气的“驱赶排出或者吸入”而产生的“空气能”进行发电，即将潮汐能转化为“空气能”发电的，实现潮汐能“间接利用”时的示意图。

附图标记说明：图中1.1、“双出头”内转子发电机，1.2、“双出头”外转子发电机，2、带有倒流帽的旋转头，3、外筒，4、喇叭口，5.1、5.2连接件；6、叶片轴；7.1、7.2、能够自动切换角度的叶片，8、限位件，9、发电机轴，10、挡圈，11、螺钉，12、叶片轴中心线定位圆（即附图3、8中所指的双点画线圆圈），13、叶片轴中心线（即叶片轴中心线定位圆的切线），14、叶片的另一个摆动位置（附图4中14所指的双点画线区域），15、叶片套筒，16、叶片承撞肋，17、叶片面板，18、叶片封边，19、叶片套筒与叶片轴以及叶片套筒与限位件之间的间隙，20、带有倒流帽的固定头，21、能够转动的内环，22、用于固定的外环，23、船形漂浮体，24、连接轨道（包括附图10中24所指的“黑色拐角”），25、附加端框（附图9中25所指的“方框”，附图10中25所指的虚线区域），26、吊装孔（附图9、10中26所指虚线包含的区域），27、连接船形漂浮体的桥板，28、大坝，29、大底座，30、斜支撑，31、支架，32、腔体，33、腔体外水面，34、腔体内水面，35、岸边，36、安装有内转子发电机或外转子发电机的发电装备，37、腔体进水口；附图中“横向箭头”表示潮水流动方向和视图指示方向，“纵向箭头”表示发电机外转子或叶轮旋转方向。

关于附图中未能表达内容的说明：1.附图1、2中所显示的发电机是“双出头”的即两端都安装有“叶轮”的，附图6、7是外转子发电机其外壳也采用了“两环叶片”的结构，所述两端“叶轮”或“两环叶片”的“叶片”在其轴向上本应是错开布置的，但由于绘图技术的原因本附图没有将其错开；2.由于在外转子发电机的外壳外面安装叶片的轴向视图可参照叶轮的轴向视图，故未另附图；3.叶片自身构件之间以及其它构件与连接件之间的焊接点附图中没有显示，仅通过叙述予以表达；4.由于各船形漂浮体之间及漂浮体与其上面的桥板的连接固定方法没有特别构思，故未在附图中体现，仅依靠文字叙述予以表达；5.由于“大坝俯视图” 能够参照船形漂浮体的俯视图，用以显示其所应该具有的“吊装孔”，故未再增加大坝的俯视图；6.叶片轴（6）一端预先准备的“丝孔”附图中没有显示，仅依靠文字叙述表述；7.所述的“能够自动切换角度的叶片”能够是“带有圆头”的矩形或者梯形未在附图中体现，仅依靠文字叙述表述；8.所述的“倒流帽”是指轴流式发电机两端的类似“馒头”形的部位，由于该形状用于倒流属于常识，故未特别标明；特此说明。

具体实施方式

参照说明书附图并结合具体实施例，对本发明能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备予以阐述。

附图1、2所示实施例是本发明安装了内转子轴流式发电机的发电装备，它的中部是一个外筒（3），外筒（3）的中间为“双出头”内转子发电机（1.1），在“双出头”内转子发电机（1.1）的四周，通过4个连接件（5.1）固定在外筒（3）的内壁上，外筒（3）的两端各安装一个喇叭口（4）；在“双出头”内转子发电机（1.1）向两端伸出的轴（9）上各安装一个“叶轮”；每个“叶轮”由一个带有倒流帽的旋转头（2）和4个能够自动切换角度的叶片（7.1）构成，安装时两个“叶轮”上的能够自动切换角度的叶片（7.1）在其轴向上需要错开；外筒（3）或通过喇叭口（4）或直接固定在大坝中或者固定在其它载体上；能够自动切换角度的叶片（7.1）能够根据潮汐水或者由潮汐水转换成空气的流动方向自动调整角度，以此保持“双出头”内转子发电机（1.1）两端“叶轮”的旋转方向不变（即保持发电机的旋转方向不变）。

附图3、4所示实施例是本发明“叶轮”与其“能够自动切换角度的叶片”之间的结构关系，所述的“叶轮”是由一个带有倒流帽的旋转头（2）和其圆周向四个方向分别各安装的4个能够自动切换角度的叶片（7.1）构成；能够看出，叶片轴（6）的安装定位是通过叶片轴中心线（13）确定的，叶片轴中心线（13）是通过叶片轴中心线定位圆（12）所作的切线确定的，叶片轴中心线定位圆（12）是依照发电机的中心或称轴心为圆心画圆而确定的；叶片轴（6）按照叶片轴中心线（13）的角度定位，并通过钻孔、攻丝、焊接的方式将其一端固定在带有倒流帽的旋转头（2）上，随后将能够自动切换角度的叶片（7.1）一边的叶片套筒（15）套装上去，然后安装挡圈（10）和螺钉（11），螺钉（11）旋拧在叶片轴（6）一端预先准备的丝孔中；限位件（8）包含在叶片套筒（15）包括叶片轴（6）的外面，限位件（8）的底端焊接在带有倒流帽的旋转头（2）上。

附图5所示实施例是本发明“能够自动切换角度的叶片”的自身结构，所述的能够自动切换角度的叶片（7.1或7.2）由叶片套筒（15）、叶片承撞肋（16）、叶片面板（17）和叶片封边（18）构成；其“叶片”本身是“空芯”的，其内部设置有叶片承撞肋（16），用以承受“叶片”摆动到限位件（8）时的碰撞力；为提高“叶片”抗碰撞能力，还能够将叶片套筒（15）以外的部位全部制成“实芯的”，还能够通过限制叶片的宽度方法，降低其到达限位时的碰撞强度，还能够通过将限位件（8）加长到与叶片长度近乎相等长度的方法，以加大碰撞面积的方式降低碰撞强度；限位件（8）的端面成“C”形，其“C”形口含在叶片套筒（15）包括叶片轴（6）的外面；限位件（8）是以“C”形的开口大小限定“叶片”摆动范围的，其底端能够焊接在带有倒流帽的旋转头（2）上，能够焊接在外转子发电机的外壳的外面，能够焊接在“大环式”永磁发电机的“能够转动的内环”（21）上；为使能够自动切换角度的叶片（7.1或7.2）即能够自由摆动灵活应变，又能够受到限位件（8）的限制，在叶片套筒（15）与叶片轴（6）以及叶片套筒（15）与限位件（8）之间均留有间隙（19）以保证其灵活性和防止积垢；能够自动切换角度的叶片（7.1或7.2）能够采用耐磨耐腐蚀不锈钢板材和管材通过焊接工艺制作，以保证其使用寿命。

附图6、7所示实施例是本发明安装了外转子轴流式发电机的发电装备，它的中部是一个外筒（3），外筒（3）的中间为“双出头”外转子发电机（1.2），在双出头外转子发电机（1.2）两端伸出的轴（9）上各安装一个带有倒流帽的固定头（20），在每个带有倒流帽的固定头（20）圆周的四个方向各有一连接件（5.2），连接件（5.2）的一端固定在外筒（3）的内壁上，另一端固定在带有倒流帽的固定头（20）上；在外筒（3）的两端各安装一个喇叭口（4）；在双出头外转子发电机（1.2）外壳的外面安装有两环能够自动切换角度的叶片（7.1），每环为4片，并且两环之间在轴向上需要错开布置；外筒（3）或通过喇叭口（4）或直接固定在大坝中或者固定在其它载体上；外转子发电机（1.2）外面的能够自动切换角度的叶片（7.1）能够根据介质流动方向自动调整角度，并保持外转子发电机（1.2）的旋转方向不变。

附图8所示实施例是本发明安装了“大环式”永磁发电机的发电装备，所谓的“大环式”永磁发电机主要由“用于固定的外环”（22）、“能够转动的内环”（21）和能够自动切换角度的叶片（7.2）构成；其能够自动切换角度的叶片（7.2）安装在“能够转动的内环”（21）上，“流水从中间通过”推动能够自动切换角度的叶片（7.2）进而推动“能够转动的内环”（21）旋转；能够自动切换角度的叶片（7.2）在“能够转动的内环”（21）内圆上的布置数量为8片；能够自动切换角度的叶片（7.2）通过叶片轴（6）安装固定在“能够转动的内环”（21）上；叶片轴（6）的安装定位是通过叶片轴中心线（13）确定的，叶片轴中心线（13）是通过叶片轴中心线定位圆（12）所作的切线确定的，叶片轴中心线定位圆（12）是依照该发电机的中心为圆心画圆而确定的；叶片轴（6）按照叶片轴中心线（13）的角度定位，并通过钻孔、攻丝、焊接的方式将其一端固定在“能够转动的内环”（21）内圆上，随后将能够自动切换角度的叶片（7.2）一边的叶片套筒（15）套装上去，然后安装挡圈（10）和螺钉（11），螺钉（11）旋拧在叶片轴（6）一端预先准备的丝孔中；能够自动切换角度的叶片（7.2）由限位件（8）限定角度，限位件（8）的底端焊接在“大环式”永磁发电机的“能够转动的内环”（21）上；能够自动切换角度的叶片（7.2）的形状为梯形。

附图9、10所示实施例是本发明安装有“内转子轴流式发电机”或“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在船型漂浮体下面的情况，从图中看出，能够通过在其喇叭口两端安装附加端框（25）的方法，能够将其附加端框（25）置于连接轨道（24）中；从图中看出，连接轨道（24）是安装固定在船型漂浮体（23）吊装孔（26）四个角上并向下延伸的，因此表明，本发明的发电装备能够沿着连接轨道（24）从上面放下去，安装在船型漂浮体（23）的下面，也能够沿着连接轨道（24）从上面的吊装孔（26）中吊出，用于发电装备的检修维护；从图中还能够看出，将多个船型漂浮体（23）连接起来再铺设上连接船形漂浮体的桥板（27）能够作为浮桥使用，该浮桥能够架设在某海湾口或某大陆与某岛屿之间作为交通设施，实现交通和发电双重收益。

附图11所示实施例是本发明安装有“内转子轴流式发电机”或“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在大坝（28）中使用的情况，并且能够看出能够在一个大坝（28）中安装多台，并且能够看出不需要建设水闸不需要对水流进行任何控制；还能够参照上述船型漂浮体（23）的方法，在大坝正上方预留吊装孔，用于该发电装备能够从上面吊出用于检修维护。

附图12、13所示实施例是本发明安装有“内转子轴流式发电机”或“外转子轴流式发电机”的发电装备安装在“大底座”（29）及其支架（31）上的情况，从图中看出，能够将本发明发电装备的外筒（3）的外面安装固定在支架（31）上，支架（31）底端焊接在“大底座”（29）上，“大底座”（29）放置到海底，并且在“大底座”（29）与支架（31）之间，在支架（31）四周配备有“斜支撑”（30）以保证其坚固稳定。

附图14、15所示实施例是本发明的“大环式”发电装备安装应用在支架（31）及“大底座”（29）上的情况，从图中看出其“大环式”发电装备的用于固定的外环（22）的外面安装固定在支架（31）上，其支架（31）底端焊接在“大底座”（29）上，“大底座”（29）放置到海底，并且在“大底座”（29）与支架（31）之间，在支架（31）四周配备“斜支撑”（30）以保证其坚固稳定。

附图16所示实施例是本发明带有“内转子轴流式发电机”或“外转子轴流式发电机”的发电装备，安装在靠近岸边的专门建造的“腔体”（32）之上的“进、出风口”上的情况，从图中能够看出，当“腔体内水面”（34）因涨潮而上升时，能够对腔体内水面（34）以上的空气产生“压缩”，从而使腔体（32）内受到压缩的空气能够从安装有内转子发电机或外转子发电机的发电装备（36）处，即进、出风的口上“排出”，依靠排出空气产生的“风”推动发电机旋转发电；当腔体内水面（34）因退潮而下降时，其水面以上的空间内会产生“负压”，其“负压”能够将空气从安装有内转子发电机或外转子发电机的发电装备（36）处，即进、出风的口上“吸入”，通过“吸入”空气产生的“风”能够推动发电机旋转发电；由于该发电装备上安装有“能够自动切换角度的叶片”，因此，能够在改变进出风的流动方向时，仍能够保持发电机旋转方向不变，因此，能够降低控制难度并提高发电效率，并实现潮汐能的“间接利用”。

上面所述的轴流式发电机（1.1或1.2）不仅限于永磁式也能够采用普通的励磁式，也不仅限于“双出头”的，也不仅限于安装两个“叶轮”的，完全能够采用“单出头”的，并且只安装一个“叶轮”；所述的外转子发电机的外壳外面也不仅限于安装两环“能够自动切换角度的叶片（7.1）”，完全可以安装“单环”，如果选择并采用体型“较细长”的外转子发电机，甚至能够安装多环；所述的“能够自动切换角度的叶片（7.1或7.2）”不仅限于矩形，还能够是梯形，或者“带有圆头的矩形”或者“带有圆头的梯形”，或者其它形状；所述的轴流式发电机所安装的“能够自动切换角度的叶片（7.1）”的数量，每环不仅限于4片，完全能够在3~n片之间选择；所述的“大环式”发电机在其“能够转动的内环”（21）上所安装的能够自动切换角度的叶片（7.2）的数量不仅限于8片，也能够是n片。

对上面实施例所指发电装备的简单归纳：即所述的发电装备即能够由内转子发电机＋叶轮（能够自动切换角度的叶片）或外转子发电机＋能够自动切换角度的叶片，以及连接件、外筒和喇叭口构成，也能够由“大环式”发电机＋能够自动切换角度的叶片构成；所述的发电机能够是永磁式也能够是励磁式；所述的内转子发电机即能够是“双出头”（指两端露出轴头）的也能够是“单出头”（指一端露出轴头）的，其“单出头”的只能安装一个“叶轮”；其“叶轮”主要由带有倒流帽的旋转头和“能够自动切换角度的叶片”构成；所述的“能够自动切换角度的叶片”由叶片套筒、叶片承撞肋、叶片面板和叶片封边通过焊接组合而成，与之配套的功能配件还有：叶片轴、限位件、挡圈和螺钉；所述的“能够自动切换角度的叶片”包括与之配套的功能配件，除能够安装应用在带有倒流帽的旋转头上外，还能够安装应用在外转子式发电机的外壳上，或者安装在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上；所述的“能够自动切换角度的叶片”在外转子发电机的外壳外面不仅限于安装两环，还能够安装“单环”，若采用了体型“较细长”的外转子发电机，则能够安装多环；所述的“能够自动切换角度的叶片”在带有倒流帽的旋转头上，或是在转子式发电机的外壳上，或是在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上的安装数量不仅限于4片或者8片，完全能够为3~n片之间选择；所述的“能够自动切换角度的叶片”的形状不仅限于“矩形”，也能够是“梯形”还能够是带有圆头的矩形或者梯形以及其它形状；所述的“能够自动切换角度的叶片”的安装方法是：先按照发电机中心确定一个“定位圆”，以该“定位圆”的“切线”作为叶片轴中心线，再按照叶片轴中心线的角度，通过钻孔、攻丝、焊接的方式，将其一端安装固定在带有倒流帽的旋转头上，或者安装固定在外转子式发电机的外壳上，或者安装固定在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上；随后将“能够自动切换角度的叶片”一边的套筒套装在叶片轴上，再在叶片轴的另一端安装挡圈和螺钉，螺钉旋拧在叶片轴端预先准备的丝孔中；其限位件成“C”形，其“C”形口含在包括叶片轴在内的叶片套筒的外面，其限位件以“C”形开口的大小限定“叶片”的摆动范围，其底端能够焊接在带有倒流帽的旋转头上，能够焊接外转子式发电机的外壳上，能够焊接“大环式”发电机的“能够转动的内环”上；所述的“能够自动切换角度的叶片”及其功能配件均采用耐磨、耐腐蚀不锈钢板材和管材通过焊接组合制造，以保证其使用寿命；所述的“能够自动切换角度的叶片”在到达限位件的限位时，除在叶片内部设置“承撞肋”，用以承受叶片摆动到限位时的碰撞力外；还能够将叶片制成“实芯的”，以提高其耐碰撞能力；还能够通过限制叶片宽度方法，以降低其到达限位时的碰撞强度；还能够通过加高限位件的高度，加大碰撞时接触面积的方法，以减轻碰撞强度；通过在叶片套筒与叶片轴以及叶片套筒与限位件之间预留充足间隙的方法，以保证其不易积垢和灵活摆动，以保证其能够在流动介质改变方向时能够自动切换角度。

以上详细描述是本发明较佳的具体的实施方案。因此，不管是否采用永磁发电机，也不管是否采用内转子、外转子或者大环式发电机；不管是否用于大坝中或者某漂浮体下面或用于其它载体，只要是采用了能够根据水流方向并且不需要外加任何干涉操作就能够自动切换角度的叶片，并依此保证发电机旋转方向不变的，都属于本发明的保护范围；除上述表述外，本领域普通技术人员在无需付出创造性的劳动状态下，根据本发明再另外做出诸多修改和变化的，或者本领域技术人员在本发明构思的基础之上通过某种技术手段所得到的技术方案，也应属于本发明所确定的保护范围之内。

Claims (3)

1.能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备，其特征在于：它有“能够自动切换角度的叶片”；该“叶片”能够安装在“带有倒流帽的旋转头”上构成“叶轮”，由“叶轮”推动发电机旋转；能够安装在外转子式发电机的外壳上，能够安装在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上直接推动发电机旋转；

该“叶片”由叶片套筒、叶片承撞肋、叶片面板和叶片封边通过焊接组合构成；与之配套的功能配件有：叶片轴、限位件、挡圈和螺钉；

该“叶片”的定位安装方法是：以发电机的中心为圆心先确定一个“定位圆”，并以该“定位圆”的“切线”作为“叶片轴中心线”；叶片轴按照其中心线的角度，通过钻孔、攻丝、焊接的方式，将其一端安装固定在带有倒流帽的旋转头上，或者安装固定在外转子式发电机的外壳上，或者安装固定在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上，随后将该“叶片”一边的叶片套筒套装在叶片轴上，再在叶片轴的另一端安装挡圈和螺钉，螺钉旋拧在叶片轴轴端预先准备的丝孔中；其限位件端面成“C”形，并以“C”形的开口限定“叶片”摆动角度，即“C”形口中包含有叶片套和叶片轴；其限位件能够焊接在带有倒流帽的旋转头上，能够焊接在外转子式发电机的外壳上，能够焊接在“大环式”发电机的“能够转动的内环”上；

该“叶片”还在叶片套筒与叶片轴以及叶片套筒与限位件之间预留了间隙，能够保证其灵活性并防止积垢；

安装有上述“叶片”的发电装备，能够通过附加端框和连接轨道安装在船型漂浮体下面，能够将多个船型漂浮体连接起来作为浮桥架设在某海湾口或某大陆与某岛屿之间作为交通设施，实现交通和发电双重收益；

安装有上述“叶片”的发电装备，能够安装在大坝中，并且一个大坝能够安装多台，以便于充分利用潮汐水势能和潮汐水流动能；

安装有上述“叶片”的发电装备，能够安装在“支架”上，“支架”固定在“大底座”上，“大底座”放置到海底，用于利用潮汐水流动能；

安装有上述“叶片”的发电装备，能够安装在靠近岸边的专门建造的“腔体”之上的“进、出风的口”上，利用“腔体”内因潮汐水水位涨落变化而产生的“空气排出或者吸入”的流动“风”进行发电，将潮汐能转化为“空气能”，实现潮汐能的“间接利用”。

2.根据权利要求1所述的能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备，其特征在于：所述的“能够自动切换角度的叶片”及其功能配件能够采用耐磨、耐腐蚀的不锈钢板材和管材通过焊接组合制造，以保证其使用寿命；所述的“能够自动切换角度的叶片”在到达限位时缓解其碰撞的措施除在其内部设置“承撞肋”，用以承受摆动到限位时的碰撞力外；还能够将“叶片”制成“实芯的”，以提高其耐碰撞能力；还能够通过限制“叶片”宽度的方法，以降低其到达限位时的碰撞强度；还能够通过加高限位件高度的方法，以加大碰撞时接触面积的的方法减轻碰撞强度。

3.根据权利要求1所述的能够“直接或者间接”利用潮汐能发电的装备，其特征在于：所述的“能够自动切换角度的叶片”在外转子发电机的外壳外面不仅限于安装两环，还能够安装“单环”；若采用体型“较细长”的外转子发电机，则能够安装多环；所述的“能够自动切换角度的叶片”在带有倒流帽的旋转头上，或是在外转子式发电机的外壳上，其每环的安装数量能够是3~n片；在中间流水的“大环式”发电机的“能够转动的内环”上的安装数量能够是n片；所述的“能够自动切换角度的叶片”的形状不仅限于“矩形”，也能够是“梯形”或者带有圆头的矩形或者梯形，或者是其它形状。

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