CN113431732A - 潮汐风力混合发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种潮汐风力混合发电设备,包括:环形外壳、主浮体、连杆、多个潮汐发电机、风电支柱、风力发电机和多个风扇叶片,潮汐发电机安装在环形外壳上,每个连杆的一端与所述主浮体可枢转地连接,每个所述连杆的另一端通过齿轮机构驱动所述潮汐发电机工作,所述风电支柱竖直地设置在所述环形外壳上,所述风力发电机安装在所述风电支柱上,所述多个风扇叶片沿竖直方向围绕所述风力发电机的周向均匀设置且与所述风力发电机的驱动输入端连接。本发明处于大风级和海浪较高的环境下可以更好的保持自身的稳定性,可以根据实际状况增加或减少固定锚,风力发电机轴采用垂直主浮体式,大大增加抗受风力和海浪等不确定自然因素的大角度摆动。
Description
技术领域
本发明涉及发电设备领域,特别涉及一种潮汐风力混合发电设备。
背景技术
煤炭,石油和天然气等传统发电手段在世界发电总量的占比正在呈现逐步减小的趋势,当今世界各国正在追求更加环保安全的发电方式,而海洋作为蕴藏丰富能源的区域自是倍显关注。潮汐发电和风力发电技术目前还处于起步阶段,现存的技术大多将潮汐能和风能的运用分开,为了更好的运用两者,实现更高的发电效率,将多种发电方式相互结合的手段正在萌芽。潮汐发电与风力发电的混合发电技术正在成为新能源的发展方向之一。
但是,市场上大多数的潮汐发电装置大多处于浅海域,不能适用于远海域等更加优越的潮汐发电环境,此外,发电设备固定位置相对单一,而风力发电机的抗风和抗海浪性能不好,易大角度摆。
发明内容
本发明提供了一种潮汐风力混合发电设备,以解决现有技术中潮汐发电装置大多处于浅海域,不能适用于远海域等更加优越的潮汐发电环境,此外,发电设备固定位置相对单一,而风力发电机的抗风和抗海浪性能不好,易大角度摆等至少一个技术问题。
为解决上述问题,作为本发明的一个方面,提供了一种潮汐风力混合发电设备,包括:环形外壳、主浮体、连杆、多个潮汐发电机、风电支柱、风力发电机和多个风扇叶片,所述潮汐发电机安装在所述环形外壳上,每个所述连杆的一端与所述主浮体可枢转地连接,每个所述连杆的另一端通过齿轮机构驱动所述潮汐发电机工作,所述风电支柱竖直地设置在所述环形外壳上,所述风力发电机安装在所述风电支柱上,所述多个风扇叶片沿竖直方向围绕所述风力发电机的周向均匀设置且与所述风力发电机的驱动输入端连接,所述环形外壳的下端均匀设置有多个浮动定位锁,每个所述浮动定位锁分别通过铁链或绳索与一个固定锚连接。
优选地,所述驱动输入端上安装有扇叶固定盘,每个所述风扇叶片的上端通过一个上风扇支架与所述扇叶固定盘连接,每个所述风扇叶片的下端通过一个下风扇支架与所述扇叶固定盘连接。
优选地,所述扇叶固定盘呈锥形。
优选地,所述风扇叶片、上风扇支架、下风扇支架之间形成三角形结构。
优选地,所述齿轮机构包括摆动齿轮和驱动齿轮,所述摆动齿轮与所述连杆的所述另一端连接,所述驱动齿轮与所述潮汐发电机连接,所述摆动齿轮和驱动齿轮相互啮合。
优选地,所述摆动齿轮整体上是半圆的圆柱齿轮,在半圆的中心部位引出一个异形板,异形板的尾端焊接圆筒,该圆筒的内部直径与连杆的外径相配合。
优选地,所述环形外壳的内部边缘处安装有转动副支撑架,用于固定所述连杆的相对位置,所述转动副支撑架上开有螺孔,通过螺栓将所述连杆与所述环形外壳的转动中心连接。
由于采用了上述技术方案,本发明整体采用环形外壳,从力学的角度上,环形外壳处于大风级和海浪较高的环境下可以更好的保持自身的稳定性,也增加了该设备的运用环境;在环形外壳的360度方位设置多个安装固定锚的位置,可以根据实际要求摆放船锚的位置,以固定设备,并且可以根据实际状况增加或减少固定锚;顶部风力发电机轴采用垂直主浮体式,大大增加抗受风力和海浪等不确定自然因素的大角度摆动。
附图说明
图1示意性地示出了本发明的主视图;
图2示意性地示出了本发明的剖视图;
图3示意性地示出了齿轮机构的示意图;
图4示意性地示出了环形外壳的俯视图;
图5示意性地示出了本发明的立体图。
图中附图标记:1、风扇叶片;2、上风扇支架;3、扇叶固定盘;4、下风扇支架;5、风力发电机;6、环形外壳;7、主浮体;8、浮动定位锁;9、风电支柱;10、连杆;11、转动副支撑架;12、潮汐发电机;13、摆动齿轮;14、驱动齿轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的一个方面,提供了一种潮汐风力混合发电设备,包括:环形外壳6、主浮体7、连杆10、多个潮汐发电机12、风电支柱9、风力发电机5和多个风扇叶片1,所述潮汐发电机12安装在所述环形外壳6上,每个所述连杆10的一端与所述主浮体7可枢转地连接,每个所述连杆10的另一端通过齿轮机构驱动所述潮汐发电机12工作,所述风电支柱9竖直地设置在所述环形外壳6上,所述风力发电机5安装在所述风电支柱9上,所述多个风扇叶片1沿竖直方向围绕所述风力发电机5的周向均匀设置且与所述风力发电机5的驱动输入端连接,所述环形外壳6的下端均匀设置有多个浮动定位锁8,每个所述浮动定位锁8分别通过铁链或绳索与一个固定锚连接。
在潮汐发电机12构成的潮汐发电组中,中间的主浮体7内部中空为主要受力部件,其四周均布四根连杆10,连杆10通过转动连接到环形外壳6,环形外壳6的内部安置有与四根连杆10对应的潮汐发电机12(优选为摆动式发电机),潮汐发电机12与连杆10通过齿轮副连接。四根连杆10与环形外壳6通过转动副连接,保证连杆10做摆动,并固定连杆10的空间位置。
在风力发电机5构成的风力发电组中,风力发电机5的发电机轴竖直摆放,通过螺栓固定在支撑架上,风力发电机5的上方通过均布六个风扇叶片1以获取风能。
使用时,可将本发明放置于适当的海域,依据上述工作原理本发明运作,且相互独立,互不干扰。当遇到较大海浪时,环形外壳发挥作用,利用自身优越的抵抗冲击的能力为设备减缓海浪冲击,当遇到较大海风时,风力发电机组在工作的同时,利用陀螺仪效应,保持设备的稳定性。设备四周布置的定位锚可以实现设备最优定位。
在上述技术方案中,本发明的主体为主浮体7与环形外壳6构成,主浮体受到海洋潮汐能上下浮动,浮力转化为机械能带动四根连杆10围绕环形外6壳做摆动,四根连杆10尾端的运动潮汐发电机12运作,从而实现潮汐能到电能的转换,风力发电组的主体是位于主浮体7上部的垂直轴向的风力发电机5,其叶片采用垂直式防止,可以大大增加风力发电机组的稳定性。
由于采用了上述技术方案,本发明整体采用环形外壳,从力学的角度上,环形外壳处于大风级和海浪较高的环境下可以更好的保持自身的稳定性,也增加了该设备的运用环境;在环形外壳的360度方位设置多个安装固定锚的位置,可以根据实际要求摆放船锚的位置,以固定设备,并且可以根据实际状况增加或减少固定锚;顶部风力发电机轴采用垂直主浮体式,大大增加抗受风力和海浪等不确定自然因素的大角度摆动。
优选地,所述驱动输入端上安装有扇叶固定盘3,每个所述风扇叶片1的上端通过一个上风扇支架2与所述扇叶固定盘3连接,每个所述风扇叶片1的下端通过一个下风扇支架4与所述扇叶固定盘3连接。优选地,所述扇叶固定盘3呈锥形。
优选地,所述风扇叶片1、上风扇支架2、下风扇支架4之间形成三角形结构。
优选地,所述齿轮机构包括摆动齿轮13和驱动齿轮14,所述摆动齿轮13与所述连杆10的所述另一端连接,所述驱动齿轮14与所述潮汐发电机12连接,所述摆动齿轮13和驱动齿轮14相互啮合。
优选地,所述摆动齿轮13整体上是半圆的圆柱齿轮,在半圆的中心部位引出一个异形板,异形板的尾端焊接圆筒,该圆筒的内部直径与连杆10的外径相配合。
优选地,所述环形外壳6的内部边缘处安装有转动副支撑架11,用于固定所述连杆10的相对位置,所述转动副支撑架11上开有螺孔,通过螺栓将所述连杆10与所述环形外壳6的转动中心连接。
本发明可实现对潮汐能和风能的同时获取,并且各个工作机组互不干扰,拓展了清洁能源利用的途径,环形外壳通过四周均布的固定锚,固定其海平面的相对位置,并增加抗冲击能力,通过主浮体受浮力将潮汐能转化为其本身的上下浮动,主浮体再由四根连杆将上下浮动转化为连杆围绕转动副的摆动,连杆的尾端安装齿轮机构,当连杆摆动时,其尾端的齿轮带动发电机的齿轮同时摆动,此时发电机发电。
位于主浮体顶端的风力发电机,通过叶片固定盘均匀分布六个风扇叶片,该风扇叶片采用机翼截面形状(迎风面的长度大于背风面的长度)可以获取更大的轴向升力带动发电机运作,采用垂直式布置发电机的好处在于,当风力发电机运作式会有陀螺仪效应,当该设备受到外力作用时可以保持自身稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种潮汐风力混合发电设备,其特征在于,包括:环形外壳(6)、主浮体(7)、连杆(10)、多个潮汐发电机(12)、风电支柱(9)、风力发电机(5)和多个风扇叶片(1),所述潮汐发电机(12)安装在所述环形外壳(6)上,每个所述连杆(10)的一端与所述主浮体(7)可枢转地连接,每个所述连杆(10)的另一端通过齿轮机构驱动所述潮汐发电机(12)工作,所述风电支柱(9)竖直地设置在所述环形外壳(6)上,所述风力发电机(5)安装在所述风电支柱(9)上,所述多个风扇叶片(1)沿竖直方向围绕所述风力发电机(5)的周向均匀设置且与所述风力发电机(5)的驱动输入端连接,所述环形外壳(6)的下端均匀设置有多个浮动定位锁(8),每个所述浮动定位锁(8)分别通过铁链或绳索与一个固定锚连接。
2.根据权利要求1所述的潮汐风力混合发电设备,其特征在于,所述驱动输入端上安装有扇叶固定盘(3),每个所述风扇叶片(1)的上端通过一个上风扇支架(2)与所述扇叶固定盘(3)连接,每个所述风扇叶片(1)的下端通过一个下风扇支架(4)与所述扇叶固定盘(3)连接。
3.根据权利要求2所述的潮汐风力混合发电设备,其特征在于,所述扇叶固定盘(3)呈锥形。
4.根据权利要求2所述的潮汐风力混合发电设备,其特征在于,所述风扇叶片(1)、上风扇支架(2)、下风扇支架(4)之间形成三角形结构。
5.根据权利要求1所述的潮汐风力混合发电设备,其特征在于,所述齿轮机构包括摆动齿轮(13)和驱动齿轮(14),所述摆动齿轮(13)与所述连杆(10)的所述另一端连接,所述驱动齿轮(14)与所述潮汐发电机(12)连接,所述摆动齿轮(13)和驱动齿轮(14)相互啮合。
6.根据权利要求5所述的潮汐风力混合发电设备,其特征在于,所述摆动齿轮(13)整体上是半圆的圆柱齿轮,在半圆的中心部位引出一个异形板,异形板的尾端焊接圆筒,该圆筒的内部直径与连杆(10)的外径相配合。
7.根据权利要求5所述的潮汐风力混合发电设备,其特征在于,所述环形外壳(6)的内部边缘处安装有转动副支撑架(11),用于固定所述连杆(10)的相对位置,所述转动副支撑架(11)上开有螺孔,通过螺栓将所述连杆(10)与所述环形外壳(6)的转动中心连接。
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