CN203272010U - 海流潮汐发电装置 - Google Patents

Abstract

海流潮汐发电装置涉及利用海洋能发电装置。包括沉浮平台、发电机、底锚装置以及自动沉浮平衡系统。沉浮平台由多支储能常浮立管、中心管塔、横向调潜管构成。发电机装于沉浮平台中心管塔顶端转向架上，由发电机、螺旋桨和尾翼构成。中心管塔其下部膨大呈球体状。储能常浮立管内充压缩空气。自动沉浮平衡系统，包括设于中心管塔顶部控制室内的自动沉浮控制装置、气体抽压缩装置、第一第二支气管分别连接中心管塔和常浮立管。本实用新型所产生的有益效果：可将本装置有选择的拖领置于适于发电的海流潮汐区及不同的水深位置，发电机迎海流自动转向，使发电机最大负荷发电。本实用新型造价省、移动灵活，可连续、稳定发电，充分利用海洋能资源，有力的补充和缓解能源紧缺状况。

Description

海流潮汐发电装置

技术领域：

本实用新型涉及利用海流、潮汐能之发电装置。

背景技术：

随着世界经济的快速发展，对能源的需求和消耗越来越大，石油天然气一次性能源越来越现的紧缺，人类将面临能源枯竭的严重局面。为了缓解面临的能源危机，世界各国均在积极研究、开发和利用太阳能、风能和海洋能等新能源。海洋能主要指海流(洋流)能和潮汐能，我国是个海洋大国，海岸线漫长，蕴藏的海洋能量巨大，研究和开发海流、潮汐能利用，开发海流潮汐发电意义重大，必将有力缓解我国能源的紧张局面，促进我国经济的快速发展，带来巨大的社会经济效益。

我国对海流潮汐发电的研究、开发已有多年历史，较成功的开发应用仍然是传统的大坝水库储水式，涨潮时将海水储进入水库，以海水势能的形式储存，退潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机发电。它的缺陷是建水库大坝投资大，且为间歇性发电，发电成本高，不便于推广，再之，主要是利用潮汐能，不是利用海流能。

对于将发动机安装于浮体上的海流、潮汐发电装置，我国虽已有报道和公开，但，多不实用。

发明内容：

本实用新型之发明目的，在于提供一种海流潮汐发电装置，它设计科学、合理、实用，整个装置可通过遥控漂浮移动、升潜沉浮，发电机可根据海流、潮汐方向360°旋转，可选择、移动到有利的海流、潮汐区、沉浮到适宜深度下锚发电，抗台风、大风浪，发电稳定可靠。

为达上述发明目的，所采取的技术方案是，海流潮汐发电装置，包括沉浮平台1、装于平台上的海流潮汐发电机2、沉浮平台底锚装置3以及自动沉浮平衡系统。沉浮平台1为框架结构，由一圈以均匀间隔分布设置的多支储能常浮立管4、处于一圈多支储能常浮立管中心位置的中心管塔12、处于储能常浮立管之下并与之相对应呈放射状分布的多支横向调潜管10构成。横向调潜管10主视轮廓呈舟状，其内端与中心管塔12下部相接，与其内腔相联通，其外端之顶面设置储能常浮立管4，常浮立管4彼此间设有顶部连接管5和底部连接管6。海流潮汐发电机2装于沉浮平台中心管塔12顶端之转向架18上，由发电机38、螺旋桨39和尾翼40构成。

沉浮平台之中心管塔12其下部膨大呈球体状13。横向调潜管10其内端与中心管塔呈球体状膨大的下部相接。所述储能常浮立管4内充压缩空气。沉浮平台底锚装置3由设于每支调潜管外端底部之底锚11、设于中心管塔底端之底锚29以及系于沉浮平台底部之锚绳3′构成。

所述自动沉浮平衡系统，包括设于中心管塔12顶部控制室17内的自动沉浮控制装置20、气体抽压缩装置20′、气体抽压缩装置经第一支气管19连接中心管塔顶端气室21、气体抽压缩装置经第二支气管8连接常浮立管彼此间之联通气管9，还包括设于中心管塔顶端气室21之下的单向进排气阀22、设于中心管塔球体状下部底端的第一单向进排水阀25、设于横向调潜管外端底部的第二单向进排水阀30、设于横向调潜管内端与中心管塔交接处的单向进排气(水)阀34。

本实用新型所产生的有益效果：

本实用新型设置一可沉浮平台，沉浮平台由储能常浮立管、横向调潜管、中心管塔、自动沉浮平衡系统构成，于中心管塔顶部安装发电机，沉浮平台底部设有地锚装置。自动沉浮平衡系统可将储能常浮立管内的压缩空气压充于中心管塔和横向调潜管内，使沉浮平台上升浮起。也可将中心管塔和横向调潜管内的空气抽取压回储能常浮立管内，使中心管塔和横向调潜管内充满水，而使其下沉。如此可将该发电装置有选择的拖领置于适于发电的海流潮汐区及不同的水深位置，发电机迎海流自动转向，使发电机最大负荷发电。本实用新型造价省、移动灵活，可连续、平稳发电，不建水库大坝，极大的节省了投资。可低成本的充分利用海洋能资源发电，有力的补充和缓解能源紧缺状况。

附图说明：

附图1本实用新型构造主视图

附图2本实用新型A-A剖视图

附图3本实用新型B-B剖视图

附图4本实用新型中心管塔、横向调潜管、储能常浮立管连接关系图

具体实施方式：

如说明书附图所示一种海流潮汐发电装置的具体实施方式，包括沉浮平台1、装于平台上的海流潮汐发电机2、沉浮平台底锚装置3以及自动沉浮平衡系统。沉浮平台1框架结构，由均匀间隔分布设置的12支储能常浮立管4、处于12支储能常浮立管中心位置的中心管塔12、处于储能常浮立管之下并与之相对应呈放射状分布的12支横向调潜管10构成，沉浮平台俯视呈正十二边形框架。横向调潜管10主视轮廓呈舟状，见附图4所示，其内端与中心管塔12下部相接，与中心管塔12内腔相联通，横向调潜管其外端之顶面设置、固定有储能常浮立管4。常浮立管4彼此间设有顶部连接管5和底部连接管6。沉浮平台之中心管塔12其下部膨大呈球体状13，横向调潜管10其内端与中心管塔球体状下部通过法兰41相接，中心管塔下部呈膨大的球体状有利于沉浮平台的稳定，如附图4所示。储能常浮立管4为圆柱状筒体，或着，为上粗下细的倒圆锥状简体，内充、储压缩空气，呈倒圆锥状筒体的储能常浮立管更有利于沉浮平台的沉浮稳定。储能常浮立管彼此间有联通气管9，联通气管9设有外套管(未示)，外套管与相邻储能常浮立管管壁相接，可兼作工作扶手。沉浮平台外围设有维修工作踏板7，固定于调潜管外端之上表面。联通气管9与第二支气管8相连接，第二支气管8连接中心管塔12顶部控制室17内气体抽压缩装置20′。沉浮平台中心管塔12由六根缆绳14与沉浮平台底部内框架37相固定。每支储能常浮立管4有2根缆绳15与沉浮平台底部内框架37相固定。中心管塔球体状下部外壁与沉浮平台中心底部的内框架37相固接。

沉浮平台底锚装置3由设于每支调潜管外端底部之底锚11、设于中心管塔底端之底锚29以及系于沉浮平台底部之锚绳3′构成。底锚为下开口筒状。沉浮平台沉于海底发电时，调潜管底锚11和中心管塔底端底锚29锚定于海底面。当沉浮平台处悬浮状态发电时，主要靠锚绳3′系住，使其悬停住，避免随意漂动。

海流潮汐发电机2装于沉浮平台中心管塔顶端之转向架18上，可360°旋转。转向架下为控制室17，控制室与中心管塔顶端之间设三个支撑腿16，发电机的输电缆由三支腿间引出。海流潮汐发电机2由发电机38、螺旋桨39和尾翼40构成，在尾翼作用下，发电机螺旋桨始终面对海流来的方向。

本实用新型的自动沉浮平衡系统，包括设于中心管塔12顶部控制室17内的自动沉浮控制装置20、气体抽压缩装置20′、气体抽压缩装置经第一支气管19连接中心管塔顶端气室21、气体抽压缩装置经第二支气管8连接常浮立管彼此间之联通气管9，还包括设于中心管塔顶端气室21之下的单向进排气阀22、设于中心管塔球体状下部底端的第一单向进排水阀25、设于横向调潜管外端底部的第二单向进排水阀30、设于横向调潜管内端与中心管塔相接处的单向进排气(水)阀34。见附图4所示，附图4为本发明中心管塔与一支横向调潜管和一支储能常浮立管连接关系图。表明其自动沉浮平衡系统。

所述设于中心管塔顶端气室21之下的单向进排气阀22，由上拱形腔顶23、腔顶中心进排气口24和封闭浮球28′构成。设于中心管塔球体状下部底端的第一单向进排水阀25，由锥盆状腔底26、腔底中心进排水口27和封闭浮球28构成。设于横向调潜管外端底部的第二单向进排水阀30，由锥盆状腔底31、腔底中心进排水口32和封闭浮球33构成。设于横向调潜管内端与中心管塔下部交接处的单向进排气(水)阀34，由上拱形腔顶35、腔顶中心进排气(水)口36和封闭浮球33′构成。说明书附图4中，用虚线表示的封闭浮球28′与实线表示的封闭浮球28为一个球，当中心管塔充满气时，该封闭浮球28处于底端进排水口27，封闭住进排水口。当中心管塔充满水时，该封闭浮球28′处于中心管塔顶端进排气口24处，封闭住进排气口24。与其同理，横向调潜管内的实线封闭浮球33与虚线封闭浮球33′亦指一个球。

简述沉浮平衡过程原理：

当沉浮平台、整个发电装置沉于海底时，储能常浮立管4内充储有压缩空气。各横向调潜管10充满了水，封闭浮球33′处于调潜管内端与中心管塔下部交接处的单向进排气(水)阀34内，封堵住进排气(水)口36。中心管塔12内充满水，封闭浮球28′处于中心管塔顶端单向进排气阀22内，封堵住进排气口24。

需上浮时，设于中心管塔12顶部控制室17内的自动沉浮控制装置20接到上浮指令，启动气体抽压缩装置20′，气体抽压缩装置经第二支气管8、连接储能常浮立管之联通气管9，抽取储能常浮立管内的压缩空气，同时，气体抽压缩装置经第一支气管19向中心管塔顶端气室21内压缩充气，打开气室之下的单向进排气阀22压入中心管塔12内，中心管塔内的水经底部第一单向进排水阀25排入大海，中心管塔的水下降至横向调潜管内端与中心管塔下部交接处的单向进排气(水)阀34时，进排气(水)阀34将被打开，气体被同时压入横向调潜管内，横向调潜管内的水经第二单向进排水阀30排入大海。随不断的充气排水，沉浮平台和整个发电装置将慢慢上浮升起。

反之，由浮起状态需下沉时，设于中心管塔12顶部控制室17内的自动沉浮控制装置20接到下沉指令，启动气体抽压缩装置20′，气体抽压缩装置将抽取中心管塔和横向调潜管的气体压入储能常浮立管内储存，水慢慢进入到中心管塔和横向调潜管内，沉浮平台和整个发电装置将慢慢下沉。

总之，是通过向自动沉浮控制装置发出遥控指令，自动沉浮控制装置启动抽压缩装置20′，将气体在储能常浮立管与中心管塔和横向调潜管之间进行往返循环，使沉浮平台和整个发电装置实现自动平衡沉浮。

Claims (4)

1.海流潮汐发电装置，包括沉浮平台(1)、装于平台上的海流潮汐发电机(2)、沉浮平台底锚装置(3)以及自动沉浮平衡系统，其特征是，所述沉浮平台(1)框架结构，由一圈以均匀间隔分布设置的多支储能常浮立管(4)、处于一圈多支储能常浮立管中心位置的中心管塔(12)、处于储能常浮立管之下并与之相对应呈放射状分布的多支横向调潜管(10)构成；所述横向调潜管(10)主视轮廓呈舟状，其内端与中心管塔(12)下部相接，与中心管塔(12)内腔相联通，其外端之顶面设置储能常浮立管(4)，常浮立管(4)彼此间设有顶部连接管(5)和底部连接管(6)；所述海流潮汐发电机(2)装于沉浮平台中心管塔(12)顶端之转向架(18)上，由发电机(38)、螺旋桨(39)和尾翼(40)构成。

2.根据权利要求1所述海流潮汐发电装置，其特征是，所述沉浮平台之中心管塔(12)其下部膨大呈球体状(13)；横向调潜管(10)其内端与中心管塔呈球体状膨大的下部相接；所述储能常浮立管(4)内充、储压缩空气；所述沉浮平台底锚装置(3)由设于每支调潜管外端底部之底锚(11)、设于中心管塔底端之底锚(29)以及系于沉浮平台底部之锚绳(3′)构成。

3.根据权利要求1或2所述海流潮汐发电装置，其特征是，所述自动沉浮平衡系统，包括设于中心管塔(12)顶部控制室(17)内的自动沉浮控制装置(20)、气体抽压缩装置(20′)、气体抽压缩装置经第一支气管(19)连接中心管塔顶端气室(21)、气体抽压缩装置经第二支气管(8)连接常浮立管彼此间之联通气管(9)，还包括设于中心管塔顶端气室(21)之下的单向进排气阀(22)、设于中心管塔球体状下部底端的第一单向进排水阀(25)、设于横向调潜管外端底部的第二单向进排水阀(30)、设于横向调潜管内端与中心管塔相接处的单向进排气(水)阀(34)。

4.根据权利要求3所述海流潮汐发电装置，其特征是，所述设于中心管塔顶端气室(21)之下的单向进排气阀(22)，由上拱形腔顶(23)、腔顶中心进排气口(24)和封闭浮球(28′)构成；所述设于中心管塔球体状下部底端的第一单向进排水阀(25)，由锥盆状腔底(26)、腔底中心进排水口(27)和封闭浮球(28)构成；所述设于横向调潜管外端底部的第二单向进排水阀(30)，由锥盆状腔底(31)、腔底中心进排水口(32)和封闭浮球(33)构成；所述设于横向调潜管内端与中心管塔下部交接处的单向进排气(水)阀(34)，由上拱形腔顶(35)、腔顶中心进排气(水)口(36)和封闭浮球(33′)构成。

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