CN203146206U - 一种集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统。包括浮动体，浮动体上有聚风发电单元和洋流发电单元。浮动体为船形空腔，洋流发电单元处于浮动体内。洋流发电单元包括处于浮动体两端的洋流入口和尾流出口，洋流入口与尾流出口间连有洋流增速管道。洋流入口处有聚流斗。洋流增速管道上方的浮动内有空压机、输变电装置、水轮机和电机，电机的输出端子借助电缆与输变电装置相连。水轮机的水斗伸入洋流增速管道内。洋流增速管道之下的浮动体内有浮力舱。聚风发电单元包括塔体，塔体上端有聚风头。塔体内有聚风管道，聚风管道下端有风机和电机，电机的输出端子借助电缆与输变电装置相连。本实用新型不仅施工容易，建造成本低。

Description

一种集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置。具体说，是既能利用水力进行发电、又能利用风力进行发电的浮动式发电系统。

背景技术

中国201110429077.7号实用新型专利申请公开了一种风力和水力综合发电系统。该风力和水力综合发电系统包括发电机和安装在海床上并伸出海面的塔架。所述塔架含有立柱，其顶部安装有风力叶片和第一传动机构，其处于海水中的那段立柱上安装有水轮叶片和第二传动机构。塔架上还安装有自动变速箱和具有两个输入半轴的差动器。第一传动机构的输出轴通过自动变速箱与差动器的第一半轴相连，第二传动机构的输出轴与差动器的第二半轴相连，而差动器的输出轴与发电机的输入轴相连。该系统集风力发电和洋流发电于一体，与单一的风力发电和单一的洋流发电系统相比，可提高单台发电机的发电功率。但存在以下问题：一是由于这种发电系统包括带有立柱的塔架，建造时，需要在海底打桩来安装塔架及立柱，施工比较困难。二是这种发电系统的风力叶片和水轮叶片分别暴露在水上和水下，且无聚风机构和聚流机构，而未经集聚处理的自然风的风速较慢，未经集聚的洋流的功率密度较小，要想提高单台发电系统的发电量，就必须将风力叶片和水轮叶片做得非常大。而风力叶片和水轮叶片一大，不仅施工困难，安全系数低，而且会大大提高建造成本。因此，这种风力和水力综合发电系统的建造成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统。这种发电系统，不仅施工更容易，而且建造成本低。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本实用新型的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统特点是，包括浮动体，浮动体上有聚风发电单元和洋流发电单元。所述浮动体为船形空腔，所述洋流发电单元处于浮动体内。所述洋流发电单元包括处于浮动体两端的洋流入口和尾流出口，洋流入口与尾流出口间连有洋流增速管道。所述洋流入口处有聚流斗，该聚流斗的外端和里端均为长方形且其口径自其外端到里端逐渐变小。所述洋流增速管道的口径为长方形，其与聚流斗相连的一端口径与聚流斗相同，且洋流增速管道的口径自其与聚流斗相连的一端到另一端逐渐变大。洋流增速管道上方的浮动内有空压机、输变电装置、水轮机和电机，电机的输出端子借助电缆与输变电装置相连。电机的输出轴与水轮机的输出轴相连。所述水轮机及电机至少有两套，且这些水轮机及电机沿聚流管道的纵向布置。所述水轮机含有筒状外壳，该筒状外壳呈封闭状，筒状外壳的纵向一侧加工贯通其长度的开口。洋流增速管道上壁上有开口，该开口四周与所述筒状外壳上的开口四周间呈密封状连接在一起。空压机的出气口借助管道与筒状外壳的内腔上部相连通。所述筒状外壳内设置有转轴，转轴两端借助轴承分别与筒状外壳两端板上的中心孔相配合。转轴四周均布有四列连杆，连杆里端固定在转轴上，每列连杆的外端固定有一个水斗，并使水斗转至邻近洋流入口一侧时，水斗的口部朝上或朝前，由筒状外壳、转轴、连杆和水斗构成所述水轮机。

所述水斗通过筒状外壳上的开口和洋流增速管道上的开口伸入洋流增速管道内，并使水轮机的转轴与洋流增速管道的纵向相垂直。洋流增速管道之下的浮动体内有浮力舱，浮力舱上有阀门。所述浮力舱借助管道与空压机的出气口相连通。

所述聚风发电单元包括塔体，塔体上端有聚风头，所述聚风头的进口端和出口端中心线垂直，聚风头的出口端与塔体上端间呈可旋转状配合。塔体内有聚风管道，聚风管道上端到下端的口径逐渐变小，聚风管道上端口径与塔体上端口径相同且二者的四周间连接在一起。聚风管道下端有风机和电机，所述风机的进风口与聚风管道下端相连通。风机的转轴与电机的转轴相连，电机的输出端子借助电缆与输变电装置相连。所述风机和电机处于塔体下方的浮动体内。浮动体侧壁上有排风口，该排风口借助管道与风机的出风口连通。

本实用新型的进一步改进方案是，所述浮动体的甲板上有绞盘，绞盘上绕有缆索，缆索一端连接在绞盘上，另一端连有锚。

本实用新型的进一步改进方案是，所述浮动体的甲板上有停机坪。

本实用新型的进一步改进方案是，所述浮动体的甲板上有起重机。

本实用新型的更进一步改进方案是，所述聚流斗的外端和尾流出口分别有第一过滤网和第二过滤网。

采取上述方案，具有以下优点：

由上述方案可以看出，由于本实用新型包括浮动体、聚风发电单元和洋流发电单元，聚风发电单元和洋流发电单元分别安装在浮动体的上下部，与背景技术相比，不需塔架和立柱，省去了在海底打桩来安装塔架及立柱的麻烦，施工起来比较容易。

又由于所述浮动体为船形空腔，所述洋流发电单元处于浮动体内。所述洋流发电单元包括处于浮动体两端的洋流入口和尾流出口，洋流入口与尾流出口间连有洋流增速管道。所述洋流入口处有聚流斗，该聚流斗的外端和里端均为长方形且其口径自其外端到里端逐渐变小。所述洋流增速管道的口径为长方形，其与聚流斗相连的一端口径与聚流斗相同，且洋流增速管道的口径自其与聚流斗相连的一端到另一端逐渐变大。所述水轮机含有筒状外壳，该筒状外壳呈封闭状，筒状外壳的纵向一侧加工贯通其长度的开口。洋流增速管道上壁上有开口，该开口四周与所述筒状外壳上的开口四周间呈密封状连接在一起。工作时，洋流通过聚流斗集聚后实在进入洋流增速管道进行高增速后才进入水斗，使得进入水斗的洋流速度大大提高，洋流的功率密度较大，与背景技术相比，不需增大水轮机的叶片尺寸，就可大大提高单台发电系统的发电量。而水轮机的叶片一小，不仅可降低施工难度，还可大大降低建造成本。因此，这种各发电系统的建造成本较低。

另一方面，由于所述聚风发电单元包括塔体，塔体上端有聚风头，所述聚风头的进口端和出口端中心线垂直，聚风头的出口端与塔体上端间呈可旋转状配合。塔体内有聚风管道，聚风管道上端到下端的口径逐渐变小，聚风管道上端口径与塔体上端口径相同且二者的四周间连接在一起。与背景技术相比，通过聚风头和聚风管道，大大提高了风速和压力，充分利用压力能作为动力来推动风机进行发电，从而可缩小风机的叶片，大大降低建造成本。

又由于洋流增速管道上方的浮动体内有空压机和压力舱，通过空压机为浮动体内的压力舱内送压缩空气或放掉压缩空气，可使浮动体下沉和和上浮，不仅可使聚流斗对准洋流中心，还便于转场。

附图说明

图1是本实用新型的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统包括浮动体14，所述浮动体14为船形空腔，浮动体14上设置有聚风发电单元和洋流发电单元，其中的洋流发电单元处于浮动体14内。所述洋流发电单元包括处于浮动体两端的洋流入口和尾流出口，洋流入口与尾流出口间通过洋流增速管道24相连通。所述洋流入口处连有聚流斗2，该聚流斗的外端和里端均为长方形且其口径自其外端到里端逐渐变小。所述洋流增速管道24的口径为长方形，其与聚流斗2相连的一端口径与聚流斗2相同，且洋流增速管道24的口径自其与聚流斗2相连的一端到另一端逐渐变大。洋流增速管道24上方的浮动体14内安装有输变电装置20、水轮机和电机17，电机17的输出端子借助电缆与输变电装置20相连，电机17的输出轴与水轮机的转轴23相连。所述水轮机含有筒状外壳18，该筒状外壳呈封闭状，筒状外壳18的纵向一侧加工有贯通其长度的开口。洋流增速管道24上壁上加工有开口，该开口贯通洋流增速管道24的宽度，该开口的四周与所述筒状外壳18上的开口四周间呈密封状连接在一起。筒状外壳18两端板上加工有中心孔，筒状外壳18内设置有转轴23，转轴23两端借助轴承分别与筒状外壳18两端板上的中心孔相配合。转轴23四周均布有四列连杆21，连杆21里端固定在转轴23上，每列连杆21的外端固定有一个水斗22，并使水斗22转至邻近洋流入口一侧时，水斗22的口部朝上或朝前，由筒状外壳18、转轴23、连杆21和水斗22构成所述水轮机。当某一水斗22转至最下方时，该水斗通过筒状外壳18和洋流增速管道24上的开口伸入洋流增速管道24内并使转轴23与洋流增速管道24的纵向相垂直。洋流增速管道24之下的浮动体14内设置有七个浮力舱19，这些浮力舱19沿浮动体14的纵向均布。每个浮力舱19上均安装有阀门25。洋流增速管道24上方的浮动体14内安装有空压机16，空压机16的出气口借助管道与所述浮力舱相连通，通过空压机16可为浮力舱19内送气。需要转场时，通过空压机16向浮力舱19内送气，可使浮力舱19内的水排出，以减轻本实用新型的重量，使本实用新型上浮，再用拖船将本实用新型拖至所需区域。其中，为避免筒状外壳18内的水位太高给水斗22的转动带来不必要的阻力，所述空压机16的出气口借助管道与筒状外壳18的内腔上部相连通。当筒状外壳18内的水位高于洋流增速管道24时，由空压机16向筒状外壳18内腔的上部送气，使筒状外壳18内的水位始终保持在最佳高度上。

所述聚风发电单元包括塔体12，塔体12上端设置有聚风头8、测风仪11、航标灯10和避雷针9等。聚风头8的进口端和出口端中心线垂直，聚风头8的出口端与塔体12上端间借助轴承和电机呈可旋转状配合。塔体12内设置有聚风管道，聚风管道上端到下端的口径逐渐变小，聚风管道上端口径与塔体12上端口径相同且二者的四周间连接在一起。聚风管道下端设置有风机和电机，所述风机的进风口与聚风管道下端相连。风机的转轴与电机的转轴相连，电机的输出端子借助电缆与输变电装置20相连。

由于通过水轮机的洋流仍然具有较高的速度，为进一步提高洋流能量的利用率，所述水轮机及电机至少设置有两套，本实施例中为两套，使得第一级水轮机用过的洋流再提供给第二级水轮机使用。

为便于本实用新型在海上定位，在所述浮动体14的甲板13上设置有绞盘5，绞盘5上绕有缆索4，缆索4一端连接在绞盘5上，另一端连有锚3。

为增加本实用新型的功能，在所述浮动体14的甲板13上设置有停机坪6，可供直升飞机停放。

为进一步增加本实用新型的功能，所述浮动体14的甲板13上设置有起重机7。

所述风机和电机处于塔体12下方的浮动体14内。浮动体14的侧壁上加工有排风口，所述排风口借助管道与风机的出风口连通。

为防止海洋生物和漂浮物进入水轮机内，在所述聚流斗2的外端和所述尾流出口端分别安装有第一过滤网1和第二过滤网15。

Claims (9)

1.一种集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于包括浮动体（14），浮动体（14）上有聚风发电单元和洋流发电单元；所述浮动体（14）为船形空腔，所述洋流发电单元处于浮动体（14）内；所述洋流发电单元包括处于浮动体（14）两端的洋流入口和尾流出口，洋流入口与尾流出口间连有洋流增速管道（24）；所述洋流入口处有聚流斗（2），该聚流斗的外端和里端均为长方形且其口径自其外端到里端逐渐变小；所述洋流增速管道（24）的口径为长方形，其与聚流斗（2）相连的一端口径与聚流斗（2）相同，且洋流增速管道（24）的口径自其与聚流斗（2）相连的一端到另一端逐渐变大；洋流增速管道（24）上方的浮动体（14）内有空压机（16）、输变电装置（20）、水轮机和电机（17），电机（17）的输出端子借助电缆与输变电装置（20）相连；电机（17）的输出轴与水轮机的输出轴相连；所述水轮机含有筒状外壳（18），该筒状外壳呈封闭状，筒状外壳（18）的纵向一侧加工贯通其长度的开口；洋流增速管道（24）上壁上有开口，该开口四周与所述筒状外壳（18）上的开口四周间呈密封状连接在一起；所述空压机（16）的出气口借助管道与筒状外壳（18）的内腔上部相连通；所述筒状外壳（18）内设置有转轴（23），转轴（23）两端借助轴承分别与筒状外壳（18）两端板上的中心孔相配合；转轴（23）四周均布有至少四列连杆（21），连杆（21）里端固定在转轴（23）上，每列连杆（21）的外端均有一个水斗（22），并使水斗（22）转至邻近洋流入口一侧时，水斗（22）的口部朝上或朝前，由筒状外壳（18）、转轴（23）、连杆（21）和水斗（22）构成所述水轮机；

所述水斗（22）通过筒状外壳（18）上的开口和洋流增速管道（24）上的开口伸入洋流增速管道（24）内，并使水轮机的转轴（23）与洋流增速管道（24）的纵向相垂直；洋流增速管道（24）之下的浮动体（14）内有浮力舱（19），浮力舱（19）上有阀门（25）；所述浮力舱（19）借助管道与空压机（16）的出气口相连通；

所述聚风发电单元包括塔体（12），塔体（12）上端有聚风头（8），所述聚风头（8）的进口端和出口端中心线垂直，聚风头（8）的出口端与塔体（12）上端间呈可旋转状配合；塔体（12）内有聚风管道（26），聚风管道（26）上端到下端的口径逐渐变小，聚风管道（26）上端口径与塔体（12）上端口径相同且二者的四周间连接在一起；聚风管道（26）下端有风机和电机（27），所述风机的进风口与聚风管道（26）下端相连通；风机的转轴与电机（27）的转轴相连，电机的输出端子借助电缆与输变电装置（20）相连。

2.根据权利要求1所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述水轮机及电机（17）至少有两套，且这些水轮机及电机（17）沿洋流增速管道（24）的纵向布置。

3.根据权利要求1所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述浮力舱（19）至少有两个，这些浮力舱（19）沿浮动体（14）的纵向均布。

4.根据权利要求1所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述浮动体（14）的甲板上有绞盘（5），绞盘（5）上绕有缆索（4），缆索（4）一端连接在绞盘（5）上，另一端连有锚（3）。

5.根据权利要求1所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述浮动体（14）的甲板上有停机坪（6）。

6.根据权利要求1所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述浮动体（14）的甲板上有起重机（7）。

7.根据权利要求1所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述风机及电机（27）处于塔体（12）下方的浮动体（14）内；浮动体（14）侧壁上有排风口（28），该排风口借助管道与风机的出风口连通。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述聚流斗（2）的外端有第一过滤网（1）。

9.根据权利要求8所述的集聚风发电和洋流发电于一体的发电系统，其特征在于所述尾流出口端有第二过滤网（15）。