CN206860355U - 一种新型浮船桨板发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型浮船桨板发电装置，包括发电模块和船体模块，所述发电模块位于装置中部，包括相互连接的履带、若干桨板、轮轴传动机构、变速箱和发电机，所述履带为位于发电模块两侧的两条回转式履带，若干桨板间隔分布于履带周向外表面，所述履带端部通过轮轴传动机构与减速箱连接，所述减速箱输出轴与发电机连接，通过发电机实现机械能到电能的转化；所述的船体模块包括设置于装置整体两侧的两个浮船。本实用新型结构简单、使用方便、将装置设计成浮船结构，可适用于不同的天然河道，实用性强。

Description

一种新型浮船桨板发电装置

技术领域

本实用新型属于潮/河流能发电技术领域，尤其涉及一种新型的借助可变形的浮船桨板并利用潮/河流能发电的装置。

背景技术

当前，世界能源格局深刻调整，供求关系总体缓和，应对气候变化进入新阶段，新一轮能源革命蓬勃兴起，世界各国争相发展可再生能源，旨在建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。

相对于传统的可再生能源如风能、太阳能、波浪能，潮流能具有如下特点：能量密度更集中；受引力影响而呈现周期性，有规律可循；能量较稳定，波动性小。近年来，潮流能已经成为现代新型能源中发展潜力最大、应用前景和商业化前景最好的能源种类之一。

我国近海主要水道（99条水道）的潮流能资源潜在量为832.51万 kW，技术可开发装机容量166.49万kW，技术可开发年发电量145.86亿kW·h。然而现阶段潮流能转换技术还不够成熟，能源利用率不高；若能高效开发此能源，对满足未来能源补充需求具有重大意义。

目前，国内外潮流能发电装置按照工作原理可分为水平轴叶轮式、垂直轴叶轮式、振荡式和其他方式。综合来看，上述装置主要有以下几点缺陷：

（1）出力不连续：潮差和流速在一日之内经常变化，在无特殊调节措施时，装置对潮/河流适应性差，出力有间歇性，给用户带来不便；

（2）机动性差：水道内最优位置不固定，传统装置无法实时调整位置。

（3）叶片复杂，发生空化：传统叶片结构复杂，易发生空化。

（4）安装花费高：潮流能电站建在港湾海口，通常水深坝长，施工、地基处理以及防淤等问题较困难，故土建和机电投资大，造价较高。

（5）维护成本大：结构复杂，体积庞大，不便于安装检修，维护周期短、成本高。

总体而言，我国潮流能资源蕴藏量大但利用率低，需要一种结构简单、机动灵活、发电高效的潮流能发电装置。这在经济、社会、环保等方面都具有很大的研究价值和意义。

此外，内河河岸处多存在河流能发电，其主要利用内河水位差将势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力推动发电机产生电能。结合现有潮/河流能发电装置研究现状，基于天然河道水流流速分布特点，本实用新型拟提供一种新型的潮/河流能浮船桨板可变形发电装置，将装置设计成浮船结构并能实现快速的伸缩变形，适用于不同的天然河道。由于水流能与潮流能的应用原理相似，本实用新型将不仅适用于海洋潮流能，亦能运用于内河河流能。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种新型浮船桨板发电装置，包括发电模块和船体模块，其特征在于：所述的发电模块位于装置中部，用于完成供电功能，所述的船体模块位于装置两侧，用于承担装置整体的结构重量，使得装置在水面上保持合适的吃水深度，所述的发电模块包括相互连接的履带2、若干桨板1、轮轴传动机构3、变速箱4和发电机5，所述的履带2为位于发电模块两侧的两条回转式履带，若干桨板1间隔分布于履带周向外表面，桨板1在水面下的水流冲击下沿着履带2移动，带动履带2转动，所述的履带2端部通过轮轴传动机构3与减速箱4连接，将履带转动速度传递到减速箱放大后输出，所述减速箱4输出轴与发电机5连接，通过发电机实现机械能到电能的转化，完成发电供电功能；所述的船体模块包括设置于装置整体两侧的两个浮船6。

两侧浮船6与履带2之间均设有导向桨，导向桨一侧端部突出于浮船端部，并向浮船6外侧方向弯曲，形成两个向外张开的导向结构，使得本装置始终处于迎向水流流动方向。

所述的桨板1为内凹形曲面桨板，桨板宽度小于所述履带2宽度，桨板1与履带2之间通过合页结构连接，使得桨板1在履带2上实现一定角度的偏转，桨板1转动到水面上后在自身重力作用下自动折叠贴合于履带，减少阻力。

所述的浮船6与履带2之间通过连杆和轴承固定，通过两侧浮船结构，使装置中部的发电装置保持浮于水面。

所述履带2内部通过轮齿结构与位于履带2两端的传动齿轮连接，所述的轮轴传动机构3包括与履带2端部齿轮连接的转轴，转轴末端通过齿轮与变速箱4内部齿轮咬合连接，通过变速箱4内的齿轮传动机构实现转速的放大。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型应用桨板线性位移做功吸收水流动能，不仅适用于海洋潮流能、对于内河河流能同样可行，充分利用水能，桨板理论效率40%以上，在流能发电中占优；通过数值模拟优化桨板形状，实测发电效率较高；

2、本实用新型可以根据实际水流情况，横向改变桨板大小，纵向伸缩装置长度，以改变发电功率，达到装置的最佳效益。功率可变性使装置适应性更强、针对性更优；

3、本实用新型利用浮船通过浮力承担整体装置重量，使得装置在浅水中可运行，对水深要求低，船体可布置在岸边；此外装置机动性强，灵活性好可以快速转移到合适的地点；

4、本实用新型与传统河流能水力发电相比无需拦海建坝，发电机组浸没在海中或河流中，对海洋、河流湖泊等水体生物影响较小，且不会对环境产生三废污染，不存在常规水电建设中的淹没古迹、破坏耕地、占用农田、移民安置等诸多问题，符合我国环境友好型社会发展要求；

5、本实用新型适应天然河道流速分布特征，天然河道流速近似于对数型分布，水面处流速较大，然而以往流能发电装置很难充分利用水面处较大的流速，本装置由于浮于水面较好的解决了这个问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的主视结构示意图；

图3是本实用新型的俯视结构示意图；

图4是本实用新型中桨板结构示意图；

图中，1-桨板，2-传动履带，3-轮轴传动机构，4-变速箱，5-发电机，6-浮船，7-导向桨，8-发电模块，9-船体模块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明，如图1-4所示，一种新型浮船桨板发电装置，包括发电模块8和船体模块9，发电模块8位于装置中部，用于完成供电功能，船体模块9位于装置两侧，用于承担装置整体的结构重量，使得装置在水面上保持合适的吃水深度，发电模块包括相互连接的履带2、若干桨板1、轮轴传动机构3、变速箱4和发电机5，履带2为位于发电模块两侧的两条回转式履带，若干桨板1间隔分布于履带周向外表面，桨板1在水面下的水流冲击下沿着履带2移动，带动履带2转动，履带2内部通过轮齿结构与两端传动齿轮连接，轮轴传动机构3包括与履带2端部齿轮连接的转轴，转轴末端通过齿轮与变速箱4内部齿轮咬合连接，通过变速箱4内齿轮传动机构实现转速的放大，变速箱4输出轴与发电机5连接，通过发电机实现机械能到电能的转化，完成发电供电功能；船体模块9包括设置于装置整体两侧的两个浮船6。

两侧浮船6与履带2之间均设有导向桨，导向桨一侧端部突出于浮船端部，并向浮船6外侧方向弯曲，形成两个向外张开的导向结构，使得本装置始终处于迎向水流流动方向。

桨板1整体为内凹曲面，通过水流推动桨板1实现能量的收集，桨板1为双曲面桨板，桨板宽度小于所述履带2宽度，桨板1与履带2之间通过合页结构连接，使得桨板1在履带2上实现一定角度的偏转，桨板1转动到水面上后在自身重力作用下自动折叠贴合于履带，减少阻力。

浮船6与履带2之间通过连杆和轴承固定，通过两侧浮船结构，将装置中部的发电装置保持浮于水面。

本实用新型通过锚固定在天然河道中，导向桨7使得装置始终正对水流；由于位于水面下的桨板1和水流之间流速差的存在，水流推动桨板1运动做功。桨板1与履带2连接，桨板运动推动履带2转动，桨板脱离水面后自动折叠以减少阻力。履带2通过传动机构与变速箱4连接，变速箱4放大转速并通过改变传动比使桨板1与水流之间始终保持最佳的相对速度，以提高发电效率。发电机5将装置从天然水流中吸收的机械能转化为电能以供使用。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (5)

1.一种新型浮船桨板发电装置，包括发电模块和船体模块，其特征在于：所述的发电模块位于装置中部，包括相互连接的履带(2)、若干桨板(1)、轮轴传动机构(3)、变速箱(4)和发电机(5)，所述的履带(2)为位于发电模块两侧的两条回转式履带，若干桨板(1)间隔分布于履带周向外表面，所述的履带(2)端部通过轮轴传动机构(3)与减速箱(4)连接，所述减速箱(4)输出轴与发电机(5)连接，通过发电机实现机械能到电能的转化；所述的船体模块包括设置于装置整体两侧的两个浮船(6)。

2.如权利要求1所述的一种新型浮船桨板发电装置，其特征在于：两侧浮船(6)与履带(2)之间均设有导向桨，导向桨一侧端部突出于浮船端部，并向浮船(6)外侧方向弯曲，形成两个向外张开的导向结构。

3.如权利要求1所述的一种新型浮船桨板发电装置，其特征在于：所述的桨板(1)为内凹形曲面桨板，桨板宽度小于履带(2)宽度，桨板(1)与履带(2)之间通过合页结构连接。

4.如权利要求1所述的一种新型浮船桨板发电装置，其特征在于：所述的浮船(6)与履带(2)之间通过连杆和轴承固定，通过两侧浮船结构，使装置中部的发电装置保持浮于水面。

5.如权利要求1所述的一种新型浮船桨板发电装置，其特征在于：所述履带(2)内部通过轮齿结构与位于履带(2)两端的传动齿轮连接，所述的轮轴传动机构(3)包括与履带(2)端部齿轮连接的转轴，转轴末端通过齿轮与变速箱(4)内部齿轮咬合连接，通过变速箱(4)内的齿轮传动机构实现转速的放大。