CN201546884U - 叶轮式发电设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种叶轮式发电设备，其包括：取能单元，含有作为取能构件的叶轮和连接该叶轮与发电设备的传动机构；平台，为所述取能单元提供海上平台；所述平台为塔形结构，并在每一层设有以该层上底为底面的内锥面，层间周向和平台的上底设有海浪涌入口，并在每个内锥面的锥顶设有泻流口；所述取能单元设于最底层下面，所有泻流口通过竖直设置的导流通道供给同一个取能单元或轴线相同的一组取能单元或各个泻流口分别供给一个取能单元或者轴线相同的一组取能单元；且所述叶轮的受浪部分为该叶轮的左右侧的一侧。本方案可取能于全方位海浪能。

Description

叶轮式发电设备
技术领域
本实用新型涉及一种叶轮式发电设备，是一种海浪发电设备，其包括平台和设置在该平台上的发电单元，其中所说的发电单元包括叶轮和该叶轮输出轴上的发电机，以及对海浪进行导向的机构，从而，该设备利用海浪冲击叶轮将海浪动能转化为叶轮转动的动能，进而将叶轮的动能转化为电能。
背景技术
随着传统能源的日渐枯竭，人们渐渐把注意力放到了包括海洋能在内的新能源上。在海洋能取能技术领域中，叶轮式海浪发电设备有其独到之处，其中中国第200820205724X号实用新型专利是一种典型的叶轮式海浪发电设备，该设备包括叶轮以及与叶轮输出轴连接的发电机，所述的叶轮安装于一浮体中，浮体前方为倾斜面，倾斜面上设置有向叶轮供水的导水板，导水板延伸至叶轮前方，这是该专利的基本方案，通过上述倾斜面将一定波段的波浪的转为所述导流板上平稳的水流，也就是有削峰的作用。不过关于所述叶轮与倾斜面的位置关系中最重要的一点并没有给出指示，仅从其说明书附图2中看出，导流板与叶轮的下边缘基本上相切，显然，海浪的大小对此结构条件下的叶轮工作会产生负面影响，主要是，海浪可能会产生叶轮正传的反作用力，且海浪越大，上述负面影响越强烈，与海浪取能的目的背道而驰。
此外，上述方案采用了容易阻挡水流的进水孔，且可以根据其说明书内容直接确定的一点是所述倾斜面有足够的高度，可以使得海浪在冲击到该发电设备时超越导水板的水流回流，并进入倒水板。其实，在利用海浪发电时需要考虑充分利用海浪的动能和势能，显然上述结构容易产生能量的大量损耗，尤其是动能的损耗，并不能充分利用海浪所蕴含的机械能。且构建所述导水孔的部分会直接承受海浪的冲击，对整个平台的稳定性产生较大的影响。
发明内容
本实用新型针对目前现有技术的上述缺陷，提供了一种可取能于全方位海浪能的叶轮式发电设备。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型叶轮式发电设备，其包括：
取能单元，含有作为取能构件的叶轮和连接该叶轮与发电设备的传动机构；
平台，为所述取能单元提供海上平台；
所述平台为塔形结构，并在每一层设有以该层上底为底面的内锥面，层间周向和平台的上底设有海浪涌入口，并在每个内锥面的锥顶设有泻流口；所述取能单元设于最底层下面，所有泻流口通过竖直设置的导流通道供给同一个取能单元或轴线相同的一组取能单元或各个泻流口分别供给一个取能单元或者轴线相同的一组取能单元；且所述叶轮的受浪部分为该叶轮的左右侧的一侧。
根据本实用新型技术方案的叶轮式发电设备所采用的平台为锥台形结构，也就是其各个方向都可以认为具有背景技术中所说的倾斜面，那么依据本方案的发电设备不必对平台进行调整就可以将各个方向的海浪引入到取能单元。且对应地，在塔形的平台的每一层都设有一个内锥面，可以富集多个方向上涌入的海水，并在其锥顶设置泻流口，形成如背景技术中所说的导流板，从效果上来说可以充分的利用海浪所蕴含的能量。塔形的结构可以实现各个层高海浪的收集，并通过所述导流通道将水流导入到叶轮处，水流走向容易控制。
另一方面，本方案没有采用海浪回流的方式，无论哪个方向涌入的海浪均会在所述内锥面地不会急，克服了回流的海浪对其后跟进海浪的顶托，减少了能量损失。
上述叶轮式发电设备，所述平台为圆锥台结构。
上述叶轮式发电设备，所述平台的每一层的内锥面与平台的侧面在所述海浪涌入口处的连接部位为过渡弧部。
上述叶轮式发电设备，所述导流通道与对应内锥面间为弧过渡连接。
上述叶轮式发电设备，所述平台的主浮装置包括设置于该平台前后的潜浮体，该潜浮体与所述平台间通过刚性支架连接，使切向于所述叶轮上侧的所述平台的基板位于海浪波峰和波谷之间；所述潜浮体通过链固定于海底或者接于海底配重上。
上述叶轮式发电设备，所述平台的最底层的内锥面与平台侧面和下底面间为辅浮室。
上述叶轮式发电设备，所述链由设置在所述潜浮体内的卷扬设备控制，用于调整潜浮体的深度。
上述叶轮式发电设备，所述传动机构设置于水密封的腔体内，且该传动机构的动力输入轴设有旋转轴密封。
上述叶轮式发电设备，所述传动机构与所述叶轮的轴的连接为超越离合器连接。
附图说明
下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步的阐述，使本领域的技术人员更好的理解本实用新型，其中：
图1为本实用新型叶轮式发电设备实施例的结构原理图。
图中：1、辅浮室，2、刚性支架，3、潜浮体，4、链，5、配重，6、叶轮，7、前导板，8、倾斜面，9、过渡弧部，10、内锥面，11、导流通道，12、导流板，13、流口。
具体实施方式
参照说明附图1，叶轮式发电设备，其包括：
取能单元，含有作为取能构件的叶轮8和连接该叶轮与发电设备的传动机构；
平台，为所述取能单元提供海上平台；
所述平台为塔形结构，并在每一层设有以该层上底为底面的内锥面，层间周向和平台的上底设有海浪涌入口，并在每个内锥面的锥顶设有泻流口；所述取能单元设于最底层下面，所有泻流口通过竖直设置的导流通道11供给同一个取能单元或轴线相同的一组取能单元或各个泻流口分别供给一个取能单元或者轴线相同的一组取能单元；且所述叶轮的受浪部分为该叶轮的左右侧的一侧。
关于叶轮，这里需要明确的一点是叶轮叶片的宽度不同于常规的叶轮，因对于功率较大的发电机中，驱动其运转需要的力比较大，因此所需要的驱动力也就比较大，那么叶片的宽度和长度就不可避免地成为设计的一个主要因素。因叶片长度过长很难保证叶片的强度，尤其是难以保证叶片固定点的固定可靠性，因此，本方案中，优选把叶轮宽度作为首要考虑的因素，进而，叶片宽度就需要充分考虑海浪冲击叶片对叶轮的轴所产生的冲击。进一步地，为了保证运转的可靠性，防止叶轮过宽使得其轴形成过长的悬臂梁，可以将叶轮沿宽度方向分割成多个叶轮单元体，并在各个单元体中间设置一个轴承。当然，本方案中提到了锥顶，显然，本领域的技术人员依据本方案很容易想到在锥顶附近开设一个沿过该内锥面轴线平面的条形通道。
关于所说的塔形平台的层数，极限状态下，可以采用单层的平台，只要平台面积足够大，就可以保证一定浪高的海浪在经过平台时，有足够的海水涌入，对浪高不进行选择；多层则是有选择的，那么开放最高一层的台面，是较高的浪在此处都获得应用。
优选底，所述平台为圆锥台结构，便于制造，且结构强度也高。当然，圆锥台在理论上可以认为是具有无限个侧面的棱台结构。
至于取能单元的设置，应当考虑相关海区的海况，对于平时海浪较大的海区，可以采用单个泻流口对应单个取能单元的方案，反之，则选择多个或者所有泻流口对应一个取能单元或者一组取能单元的方案。
为了对涌入的海浪进行利于发电的导向，所述平台的每一层的内锥面与平台的侧面在所述海浪涌入口处的连接部位为过渡弧部9。当海浪涌入时，会产生依次沿所述弧过渡部切向的导向，其过程是渐进的，对海浪能量的损耗小。
所述导流通道与对应内锥面间为弧过渡连接，基于弧过渡同样的道理，在此还可以让海浪顺导进入导流通道，防止海水因流速快冲向导流通道的对面，当然，这种作用也是有限度的。
为了提供一个平稳的平台，所述平台的主浮装置包括设置于该平台前后的潜浮体3，该潜浮体与所述平台间通过刚性支架2连接，使切向于所述叶轮上侧的所述平台的基板位于海浪波峰和波谷之间；所述潜浮体通过链4固定于海底或者接于海底配重5上。由于潜浮体受表层海水的影响比较小，因此，所述平台受海浪的影响相对来说比较小，其在海面上的高度基本上是稳定的。
为了灵活的调整平台的浮置状态，所述平台的最底层的内锥面与平台侧面和下底面间为辅浮室1。
此外考虑到潮涨潮落的影响，所述链由设置在所述潜浮体内的卷扬设备控制，用于调整潜浮体的深度。
对于取能单元，所述传动机构设置于水密封的腔体内，且该传动机构的动力输入轴设有旋转轴密封。单纯的叶轮的防腐比较容易处理，那么传动机构的的防腐相对比较难处理，因此，将传动机构设置在水密封的腔体内，便于形成保护，且也利于传动机构的润滑。
由于波浪的不稳定性，所述传动机构与所述叶轮的轴的连接为超越离合器连接，使得传动机构输入轴的转速不会低于叶轮的转速。

Claims (9)

1.一种叶轮式发电设备，其包括：
取能单元，含有作为取能构件的叶轮(8)和连接该叶轮与发电设备的传动机构；
平台，为所述取能单元提供海上平台；
其特征在于：
所述平台为塔形结构，并在每一层设有以该层上底为底面的内锥面，层间周向和平台的上底设有海浪涌入口，并在每个内锥面的锥顶设有泻流口；所述取能单元设于最底层下面，所有泻流口通过竖直设置的导流通道(11)供给同一个取能单元或轴线相同的一组取能单元或各个泻流口分别供给一个取能单元或者轴线相同的一组取能单元；且所述叶轮的受浪部分为该叶轮的左右侧的一侧。
2.根据权利要求1所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述平台为圆锥台结构。
3.根据权利要求2所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述平台的每一层的内锥面与平台的侧面在所述海浪涌入口处的连接部位为过渡弧部(9)。
4.根据权利要求1至3之一所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述导流通道与对应内锥面间为弧过渡连接。
5.根据权利要求4所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述平台的主浮装置包括设置于该平台前后的潜浮体(3)，该潜浮体与所述平台间通过刚性支架(2)连接，使切向于所述叶轮上侧的所述平台的基板位于海浪波峰和波谷之间；所述潜浮体通过链(4)固定于海底或者接于海底配重(5)上。
6.根据权利要求5所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述平台的最底层的内锥面与平台侧面和下底面间为辅浮室(1)。
7.根据权利要求6所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述链由设置在所述潜浮体内的卷扬设备控制，用于调整潜浮体的深度。
8.根据权利要求7所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述传动机构设置于水密封的腔体内，且该传动机构的动力输入轴设有旋转轴密封。
9.根据权利要求8所述的叶轮式发电设备，其特征在于：所述传动机构与所述叶轮的轴的连接为超越离合器连接。
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CN106704078A (zh) * 2016-12-28 2017-05-24 郭继会 S型双流向海洋发电装置

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