CN204152718U - 一种自动升降叶轮潮流能发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动升降叶轮潮流能发电系统，包括固定桩、支架、叶轮、升降平台、叶轮轴、横梁、自动升降机、升降螺杆、空压系统、主动轮、空压机、升降导槽、从动轮、伸缩输气管、固定输气管与陆地储气及发电系统；固定桩埋入海底面下，并连固定桩；升降平台设在支架上，叶轮通过叶轮轴与空压系统设在升降平台上，支架顶设有横梁，自动升降机置于横梁上，升降螺杆设在自动升降机上，升降导槽设在支架与升降平台之间，叶轮轴上设有主动轮，从动轮与空压机连接，空压机通过伸缩输气管连固定输气管，固定输气管通过陆地储气连发电系统。本实用新型只要有潮流推动就可压缩空气发电，换能效力高、结构简单、造价低、抗风浪强、建设快。

Description

一种自动升降叶轮潮流能发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种海潮流发电装置，尤其涉及一种自动升降叶轮潮流能发电系统。

背景技术

潮流能作为海洋能的一种，其资源丰富，在确定的海域潮流能量能够准确预测，能量相对稳定，波动性约为波浪能的五百分之一。从上世纪90年代起，海洋潮流能和波浪能利用在技术上的发展十分迅速，发电装置的结构形式多样，可分为水平轴叶轮式、垂直轴叶轮式、振荡式，桩基式、坐底式、悬浮式、漂浮式、有导流罩式和无导流罩式等。其工作原理是：水流推动叶轮绕主轴旋转，将水流动能转化为旋转机械能，然后通过传动系统驱动发电机发电，将机械能转化为电能。由于水流速度的不稳定性，叶轮的转动是变速的，发电机输出电能需通过变频器等电气系统实现稳频稳压后送入区域电网或独立电力负载。发电机一般置于水下，密封难度大、成本高，能量利用率低等缺陷，故未能大面积推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种自动升降叶轮潮流能发电系统，能根据涨退潮水位自动升降的水轮，利用潮流能推动水轮转动，压缩空气储存能量与均匀释放能量。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种自动升降叶轮潮流能发电系统，包括多根固定桩、多根支架、叶轮、升降平台、叶轮轴、一对横梁、多个自动升降机、多根升降螺杆、空压系统、主动轮、空压机、多条升降导槽、从动轮、伸缩输气管、固定输气管、陆地储气及发电系统；所述的多根固定桩埋入海底面以下，所述的多根支架与所述的多根固定桩的顶端对应连接；所述的升降平台设置在所述的多根支架上，所述的叶轮通过所述的叶轮轴与所述的空压系统分别安置在所述的升降平台上，所述的多根支架的顶面垂直于潮水的流向分别设有所述的一对横梁，所述的多个自动升降机分别置于所述的一对横梁上，所述的多根升降螺杆分别对应设置在所述的多个自动升降机上，并与所述的升降平台连接，所述的多个自动升降机分别通过所述的多根升降螺杆控制所述的升降平台的升降，所述的多条升降导槽分别对应设置在所述的多根支架与所述的升降平台之间，所述的升降平台与所述的多条升降导槽滑动连接，所述的叶轮轴上设有所述的主动轮，所述的主动轮与所述的从动轮啮合连接，所述的从动轮与所述的空压机的一端连接，所述的空压机的另一端与所述的伸缩输气管的一端连接，所述的伸缩输气管的另一端与所述的固定输气管的一端连接，所述的固定输气管的另一端与所述的陆地储气连接，所述的陆地储气与所述的发电系统连接。

上述的自动升降叶轮潮流能发电系统，其中，所述的叶轮与所述的自动升降机在竖直方向同步移动。

上述的自动升降叶轮潮流能发电系统，其中，所述的伸缩输气管上设有活动关节，所述的伸缩输气管通过所述的活动关节在竖直方向上伸缩。

上述的自动升降叶轮潮流能发电系统，其中，所述的空压机上设有进气口及排气口，所述的空压机全封闭，所述的空压机的传动轴为防水轴承。

本实用新型的叶轮只要有潮流推动就可压缩空气发电，具有换能效力高、结构简单、造价低廉、抗风浪强、建设快捷等优点。

附图说明

图1是本实用新型自动升降叶轮潮流能发电系统的结构透视图。

图2是本实用新型自动升降叶轮潮流能发电系统的结构侧视图。

图3是本实用新型自动升降叶轮潮流能发电系统的空压系统与输气管结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见附图1至附图3所示，一种自动升降叶轮潮流能发电系统，包括多根固定桩1、多根支架2、叶轮3、升降平台4、叶轮轴5、一对横梁6、多个自动升降机7、多根升降螺杆8、空压系统9、主动轮10、空压机11、多条升降导槽12、从动轮13、伸缩输气管14、固定输气管15、陆地储气及发电系统；所述的多根固定桩1按设计埋入海底面17以下，所述的多根支架2与所述的多根固定桩1的顶端对应连接；所述的升降平台4设置在所述的多根支架2上，所述的叶轮3通过所述的叶轮轴5与所述的空压系统9分别安置在所述的升降平台4上，所述的多根支架2的顶面垂直于潮水的流向分别设有所述的一对横梁6，所述的多个自动升降机7分别置于所述的一对横梁6上，所述的多根升降螺杆8分别对应设置在所述的多个自动升降机7上，并与所述的升降平台4连接，所述的多个自动升降机7分别通过所述的多根升降螺杆8控制所述的升降平台4的升降，所述的多条升降导槽12分别对应设置在所述的多根支架2与所述的升降平台4之间，所述的升降平台4与所述的多条升降导槽12滑动连接，限制升降平台4只能在竖向移动，所述的叶轮轴5上设有所述的主动轮10，所述的主动轮10与所述的从动轮13啮合连接，所述的从动轮13与所述的空压机11的一端连接，所述的空压机11的另一端与所述的伸缩输气管14的一端连接，所述的伸缩输气管14的另一端与所述的固定输气管15的一端连接，所述的固定输气管15的另一端与所述的陆地储气连接，所述的陆地储气与所述的发电系统连接，通过从动轮13带动空压机11压缩空气，产生的热量和压缩气体通过所述的伸缩输气管14经过预埋固定的输气管15输送到陆地储气罐储存，再根据发电需要均匀释放、加热后经气动马达带动发电机发电。

所述的空压机11上设有进气口及排气口，所述的空压机11全封闭，所述的空压机11的传动轴采用防水轴承，防水与防热量散发。

所述的伸缩输气管14带有活动关节，可随升降平台4伸缩。

所述的自动升降机7可采用空压机11产生的压缩空气为动力。所述的自动升降机7的动力包括气压、液压或电动等，所述的升降螺杆8为高强螺杆或光面圆钢液压杆。

所述的叶轮3用钢材或其他高强复合材料制作。所述的伸缩输气管14及固定输气管15采用耐高温、高压、保温管。

本实用新型的造价：以一台直径8米、宽度10米叶轮为例；选择低潮水深4米、高潮8米左右近岸处建设，假设潮水流速3m/s，则流能密度为13.8Kw/㎡，推动轮叶面积40㎡，理论功率552Kw，潮流能转化为热能与压缩空气内能再转化为电能的利用率可达45%以上，装机容量250Kw。

成本估算见下表：

材料名称	单位	数量	单价	合价	备注
						钢筋砼桩	m	20	5000	100000	桩径1米，连排共用
接桩	m	20	2500	50000
						叶轮	kg	15000	8	120000	含加工、安装
空压泵	套	6	5000	30000
						发电机	台	1	50000	50000	250kw
变速箱	个	3	10000	30000
						升降机	套	2	20000	40000	联排共用
气动马达	组	1	30000	30000	按电厂总功率分摊
						输气管	m	20	500	10000	联排分摊
升降平台等	套	1	20000	20000	含机座
						储气罐	m3	100	500	50000
其它	项	1		50000
						合计				58万

合计每千瓦造价2320元，大约为火电的2/3，水电的1/2

本实用新型的制造与安装：固定桩1采用打桩船施工，施工方法与桥梁桩基相同，支架2接固定桩1用钢筋混凝土模筑，叶轮3、升降平台4、自动升降机7、导槽12、空压机11、主动轮10、从动轮13、发电机等工厂制造，现场安装。

本实用新型的每公里海岸线装机容量：按与海岸平行等深线连续安装，与海岸线垂直方向间距50-100m安装2排，总装机容量4.5万Kw/km。

本实用新型的运营成本：除管理人员外，机械部分仅需定期检查与更换叶轮3、自动升降机7、空压机11等易损件。

规避风险：固定桩1与支架2按桥梁桩基的抗风、抗震设计施工，叶轮3可在飓风来临之前拆除叶片或整体沉入水中，待险情过后再安装或升起。

自动升降叶轮潮流能发电系统带动空压机11压缩空气，并输送到陆地储存后再均匀释放能量的潮流发电系统，即通过潮水往复流动推动叶轮轴5旋转带动空压机11压缩空气并输送到陆地储存，再均匀释放压缩气体推动气缸往复运动、通过连杆带动曲轴转动，经变速后驱动发电机达到发电的目的。同时将压缩空气产生的热能输送到发电厂对释放做功的压缩空气加热，加大气体压力，可大大提高潮流能的利用率。本实用型新可根据各地涨退潮时间自动升降叶轮轴5的高度，无论涨退潮均有一半叶轮3的叶片受潮流推动使叶轮轴5转动，不受潮水流速、水位的限制，可沿海岸线多排、连续设置，充分利用潮流能，降低造价。

本实用新型的叶轮3可按潮流水位自动升降，无论潮流向岸或离岸流动均可推动叶轮3转动带动空压机11压缩空气储存能量，再将压缩气体均匀释放、加热后通过气动马达转换为机械能再转换为电能，电压稳定，仅需变压即可并入电网。升降系统可将叶轮3与空压系统升高，方便维护与更换部件。本实用新型的施工与部件生产均有成熟工艺和生产厂家，可较快地规模化制造，且造价低、抗风浪强，适用范围在靠近海岸线高潮时水深20米以内较适宜。

综上所述，本实用新型的叶轮只要有潮流推动就可压缩空气发电，具有换能效力高、结构简单、造价低廉、抗风浪强、建设快捷等优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种自动升降叶轮潮流能发电系统，其特征在于：包括多根固定桩、多根支架、叶轮、升降平台、叶轮轴、一对横梁、多个自动升降机、多根升降螺杆、空压系统、主动轮、空压机、多条升降导槽、从动轮、伸缩输气管、固定输气管、陆地储气及发电系统；所述的多根固定桩埋入海底面以下，所述的多根支架与所述的多根固定桩的顶端对应连接；所述的升降平台设置在所述的多根支架上，所述的叶轮通过所述的叶轮轴与所述的空压系统分别安置在所述的升降平台上，所述的多根支架的顶面垂直于潮水的流向分别设有所述的一对横梁，所述的多个自动升降机分别置于所述的一对横梁上，所述的多根升降螺杆分别对应设置在所述的多个自动升降机上，并与所述的升降平台连接，所述的多个自动升降机分别通过所述的多根升降螺杆控制所述的升降平台的升降，所述的多条升降导槽分别对应设置在所述的多根支架与所述的升降平台之间，所述的升降平台与所述的多条升降导槽滑动连接，所述的叶轮轴上设有所述的主动轮，所述的主动轮与所述的从动轮啮合连接，所述的从动轮与所述的空压机的一端连接，所述的空压机的另一端与所述的伸缩输气管的一端连接，所述的伸缩输气管的另一端与所述的固定输气管的一端连接，所述的固定输气管的另一端与所述的陆地储气连接，所述的陆地储气与所述的发电系统连接。

2.根据权利要求1所述的自动升降叶轮潮流能发电系统，其特征在于：所述的叶轮与所述的自动升降机在竖直方向同步移动。

3.根据权利要求1所述的自动升降叶轮潮流能发电系统，其特征在于：所述的伸缩输气管上设有活动关节，所述的伸缩输气管通过所述的活动关节在竖直方向上伸缩。

4.根据权利要求1所述的自动升降叶轮潮流能发电系统，其特征在于：所述的空压机上设有进气口及排气口，所述的空压机全封闭，所述的空压机的传动轴为防水轴承。