CN203717230U - 潮流发电装置及其固定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种潮流发电装置及其固定装置，固定装置用于将潮流发电装置固定于海床。固定装置包括基座、固定单元和多个锚桩。基座具有多个固定空间和一个固定槽。潮流发电装置通过固定单元固定于基座的固定槽中。至少一个锚桩穿设一个固定空间且插入海底固定。本实用新型提供的固定装置能有效牢固地将潮流发电装置整个固定在海底，并且使得潮流发电装置尽可能地正对潮流方向，从而提高发电效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及可再生能源发电装置，尤其涉及一种潮流发电装置及其固定装置。
背景技术
海洋能（包含潮流能、海浪能、洋流能）是指海水流动的机械能，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电和常规水力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。
现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能（包含潮流能、潮流能、海浪能、洋流能）等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能，尤其是潮流的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备，效率低下，设备不能大规模化。
由于潮流流速快，动力大，潮流发电装置主要利用潮流能进行发电。现有将潮流发电装置固定于海中的方式大多是利用巨大的单桩基进行固定，成本高昂。或者采用漂浮锚定技术，然而这种技术无法将潮流发电装置大型化。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中成本巨大、安装麻烦、发电装置无法大型化的问题，提供一种潮流发电装置及其固定装置。
为了实现本实用新型的一目的，本实用新型提供一种固定装置，用于将潮流发电装置固定于海床。固定装置包括基座、固定单元和多个锚桩。基座具有多个固定空间和一个固定槽。潮流发电装置通过固定单元固定于基座的固定槽中。至少一个锚桩穿设一个固定空间且插入海底固定。
于本实用新型的一实施例中，基座为钢筋混凝土基座，每个固定空间的横向横截面积大于每个锚桩沿周向的横截面积，混凝土浇筑且填充于固定空间与锚桩之间的间隙。
于本实用新型的一实施例中，固定单元包括多个锁链和多个吊环，一部分吊环固定于基座上，另一部分吊环固定于潮流发电装置上，每个锁链的两端分别连接基座上的吊环和潮流发电装置上的吊环。
于本实用新型的一实施例中，固定单元为桁架，桁架的一边嵌入于基座中，另一边沿潮流发电装置的高度方向延伸。
于本实用新型的一实施例中，桁架的横截面为直角三角形，桁架的一个直角边通过混凝土浇筑固定于基座，另一个直角边平行于潮流发电装置的高度方向。
于本实用新型的一实施例中，固定单元为混凝土块。
为实现本实用新型的另一目的，本实用新型还提供一种潮流发电装置，包括外框架、至少一个内框架、至少一个水轮机、至少一个发电机和固定装置。至少一个内框架可分离地设置于外框架内。至少一个水轮机设置于内框架内。至少一个发电机连接水轮机。固定装置包括基座、固定单元和多个锚桩。基座具有多个固定空间和一个固定槽。外框架通过固定单元固定于基座的固定槽中。至少一个锚桩穿设一个固定空间且插入海底固定。
于本实用新型的一实施例中，基座为钢筋混凝土基座，每个固定空间的横向横截面积大于每个锚桩沿周向的横截面积，混凝土浇筑且填充于固定空间与锚桩之间的间隙。
于本实用新型的一实施例中，固定单元包括多个锁链和多个吊环，一部分吊环固定于基座上，另一部分吊环固定于外框架上，每个锁链的两端分别连接基座上的吊环和外框架上的吊环。
于本实用新型的一实施例中，固定单元为桁架，桁架的一边嵌入于基座中，另一边沿外框架的高度方向延伸。
于本实用新型的一实施例中，桁架的横截面为直角三角形，桁架的一个直角边通过混凝土浇筑固定于基座，另一个直角边平行于外框架的高度方向。
于本实用新型的一实施例中，固定单元为混凝土块。
综上所述，本实用新型提供的固定装置能有效牢固地将潮流发电装置整个固定在海底，并且使得潮流发电装置尽可能地正对潮流方向，从而提高发电效率。克服了现有技术中单桩基的成本巨大，或漂浮锚定技术，无法将潮流发电机大型化的问题。本实用新型的固定装置便于安装，大大降低了固定潮流发电装置的成本。并且，本实用新型的潮流发电装置框架，在实际组装发电装置时，可先将水轮机固定在内框架内，然后将多个内框架分别固定在外框架内，从而实现模块化安装，大大简化了安装程序，减少安装时间，降低海洋中安装难度。
为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为根据本实用新型第一实施例提供的潮流发电装置的俯视图。
图2为图1的主视剖视图。
图3为图1的侧视剖视图。
图4所示为根据本实用新型第二实施例提供的潮流发电装置的侧视剖视图。
图5所示为根据本实用新型第三实施例提供的潮流发电装置的侧视剖视图。
具体实施方式
图1所示为根据本实用新型第一实施例提供的潮流发电装置的俯视图。图2为图1的主视剖视图。图3为图1的侧视剖视图。请一并参考图1至图3。
于第一实施例中，一种潮流发电装置10包括外框架1、至少一个水轮机2、至少一个发电机3、固定装置4和至少一个内框架5。至少一个内框架5可分离地设置于外框架1内。至少一个水轮机2设置于内框架5内。至少一个发电机3连接水轮机2。固定装置4包括基座41、固定单元42和多个锚桩43。基座41具有多个固定空间411和一个固定槽412。外框架1通过固定单元4固定于基座41的固定槽412中。至少一个锚桩43穿设一个固定空间411且插入海底20固定。
于本实施例中，水轮机2的数量为多个，每两个水轮机2安装于一个内框架5中。于实际应用中，可先将水轮机2固定在内框架5内，然后将多个内框架5分别固定在外框架1内，从而实现水轮机2的模块化安装，大大简化了安装程序，减少安装时间，降低海洋中安装难度。并且实现了水轮机2的阵列式分布以使得整个潮流发电装置10大型化从而提高发电功率。于本实施例中，内框架5上可设有卡勾，外框架1上可设有卡槽，内框架5通过卡勾和卡槽的相互卡合嵌入到外框架1内。然而，本实用新型对此不作任何限定。
于本实施例中，一个内框架5内相邻的两个水轮机2的叶片弯曲方向呈轴对称。如图1所示，每两个水轮机2为一组且平行设置，左侧水轮机2的转动方向为顺时针，右侧水轮机2的转动方向为逆时针。通过将相邻水轮机2的转动方向设置为相反，有效地提高水流的聚集和疏散，提升水流速度，从而加快水轮机2的转动以提高发电机3的发电效率。然而，本实用新型对水轮机2的数量以及转动方向不作任何限定。
于本实施例中，基座41为钢筋混凝土基座，每个固定空间411的横向横截面积大于每个锚桩43沿周向的横截面积，混凝土浇筑且填充于固定空间411与锚桩43之间的间隙。于实际应用中，基座41先预制形成钢筋混凝土框架，然后垂入海中，之后将锚桩43每个穿过固定空间411打入海底20，最后将混凝土二次浇筑入固定空间411以固定锚桩43。通过设置多个非常大横向横截面积的固定空间411，使得基座41为具有很多“空格”或“空洞”的框架。因此，基座41的重量能够大大降低，便于基座41垂入海中从而利于安装。于本实施例中，基座41的纵向横截面近似梯形。这种上表面两边倾斜的设计减小了基座41受到的阻力，利于引导底部的潮流向水轮机2冲击以提高发电效率。
于本实施例中，固定槽412的轴线方向平行于水平面且垂直于潮流方向。于本实施例中，固定槽412为长方体凹槽，且设置于基座41的顶部。固定槽412的槽底低于基座41的上表面。于本实施例中，固定槽412的宽度可略大于外框架1的宽度以正好放置外框架1。通过在基座41的表面设置固定槽412，固定了潮流发电装置10的位置，克服了传统技术中因潮流会对发电装置10产生巨大冲击力使得发电装置容易歪斜的问题。因此，本实用新型的潮流发电装置10能一直保持正对潮流从而确保最大的利用潮流能以提高发电效率。
于本实施例中，固定单元42包括多个锁链421和多个吊环422，一部分吊环422固定于基座41上，另一部分吊环422固定于外框架1上，每个锁链421的两端分别连接基座41上的吊环422和外框架1上的吊环422。于本实施例中，锁链421和吊环422于外框架1的两侧为对称设置，外框架1能受到两侧的拉力从而保持固定。因此，无论是涨潮还是退潮，外框架1均能保持稳定从而使得整个潮流发电装置10正对潮流的冲击以提高发电效率。于具体应用中，锁链421可为拉索或刚性拉杆。
图4所示为根据本实用新型第二实施例提供的潮流发电装置的侧视剖视图。于第二实施例中，一种潮流发电装置10’包括外框架1、多个水轮机2、多个发电机3、固定装置4’和内框架5。固定装置4’包括基座41、固定单元42’和多个锚桩43。相同元件以相同标号进行表述。第二实施例中的外框架1、水轮机2、发电机3、基座41、锚桩43和内框架5的结构以及连接关系均和第一实施例相同，在此不再赘述。以下仅就不同之处予以说明。
于本实施例中，固定单元42’为桁架，桁架的一边嵌入于基座41中，另一边沿外框架1的高度方向H延伸。优选地，桁架为桁架钢座。于本实施例中，桁架的横截面为直角三角形，桁架的一个直角边通过混凝土浇筑固定于基座41，另一个直角边平行于外框架1的高度方向H。三角形的结构最为稳定。于本实施例中，固定单元42’分别对称地设置于外框架1的两侧，从而使得外框架1在两个方向上都得到可靠的固定。因此，无论是涨潮还是退潮，外框架1均能保持稳定从而使得整个潮流发电装置10’能正对潮流的冲击以提高发电效率。本实用新型对桁架沿高度方向H的直角边的长度不作任何限定。
图6所示为根据本实用新型第三实施例提供的潮流发电装置的侧视剖视图。第三实施例和第一实施例的差别仅在于第三实施例中的固定装置4’’为混凝土块。于本实施例中，混凝土块的高度大于潮流发电装置的外框架1的高度的二分之一。然而，本实用新型对混凝土块的高度不作任何限定。
综上所述，本实用新型提供的固定装置能有效牢固地将潮流发电装置整个固定在海底，并且使得潮流发电装置尽可能地正对潮流方向，从而提高发电效率。克服了现有技术中单桩基的成本巨大，或漂浮锚定技术，无法将潮流发电机大型化的问题。本实用新型的固定装置便于安装，降低了固定潮流发电装置的成本。并且，本实用新型的潮流发电装置框架，在实际组装发电装置时，可先将水轮机固定在内框架内，然后将多个内框架分别固定在外框架内，从而实现模块化安装，大大简化了安装程序，减少安装时间，降低海洋中安装难度。
虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
Claims (12)
1. 一种固定装置，用于将潮流发电装置固定于海床，其特征在于，所述固定装置包括：
基座，具有多个固定空间和一个固定槽；
固定单元，所述潮流发电装置通过固定单元固定于基座的固定槽中；
多个锚桩，至少一个锚桩穿设一个固定空间且插入海底固定。
2. 根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述基座为钢筋混凝土基座，每个固定空间的横向横截面积大于每个锚桩沿周向的横截面积，混凝土浇筑且填充于所述固定空间与所述锚桩之间的间隙。
3. 根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定单元包括多个锁链和多个吊环，一部分吊环固定于基座上，另一部分吊环固定于潮流发电装置上，每个锁链的两端分别连接基座上的吊环和潮流发电装置上的吊环。
4. 根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定单元为桁架，桁架的一边嵌入于基座中，另一边沿潮流发电装置的高度方向延伸。
5. 根据权利要求4所述的固定装置，其特征在于，所述桁架的横截面为直角三角形，桁架的一个直角边通过混凝土浇筑固定于基座，另一个直角边平行于潮流发电装置的高度方向。
6. 根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定单元为混凝土块。
7. 一种潮流发电装置，其特征在于，包括：
外框架；
至少一个内框架，可分离地设置于所述外框架内；
至少一个水轮机，设置于内框架内；
至少一个发电机，分别连接水轮机；
固定装置，包括：
基座，具有多个固定空间和一个固定槽；
固定单元，所述外框架通过固定单元固定于基座的固定槽中；
多个锚桩，至少一个锚桩穿设一个固定空间且插入海底固定。
8. 根据权利要求7所述的固定装置，其特征在于，所述基座为钢筋混凝土基座，每个固定空间的横向横截面积大于每个锚桩沿周向的横截面积，混凝土浇筑且填充于所述固定空间与所述锚桩之间的间隙。
9. 根据权利要求7所述的固定装置，其特征在于，所述固定单元包括多个锁链和多个吊环，一部分吊环固定于基座上，另一部分吊环固定于外框架上，每个锁链的两端分别连接基座上的吊环和外框架上的吊环。
10. 根据权利要求7所述的固定装置，其特征在于，所述固定单元为桁架，桁架的一边嵌入于基座中，另一边沿外框架的高度方向延伸。
11. 根据权利要求7所述的固定装置，其特征在于，所述桁架的横截面为直角三角形，桁架的一个直角边通过混凝土浇筑固定于基座，另一个直角边平行于外框架的高度方向。
12. 根据权利要求7所述的固定装置，其特征在于，所述固定单元为混凝土块。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105443311A (zh) * | 2014-07-18 | 2016-03-30 | 杭州林东新能源科技股份有限公司 | 固定于水底的潮流能发电装置 |
| CN110500223A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-26 | 上海交通大学 | 采用侧向张紧辅助的潮流能水轮机导管架式支撑基础 |
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2013
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| CN105443311B (zh) * | 2014-07-18 | 2019-03-15 | 杭州林东新能源科技股份有限公司 | 固定于水底的潮流能发电装置 |
| CN110500223A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-26 | 上海交通大学 | 采用侧向张紧辅助的潮流能水轮机导管架式支撑基础 |
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