CN201281904Y - 一种用于模拟海洋潮流发电的实验装置 - Google Patents

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单忠德
刘丽敏
杨杰
戴军
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Abstract

本实用新型公开了一种用于模拟海洋潮流发电的实验装置，包括支架，所述的支架上面设有水槽，水槽一侧设挡水板，另一侧设有水位调节板，水槽设有水位调节板的一侧通过水管与水箱相连，水管上设有阀门和水泵，水箱和水泵设置在支架下面，水槽内通过转子支架和夹具固定有柔性转子，柔性转子通过皮带轮和增速器连接发电机，柔性转子包括两个支撑板和栅板，支撑板固定在栅板的两端，栅板上设有叶片，转动轴穿过支撑板，设在栅板的中心，转动轴一端通过防松螺母固定，另一端通过凸轮盘与圆环盘用键连接，转动轴两边设有防水轴承和带轮。本实用新型可以定性定量地对潮流发电中亟待解决的问题进行研究，具有占地面积小、结构紧凑，适用性较强的优点。

Description

一种用于模拟海洋潮流发电的实验装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电模拟装置，特别涉及一种用于模拟海洋潮流发电的实验装置。
背景技术
随着社会经济的发展，电能需求的激增，水利资源作为一种可再生能源，越来越引起人们的重视。利用海洋潮流发电就是一种解决能源短缺，绿色环保的水利资源应用新形式。
所谓潮汐是由太阳和月亮对地球表面海水产生的吸引力、地球自传产生的离心力而发生的一天两次海水涨落的自然现象，由此产生的海水流动就叫做潮流。潮汐流动产生的能量是一种清洁、不影响生态平衡的绿色可再生资源，潮水的涨落，取之不尽，用之不竭。并且潮流发电站的建立具有不会淹没大量农田，不存在人口迁移等复杂社会问题的很多优点，所以海洋水能的重要性已经被全世界各个国家所重视。潮流发电站建设方面各国都已有相应的研发计划，并且做了大量的潮汐发电技术的资源和环境评估报告。目前进入实质性开发的国家有英国、挪威等发达国家，我国沿海一代地区也已建立了一些小型的水利发电站，功率不大，但是为农副业和地方工业提供了廉价的动力，受到了人们欢迎。
传统的海洋水能取能装置一般因设备造价高，投资风险性较大等问题，都会在建立前期做些相关的实验，以此减轻投资成本，增大投资的成功率。但是，目前大多数用于海洋潮流发电的实验装置都存在着占地面积较大、结构复杂以及布置繁琐等缺点。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供一种占地面积较小、结构相对紧凑，适用性较强的用于模拟海洋潮流发电的实验装置，以满足对潮流发电进行模拟实验的研究要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于模拟海洋潮流发电的实验装置，包括支架，所述的支架上面设有水槽，所述的水槽一侧设挡水板，另一侧设有水位调节板，所述的水槽设有水位调节板的一侧通过水管与水箱相连，所述的水管上设有阀门和水泵，所述的水箱和水泵设置在支架下面，所述的水槽内通过转子支架和夹具固定有柔性转子，所述的柔性转子通过皮带轮和增速器连接发电机，所述的柔性转子包括两个支撑板和栅板，所述的支撑板固定在栅板的两端，所述的栅板上设有叶片，所述的栅板中心设有转动轴，所述的转动轴穿过两个支撑板，所述的转动轴一端通过防松螺母固定，另一端通过凸轮盘与圆环盘用键连接，所述的转动轴两边设有防水轴承和带轮。
所述的转子支架包括上支架和下支架，所述的下支架通过地脚螺钉固定在地面上，所述的上支架通过螺栓、螺母与下支架连接，所述的夹具包括与上支架通过销钉及螺栓相定位的旋转圆盘，所述的旋转圆盘与连接杆以及连接板焊接在一起，所述的连接板与柔性转子的转动轴两端连接。
所述的旋转圆盘上设有不同角度的通孔，所述的旋转圆盘通过通孔与焊接在上支架上的钢板通过销钉和螺栓来定位，通过通孔可以改变旋转圆盘的角度。
所述的水槽通过漏斗形容器与水箱相连。所述的水槽上设有观察口。
所述的水泵为混流卧式泵，所述的阀门为电动调节阀。
与现有技术相比，本实用新型具有占地面积较小、结构相对紧凑，适用性较强的优点，水箱和水泵放置于水槽的下方，减小了占地面积，为了不使实验时水流冲到地面，水箱与水槽用一个焊接在水槽下面的漏斗形容器连接。为了减小空间占用面积，水泵选用混流卧式泵。为了便于通过阀门调节水的流速及流量，阀门选用电动调节阀。本实用新型可以定性定量地对潮流发电中亟待解决的各类课题进行研究，本实验装置安装有柔性转子，是一种全新的水流能转换装置，它可以利用升力和阻力同时产能，具有吸收和转换能量效率高的特点，可以多方位的对柔性转子的性能进行研究。
附图说明
图1为本实用新型的装置示意图；
图2是图1中组装柔性转子及其夹具的左视图；
图3是图1中柔性转子组装部分的主视图。
图中：1.支架，2.水箱，3.转子支架，3.1.上支架，3.2.下支架，4.水泵，5.阀门，6.挡水板，7.水槽，8.柔性转子，8.1.支撑板，8.2.栅板，8.3.转动轴，8.4.叶片，8.5.螺母，8.6.圆环盘，8.7.防水轴承，8.8.带轮，9.夹具，9.1.连接杆，9.2.旋转圆盘，9.3.连接板，10.皮带轮，11.增速器，12.发电机，13.水位调节板。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1，水槽7放置于角钢焊接好的支架1之上，水箱2和水泵4放置于支架1的下面，水槽7一侧设有挡水板6，另一侧设有水位调节板13，水槽7设有水位调节板的一侧通过水管与水箱2相连，水管上设有阀门5和水泵4，水槽7内通过转子支架3和夹具9固定有柔性转子8，柔性转子8通过皮带轮10和增速器11连接发电机12。
实验开始之前，水箱2根据实验所需储满水，水槽7中的水位根据当次实验要求由水位调节板13上下移动来限定，接下来开动水泵4，并由阀门5来调节实验所要求的水的流量和流速，为了便于通过阀门5调节水的流速及流量，阀门选用电动调节阀。挡水板6可以改善上水的冲击性，模拟的潮流带动柔性转子8转动，从转子获取的能量通过皮带轮10经增速器11到达发电机12，从而达到发电的目的。为了便于观看转子转动情况，在水槽7前侧开有用有机玻璃做成的观察口。
参见图2，转子支架3包括上支架3.1和下支架3.2，下支架3.2通过地脚螺钉固定在地面上，上支架3.1通过螺栓、螺母与下支架3.2连接，夹具9包括与上支架3.1通过销钉及螺栓相定位的旋转圆盘9.2，旋转圆盘9.2与连接杆9.1以及连接板9.3焊接在一起，连接板9.3与柔性转子8的转动轴两端连接。
组装时，可以根据实验要求上下调节转子支架3高度，连接板9.3先和连接杆9.1以及旋转圆盘9.2焊接在一起，然后与柔性转子8装配好，放置于用角钢焊接好的上支架3.1上，并通过销钉和螺栓与焊接在上支架3.1上的钢板定位。实验时旋转圆盘9.2可以根据研究所需旋转一定的角度，进而带动柔性转子8一起转动，以改变柔性转子8与水流的冲击角度，最终达到多角度研究的目的。
参见图3，柔性转子8包括两个支撑板8.1和6块栅板8.2，两个支撑板8.1固定在栅板8.2的两端，通过支撑板8.1上的六边形沟槽，分别将栅板8.2卡住；栅板8.2上设有叶片8.4，转动轴8.3穿过支撑板8.1，设在栅板8.2的中间，柔性转子8通过转动轴8.3上的轴肩定位，转动轴8.3一端由防松螺母8.5夹紧，另一端是将轴肩加工成凸轮盘，然后与固定圆环盘8.6用键连接，这样可以防止柔性转子结构松脱，保证了柔性转子与转动轴能同步转动，防水轴承8.7装在转动轴8.3两边，最外面装带轮8.8。
本实用新型柔性转子的结构设计采用新型的桁架式柔性叶片横轴转子，叶片处于转子的不同位置时，其适流形体的变换，可以有效的分别承纳水流的升力效应和阻力效应。柔性转子通过固定转子的夹具可以变换不同的角度，也可以根据实验所需随时安装不同直径的柔性转子。柔性转子的轴两边设计有带轮，带轮与转动轴固定，可以和转动轴同时旋转，带轮与增速器通过同步带连接，而增速器与发电机是通过联轴器刚性连接。通过所获参数进行分析，包括流速及流速变化、转子能量输出、流体特征、转子性能、能量获得及运行情况等，从而确定商业化开发设备的最佳参数。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1、一种用于模拟海洋潮流发电的实验装置，其特征在于，包括支架，所述的支架上面设有水槽，所述的水槽一侧设挡水板，另一侧设有水位调节板，所述的水槽设有水位调节板的一侧通过水管与水箱相连，所述的水管上设有阀门和水泵，所述的水箱和水泵设置在支架下面，所述的水槽内通过转子支架和夹具固定有柔性转子，所述的柔性转子通过皮带轮和增速器连接发电机，所述的柔性转子包括两个支撑板和栅板，所述的支撑板固定在栅板的两端，所述的栅板上设有叶片，所述的栅板中心设有转动轴，所述的转动轴穿过两个支撑板，所述的转动轴一端通过防松螺母固定，另一端通过凸轮盘与圆环盘用键连接，所述的转动轴两边设有防水轴承和带轮。
2、根据权利要求1所述的用于模拟海洋潮流发电的实验装置，其特征在于，所述的转子支架包括上支架和下支架，所述的下支架通过地脚螺钉固定在地面上，所述的上支架通过螺栓、螺母与下支架连接，所述的夹具包括与上支架通过销钉及螺栓相定位的旋转圆盘，所述的旋转圆盘与连接杆以及连接板焊接在一起，所述的连接板与柔性转子的转动轴两端连接。
3、根据权利要求2所述的用于模拟海洋潮流发电的实验装置，其特征在于，所述的旋转圆盘上设有通孔，所述的旋转圆盘通过通孔与焊接在上支架上的钢板通过销钉和螺栓来定位。
4、根据权利要求1所述的用于模拟海洋潮流发电的实验装置，其特征在于，所述的水槽通过漏斗形容器与水箱相连。
5、根据权利要求1所述的用于模拟海洋潮流发电的实验装置，其特征在于，所述的水槽上设有观察口。
6、根据权利要求1所述的用于模拟海洋潮流发电的实验装置，其特征在于，所述的水泵为混流卧式泵，所述的阀门为电动调节阀。
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