CN113623123B - 一种自动升降式海流能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动升降式海流能发电装置，包括浮体，所述浮体上安装有电控箱，所述浮体的两侧安装有由直线电机控制升降的半潜式水轮机和全浸式水轮机，所述半潜式水轮机和全浸式水轮机通过传动机构连接有发电机，所述半潜式水轮机上安装有液位传感器，所述直线电机、液位传感器和发电机均与所述电控箱电连接，通过安装在半潜式水轮机机上的液位传感器将信号传输到电控箱，电控箱通过控制直线电机升降使半潜式水轮机机处于最佳的发电位置，同时全浸式水轮机机也处于海流浅层区域流速较高的位置，大大提高了海流能发电效率。

Description

一种自动升降式海流能发电装置
技术领域
本发明涉及海洋能发电利用领域，特别是一种自动升降式海流能发电装置。
背景技术
我国海流能资源丰富，据评估，中国沿岸海流能平均功率约有14万MW。海流能具有强规律性、可预测性、能量密度大、利用方便等特点。海流能作为一种清洁可再生能源，对改变能源结构、缓解能源危机，开发开放海域荒岛等具有重要意义。但我国大部分海域流速不高，很难发挥水平轴海流能发电装置的最佳效率。因此开发一种高效、适合低流速的海流能发电装置对提高海流能利用率具有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动升降式海流能发电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自动升降式海流能发电装置，包括浮体，所述浮体上安装有电控箱，所述浮体的两侧安装有由直线电机控制升降的半潜式水轮机和全浸式水轮机，所述半潜式水轮机和全浸式水轮机通过传动机构连接有发电机，所述半潜式水轮机上安装有液位传感器，所述直线电机、液位传感器和发电机均与所述电控箱电连接。
所述直线电机安装在所述浮体的顶部，所述直线电机连接有转接板，所述转接板上安装有连接杆，所述连接杆的末端安装有密封箱，所述半潜式水轮机、全浸式水轮机安装在所述密封箱外侧，所述传动机构和发电机安装在所述密封箱内。
所述传动机构包括轴向安装在所述半潜式水轮机上的第一转轴、轴向安装在所述全浸式水轮机的第二转轴，所述第二转轴的端部固定安装有第一太阳轮，所述第一转轴上转动安装有外环齿轮，所述外环齿轮内侧对称转动安装有锥齿轮，所述锥齿轮与所述第一太阳轮啮合，所述第二转轴通过齿轮传动先后连接有第一传动轴和第二传动轴，所述第二传动轴的端部固定安装有第二太阳轮，所述第二太阳轮与所述锥齿轮啮合，所述外环齿轮齿轮连接有输出转轴，所述输出转轴与所述发电机连接。
所述浮体的前端对称设有导流面。
所述导流面在水平面上由前至后向外倾斜。
所述导流面在竖直平面上朝由上至下朝内倾斜。
本发明的有益效果是：本发明在浮体两侧安装水轮机，分为上、下半潜式水轮机机和全浸式水轮机机，通过安装在半潜式水轮机机上的液位传感器将信号传输到电控箱，电控箱通过控制直线电机升降使半潜式水轮机机处于最佳的发电位置，同时全浸式水轮机机也处于海流浅层区域流速较高的位置，大大提高了海流能发电效率；此外，浮体的两侧设有导流面，会加速水流流动，流速增加冲击水轮机转动速度加快，从而达到提高水轮机发电效率。
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是本发明的主视图；
图3是本发明传动机构的结构示意图；
图4是第一转轴、第一太阳轮和外环齿轮的分解示意图。
具体实施方式
参照图1至图4，一种自动升降式海流能发电装置，包括浮体1，所述浮体1上安装有电控箱2，电控箱内密封安装有控制电路板以及汇总电路，所述浮体1的两侧安装有由直线电机3控制升降的半潜式水轮机4和全浸式水轮机5，在本实施例中，所述半潜式水轮机4采用半潜式弯曲叶轮，所述全浸式水轮机5采用全浸式涡轮，对称安装可以使浮体1保持平衡，所述半潜式水轮机4和全浸式水轮机5通过传动机构连接有发电机，所述发电机为三相交流发电机，三相交流发电机发出的电通过整流仪，传输到电控箱的汇总电路，所述半潜式水轮机4上安装有液位传感器6，所述直线电机3、液位传感器6和发电机均与所述电控箱2电连接，液位传感器输出的信号传输到电控箱，电控箱根据液位传感器测得的液位值与最初设定的液位值进行对比，当所测液位值与最初电控箱内设定的液位值不同时，电控箱进行报警并控制直线电机动子上下移动，从而带动水轮上下移动，使水轮始终处于海流浅层流速较高的理想位置，大大的提高了海流能发电效率。
所述直线电机3安装在所述浮体1的顶部，所述直线电机3连接有转接板7，所述转接板7上安装有连接杆8，所述连接杆8的末端安装有密封箱9，所述半潜式水轮机4、全浸式水轮机5安装在所述密封箱9外侧，所述传动机构和发电机安装在所述密封箱9内，直线电机动子顶部通过转接板与连接杆固定，连接杆另一端与密封箱固定，水轮机通过传动轴固定在密封箱上，当直线电机上下移动时，连接杆带动密封箱进行移动。
所述传动机构包括轴向安装在所述半潜式水轮机4上的第一转轴10、轴向安装在所述全浸式水轮机5的第二转轴11，所述第二转轴11的端部固定安装有第一太阳轮12，所述第一转轴10上转动安装有外环齿轮13，所述外环齿轮13内侧对称转动安装有锥齿轮14，所述锥齿轮14与所述第一太阳轮12啮合，所述第二转轴11通过齿轮传动先后连接有第一传动轴15和第二传动轴16，所述第二传动轴16的端部固定安装有第二太阳轮17，所述第二太阳轮17与所述锥齿轮14啮合，所述外环齿轮13齿轮连接有输出转轴18，所述输出转轴18与所述发电机连接。
装置的同一侧不同深度各有一个半潜式弯曲叶轮和一个全浸式涡轮。为了将同一边两个叶轮的转矩传输到同一台发电机，全浸式涡轮经过齿轮传动两次换向后，通过联轴器将转矩传输给第二太阳轮，第二太阳轮传输到锥齿轮转动，从而带动外环齿轮转动，进而将动力传输到发电机。半潜式弯曲叶轮也将动力传输到太阳轮，从而带动行星轮和外环齿轮，将动力传输到发电机。
外环齿轮将转矩传输到锥齿轮，因为是大齿轮传输到小齿轮，起到加速的作用，该结构可将两个叶轮转矩合并传输的同时还进行加速，起到加速器的作用。
所述浮体1的前端对称设有导流面19，所述导流面19在水平面上由前至后向外倾斜，所述导流面19在竖直平面上朝由上至下朝内倾斜，导流面使得海流流速增加，冲击水轮机带动三相交流发电机发电，从而大大的提高了海流能发电效率。
此外，汇总电量一部分供给控制系统，一部分供给外部负载。
浮体、直线电机、传动轴、密封箱、叶轮的表面均喷涂有防腐蚀涂料，防止发电装置长期处于潮湿的海面环境而腐蚀，增加使用寿命。
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 (5)

1.一种自动升降式海流能发电装置，包括浮体（1），所述浮体（1）上安装有电控箱（2），其特征在于所述浮体（1）的两侧安装有由直线电机（3）控制升降的半潜式水轮机（4）和全浸式水轮机（5），所述半潜式水轮机（4）和全浸式水轮机（5）通过传动机构连接有发电机，所述半潜式水轮机（4）上安装有液位传感器（6），所述直线电机（3）、液位传感器（6）和发电机均与所述电控箱（2）电连接；所述传动机构包括轴向安装在所述半潜式水轮机（4）上的第一转轴（10）、轴向安装在所述全浸式水轮机（5）的第二转轴（11），所述第二转轴（11）的端部固定安装有第一太阳轮（12），所述第一转轴（10）上转动安装有外环齿轮（13），所述外环齿轮（13）内侧对称转动安装有锥齿轮（14），所述锥齿轮（14）与所述第一太阳轮（12）啮合，所述第二转轴（11）通过齿轮传动先后连接有第一传动轴（15）和第二传动轴（16），所述第二传动轴（16）的端部固定安装有第二太阳轮（17），所述第二太阳轮（17）与所述锥齿轮（14）啮合，所述外环齿轮（13）齿轮连接有输出转轴（18），所述输出转轴（18）与所述发电机连接。
2.根据权利要求1所述的自动升降式海流能发电装置，其特征在于所述直线电机（3）安装在所述浮体（1）的顶部，所述直线电机（3）连接有转接板（7），所述转接板（7）上安装有连接杆（8），所述连接杆（8）的末端安装有密封箱（9），所述半潜式水轮机（4）、全浸式水轮机（5）安装在所述密封箱（9）外侧，所述传动机构和发电机安装在所述密封箱（9）内。
3.根据权利要求1所述的自动升降式海流能发电装置，其特征在于所述浮体（1）的前端对称设有导流面（19）。
4.根据权利要求3所述的自动升降式海流能发电装置，其特征在于所述导流面（19）在水平面上由前至后向外倾斜。
5.根据权利要求3所述的自动升降式海流能发电装置，其特征在于所述导流面（19）在竖直平面上朝由上至下朝内倾斜。
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