CN202645835U - 叶片自动张合式海流能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶片自动张合式海流能发电装置，包括叶片、发电机箱、旋转轴、主轴、支撑轴、底座、细绳和挂耳。底座安装在海底作为整个装置的基础，发电机箱安装固定在底座上，发电机放置在发电机箱中，支撑轴固定安装在发电机箱上，主轴下部插入安装在支撑轴中，主轴可以相对于支撑轴旋转，旋转轴固定安装在主轴上，叶片安装在旋转轴上，挂耳焊接在叶片上，细绳系在对应叶片的挂耳上。

Description

叶片自动张合式海流能发电装置

技术领域

本实用新型涉及水力发电设备，尤其是海流能发电装置，属于机械工程领域。

背景技术

由于化石资源的过度开采濒临枯竭以及由其带来的环境问题日益严重，开发利用清洁的可再生能源是未来人类获取能源的重要途径。海洋中蕴藏着巨大的能源，包括海流能、波浪能、潮汐能等。海流能发电由来已久，开始利用的形式很多，以叶轮机械为主，从结构上可以分为垂直轴式和水平轴式两种。目前的海流能发电装置都存在安装困难、发电效率低、成本大、环境条件要求苛刻等缺点，因此研究一种结构简单、安装方便、成本低、适用范围广的海流能发电装置是一个亟待开发的课题。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种叶片自动张合式海流能发电装置，本装置可以应用在任何有一定海流流速的海域，以高效率吸收海水的动能将其转化为电能，实现海流能发电，为人类利用海流能提供了一种新的途径。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种叶片自动张合式海流能发电装置，其特征在于可以利用海水流动进行发电，装置由叶片、发电机箱、旋转轴、主轴、支撑轴、底座、细绳和挂耳组成。底座安装在海底作为整个装置的基础，发电机箱安装固定在底座上，发电机放置在发电机箱中，支撑轴固定安装在发电机箱上，主轴下部插入安装在支撑轴中，主轴可以相对于支撑轴旋转，旋转轴固定安装在主轴上，叶片安装在旋转轴上，挂耳焊接在叶片上，细绳系在对应叶片的挂耳上。

本实用新型与背景技术相比具有的有益效果是：

(1)装置结构简单、可靠性高、维修方便。

(2)可以在任何有水流的地方使用，不受海流方向与大小的限制。

(3)由于装置结构的特殊性，在旋转过程中产生的动力力矩远远大于阻力力矩，因此具有很高的吸收效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的叶片结构示意图。

图3为本实用新型的叶片、旋转轴与细绳的安装结构示意图。

图4为本实用新型的工作过程示意图。

图中标号：

叶片(1)、叶片(2)、叶片(3)、叶片(4)、发电机箱(5)、旋转轴(6)、主轴(7)、支撑轴(8)、底座(9)、细绳(10)、挂耳(11)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，底座9固定安装在海底，发电机箱5固定安装在底座9的凹槽内，发电机箱5用于放置发电机，可以防止海水进入发电机。支撑轴8固定安装在发电机箱5上作为整个装置的支撑，支撑轴8为空心轴，主轴7插入安装在支撑轴8内，由于支撑轴8是空心轴，因此主轴7可以做旋转运动。旋转轴6固定安装在主轴7上，旋转轴6的旋转可以带动主轴7旋转，旋转轴6为空心轴。叶片1、叶片2、叶片3和叶片4插入安装在旋转轴6上，叶片可以绕着旋转轴6作一定角度的旋转。装置一共两根细绳10，其中一根一段系在叶片1的挂耳上，穿过旋转轴6的空心部分，另一端系在叶片2的挂耳上；另一根一端拴在叶片3的挂耳上，穿过旋转轴6的空心部分，另一端系在叶片4的挂耳上。

如图2所示，叶片底部结构为交错式结构，结构设计有阻挡部分，两个叶片安装时相互啮合，然后套在旋转轴6上，这种结构及安装方式即保证叶片可以绕着旋转轴6旋转，又可以保证叶片的最大张角为90度，最小张角为15度，因此叶片1和叶片3、叶片2和叶片4之间的夹角最大为180度，最小为30度。

如图3所示，旋转轴6通过螺栓固定安装在主轴7上，叶片1和叶片3通过底部交错式结构套在旋转轴6上，这样可以保证叶片1和叶片3绕着旋转轴6做旋转运动，同时，由于底部交错式结构设计有阻挡部分，保证叶片张角最大为90度，最小角度为15度；细绳10一端连接叶片1的挂耳，通过旋转轴6空心部分，另一端连接叶片2的挂耳，当叶片2闭合时，细绳10上会产生拉力，拉力通过细绳10作用到叶片1的挂耳上，使叶片1张开；同理，另一根细绳10一端连接叶片3的挂耳，通过旋转轴6空心部分，另一端连接叶片4的挂耳，当叶片4闭合时，细绳10上会产生拉力，拉力通过细绳10作用到叶片3的挂耳上，使叶片3张开。当叶片1和叶片3张开时，细绳10上拉力消失，这时的叶片2和叶片4在海水冲击下闭合，这样就实现了当叶片1和叶片3张开时，叶片2和叶片4闭合，叶片1和叶片3受海水冲击面积大于叶片2和叶片4受海水冲击面积，因此两侧受力大小不同，由于受力不平衡会产生旋转力矩，从而促使旋转轴6绕着主轴7做旋转运动，由于旋转轴6通过螺栓固定安装在主轴7的凹槽内，当旋转轴6做旋转运动时，主轴7也做旋转运动，从而使主轴7带动发电机发电。

如图4所示为装置一个循环的工作示意图。图(4-1)为装置初始状态，可以看到叶片1和叶片2为闭合状态，且叶片1和叶片2之间夹角为30度，叶片3和叶片4(叶片4被支撑轴(6)挡住，未标示)为张开状态，夹角为180度。假设水流方向为垂直向里，水流冲击叶片3和叶片4，会使叶片3和叶片4闭合，同时由于细绳10的作用，叶片3和叶片4的闭合会使细绳10产生拉力，此拉力会使叶片1和叶片2张开，故在水流作用下，叶片3和叶片4会迅速闭合，叶片1和叶片2迅速张开，状态如图(4-2)所示。此时叶片3和叶片4已经完全闭合且夹角为30度，而叶片1和叶片2完全张开夹角为180度，由于水流方向垂直向里，因此水流冲击叶片1和叶片2，同时冲击叶片3和叶片4，由于此时叶片1和叶片2的受水面积大于叶片3和叶片4，因此叶片1和叶片2的受力大于叶片3和叶片4的受力，因此会产生使旋转轴6旋转的旋转力矩，从而使旋转轴6旋转，旋转轴6的旋转会带动主轴7的旋转，主轴7带动发电机进行发电，装置在水流的作用下做持续的旋转运动，当达到如图(4-3)所示的状态时，叶片1和叶片2受冲击的有效面积达到最大，水流冲击叶片1和叶片2为旋转轴(5)旋转提供动力，这时叶片3和叶片4已经闭合，因此受水流冲击面积达到最小，因此产生的转动力矩达到最大，主轴7持续带动发电机进行发电。当装置继续运动，达到如图(4-4)状态，此时可以发现图(4-4)所示的状态即为图(4-1)所示状态，因此，装置完成一个工作循环，只要有水流的不断冲击，装置就会一直工作下去一直有电力产生。由于在工作过程中，水流冲击叶片产生的动力力矩远远大于阻力力矩，因此，海流能的利用效率大大提高。

Claims (3)

1.一种叶片自动张合式海流能发电装置，其特征在于：底座(9)固定安装在海底，发电机箱(5)固定安装在底座(9)的凹槽内，发电机箱(5)用于放置发电机，可以防止海水进入发电机；支撑轴(8)固定安装在发电机箱(5)上作为整个装置的支撑，支撑轴(8)为空心轴，主轴(7)插入安装在支撑轴(8)内，由于支撑轴(8)是空心轴，因此主轴(7)可以做旋转运动；旋转轴(6)固定安装在主轴(7)上，旋转轴(6)的旋转可以带动主轴(7)旋转，旋转轴(6)为空心轴；叶片(1)、叶片(2)、叶片(3)和叶片(4)插入安装在旋转轴(6)上，叶片可以绕着旋转轴(6)作一定角度的旋转；装置一共两根细绳(10)，其中一根一端系在叶片(1)的挂耳上，穿过旋转轴(6)的空心部分，另一端系在叶片(2)的挂耳上；另一根一端拴在叶片(3)的挂耳上，穿过旋转轴(6)的空心部分，另一端系在叶片(4)的挂耳上。

2.根据权利要求1所述的一种叶片自动张合式海流能发电装置，其特征在于：叶片底部为交错式结构。

3.根据权利要求1所述的一种叶片自动张合式海流能发电装置，其特征在于：叶片(1)和叶片(2)、叶片(3)和叶片(4)的之间通过细绳(10)连接。 

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